第二章 既有RC建築物劣化及修復文獻回顧
第三節 建築物滲漏水
RC 建築物滲漏水問題經常發生且難以防範，通常以目視即可判斷 RC 建築物 是否存在滲漏水缺失，假若有水氣或水滴滲透穿過混凝土疏鬆孔洞或裂縫，則此 區域易產生白色碳酸鹽類白樺風化作用(leaching and efflorescence)，亦或附著於混 凝土表面之油漆或磁磚產生水氣膨脹剝離。
面。
修復材料與施工方法
針對RC 建築物滲漏水問題，傳統修復方法以表面塗封居多，依照正水壓或負 水壓狀況選擇表面密封材料(surface sealers or coatings)，表面密封材料包括含溶劑 (solvent-based)塗層、無溶劑(solvent-free)塗層、水性(water-borne)塗層與加勁 (reinforced)塗層等。
根本解決的方法要從滲漏水源頭徹底處理，將防水工程處理完成，再將破損 的水泥刮除並重新批土粉刷。如果能在房舍當初建造時，即早著手做好防水處理 工程，可減少室內潮濕造成壁癌的發生，並減少事後補救的麻煩。
混凝土表面處理修復技術為快速與經濟之建築物滲漏水修復方式，亦可有效 改善舊有建築物的耐久性，具有多項優點包括原料取得容易、成本低廉、施工快 速與方便等優點，近年來便發展出多種可用於混凝土表層塗封的保護材料，以阻 擋外在水氣和氯離子的滲入。常用於修復 RC 建築物滲漏水之混凝土表層塗封材 料，依其機制主要可分為下列兩種：
1.滲入式塗封劑(penetrating sealer)
主要利用本身所帶的有機化合物群互相鍵結，並沿著毛細孔隙內部表面形成 疏水(hydrophobic)的緻密組織。而這類塗封方式又可細分成沒有薄膜產生(non film-forming)與有薄膜產生(film-forming pore-sealing)兩種形式。現今水泥質矽酸質 系修復材料由德國化學家Lauritz Jensen 於 1942 年發明，1960 年代歐美及日本地 區引進發展使用。其組成材料包括波特蘭水泥、矽砂和活性矽化學觸媒化合物，
主要用於混凝土結構體之防水、強化與保護作用；使用時只須依一定比例與水調 合後塗佈於混凝土表面。以加拿大化學公司於 1969 年生產之結晶滲透防水材為 例，包括主要成份與輔助/次要成份；其中，主要成份係由波特蘭水泥、矽砂、觸 媒化合物(catalytic chemical compound)等無機粉所組成。輔助成份則稱之為養護 劑，具有保濕作用延緩水氣蒸發，保存塗層內的濕度，使其在充分濕潤的條件下 進行化學反應。矽酸質材料之防水原理並非如薄膜、片狀等防水材料，只作為表 面材料防止有害因子滲入混凝土內，而是利用混凝土多孔特性，以水為媒介，促 使矽酸質材料的活性物質快速滲入於混凝土溶液內，再與原混凝土中水化物進行 水化反應，進而產生不溶於水的針狀結晶體，填充混凝土毛細孔，有效增加混凝
土的水密性，達到防滲、防潮的效果。含觸媒化合物催化劑之防水材料塗抹於混
2.表面封層(surface coating)
固體含量多的聚合物聚合物溶液，除可堵住孔隙外，亦可在水泥質材料表面 生成一層較薄且連續的護膜(thin continuous film)，表面封層係利用乳劑(emulsion) 或乳膠(latex)在水泥質材料表面製造一層相當厚度且緻密的不透水層(thick dense layer)來防止水汽進入，但這類物質並不進入孔隙內產生堵塞的作用。而以緻密的 塗料或特殊的環氧樹脂砂漿(epoxy mortar)披覆在水泥質材料表面也屬於表面封層 的保護方式。混凝土中使用掺料，以增加緻密性來改善透水性，亦可於混凝土表 面使用塗封材料，來提昇混凝土之耐久性。
聚合物水泥防水材料(polymer modified cementitious waterproofing coating, PMC)為表面封層修復材料，亦稱為複合防水塗料或彈性水泥，主要係以丙烯酸酯
Pi
P Q H
r r
K = × −
0 0
2 log
π ρ
(pH=5.5)、3% NaOH (pH=12.4)及飽和 Na2SO4 (pH=8.7)溶液中進行循環試驗，將試 體浸置於試驗溶液中24 小時後取出至溫度 100 ± 5℃環境中烘乾 24 小時視為 1 次 循環，經5 次循環後紀錄水泥砂漿試體重量變化情形。
2.透水試驗(JIS)
透水試驗參照日本JIS-A 6101 規範進行，本試驗藉由量測試體在定水壓下從 試體表面至中心之透水量，以達西定律求得混凝土之透水係數。試驗方法簡述如 後：將混凝土製成ψ10 × 20 cm 中空之圓柱試體，中空部分圓柱直徑 1.77 cm，試 驗儀器與試體外觀如圖2-6 所示，拆模後分別於第 1、7、14 天齡期，利用噴塗或 刷塗適量之修復材料於混凝土試體表面，待修復材料硬固或穩定後繼續置於飽和 石灰水中養護至齡期 28 天，待混凝土試體達 28 天齡期後由飽和石灰水中取出並 置於室溫環境7 天後進行透水試驗，混凝土材齡共 35 天。
圖 2-6 透水試驗儀外觀與試體外觀
試驗壓力以定水頭壓力 10 kgf/cm2 進行透水試驗，每 4 小時記錄流出水量 (cm3)，試驗時間為 48 小時。透水係數 K 可由下式表示：
其中 K：滲水係數(cm/sec) ρ：水的單位重(kg/cm3)
r：試體之半徑(cm)
r0：試體中央孔之半徑(cm) Q：單位時間流量(cm3/sec) P0：試體外側之壓力(kgf/cm2) Pi：試體內側之壓力(kgf/cm2)
3.透水試驗(CRD)
CRD-C 48-92 為美國陸軍工兵署之防水檢測方式，其原理為利用一定之水壓 注入混凝土試體內，玻璃圓筒內下降之刻度，即為混凝土所能滲入之水量，再將 下降刻度之水量建議代入 Darcy 公式，即可求出其滲透係數。試體準備：(1)試體 側面周圍塗封比例為7：3 的石臘和松香和 6.4 mm 厚的高強度膠泥；(2)試體上層 放置膠環並將其放置於金屬容器中；(3)於試體與金屬容器間注入 110 ℃的瀝青，
以防止施加水壓時，水從側面塗封材料 (石臘、松香及高強度膠泥 ) 中滲流出來。
操作程序：(1)將試驗系統壓力先降至(9.8×10 4 Pa)，系統內必須裝滿 23±1°C 的水，直到真空計顯示(6.75×10 4 Pa)；(2)先施加 100 psi (0.69 MPa )的壓力到貯水 容器( water reservoir )，此時將閥門先打開，五分鐘後再將系統的壓力提高至 200 psi ( 1.38 MPa )；(3)每 10 分鐘記錄 gage glass 直到滲流量穩定，記錄 14~20 天。透水 試驗設備及試驗原理係參照 CRD C48-92 規範進行，其設備包括氮氣鋼瓶、儲水 器、油壓錶、進水閥門、放水閥門、放氣閥門、入氣閥門，如圖2-7 所示。其最大 壓力為50 kg/cm2。
圖 2-7 透水試驗設備(CRD C48)
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初始吸水速率試驗(initial surface absorption test, ISAT)是評估試體中水分藉毛 細現象傳送的一項簡便試驗，因此也可利用來評估試體的表面性質。試驗時，將
A：接觸水面積(m2)
Af (t)：時間函數，通常 f (t) = (t)1/2亦即n = 1/2。
第四節 國內 RC 建築物劣化修復材料應用