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第七章 研究結論與發現

第二節 建議

本研究針對實驗結果發現,提出下列建議,說明如下。

建議一

(建議主題):立即可行之建議 主辦機關:內政部建築研究所 協辦機關:經濟部標準局

建議可將研究成果運用於 CNS 14702、CNS 14703 的條文增修中。於相關辦 法中訂定鑽心取樣最小尺寸、深度、與數量。

建議二

(建議主題):立即可行之建議 主辦機關:內政部建築研究所 協辦機關:經濟部標準局

建議所上依手冊開辦相關硬固混凝土氯離子檢測訓練課程,以提升所內研究 能量。

建議三

(建議主題):

中長期性建議

主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:內政部營建署、經濟部標準局

建議可於相關規定中訂定混凝土試驗取樣人員資格認定方式,以減少相關爭 議。

建議四

(建議主題):

中長期性建議

主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:內政部營建署、經濟部標準局

建議未來可擴充硬固混凝土氯離子檢測方法與標準手冊草案。結合各種以氯 離子評估混凝土耐久性試驗方法介紹。除可完整說明混凝土於新拌時便含有氯離 子對建築物的影響;也可說明舊有混凝土在海域環境下耐久性的評估方式。

建議五

(建議主題):

中長期性建議

主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:內政部營建署、經濟部標準局

建議可整理長期相關氯離子研究與海砂屋試驗結果,以訂定我國硬固混凝土 氯離子含量標準。

(建議主題):

中長期性建議

主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:內政部營建署、經濟部標準局

建議未來可進行含氯量對鋼筋混凝土構材長期劣化之研究。

附錄一 期初審查會議紀錄與意見回應

內政部建築研究所 102 年度建築先進技術創新開發與推廣 應用計畫協同研究計畫(三)「第 1 案:取樣位置與萃取方 式對鋼筋混凝土氯離子含量與檢測方法影響之研究」、「第 2 案:鋼筋混凝土建築物耐久性能診斷方法研擬」及「第 3 案:BIM 應用於建築節能評估之策略與實務」等 3 案評選 會議紀錄

一、時 間:102 年 2 月 19 日(星期二)上午 9 時整

二、地 點:大坪林聯合開發大樓 15 樓第 3 會議室(新北市新店區北新路三段 200 號 15 樓)

三、主 席:陳召集人建忠 記錄:劉青鋒、林志彥 四、出席及請假評選小組委員:

(如簽到單)

出席:陳召集人建忠、廖委員肇昌、吳委員傳威、厲委員娓娓、鄒 委員本駒

請假:李委員釗、洪委員盟峰 五、列席人員:秘書室 (請假)

六、主持人報告:本案共聘評選委員 7 人,目前出席之外聘評選委員 2 人 及本所評選委員 3 人,合計 5 人,超過評選委員總額 2 分 之 1,外聘評選委員人數亦超過出席委員人數之 3 分之 1,

宣布會議正式開始。

七、主辦單位報告:

(一) 本案自 102 年 1 月 23 日公告招標訊息,並於 102 年 1 月 31 日下

午 5 時截止投標收件,本案計有 3 家廠商投標;經 102 年 2 月 1

日資格審查,資格合於規定之投標廠商共計 3 家,為楊仲家、邱

建國及施宣光。本案已於 2 月 5 日下午 1 時 30 分召開工作小組會

接近,若氯離子(Cl

-

)係為

陳建忠召集人 1. 本 研 究 服 務 建 議書 實 驗

進 行 判 定 。 一 為構 件 劣

構 主 要 參 考 日 本耐 久 性

多久……)

空調照明、材料、工法、

LOD400 與 500,以及施

工 及 營 運 階 段 所需 之 節

畫以納入期中報告項目。

Energy plus 為資料交換資

標的。本團隊將遵照委員

各協同研究計畫名稱 廠商 平均得分 名次加總後序位 第 1 案:取樣位置與萃取方式對鋼

筋混凝土氯離子含量與檢測方法影 響之研究

楊仲家 83.2 分 1 第 2 案:鋼筋混凝土建築物耐久性

能診斷方法研擬 邱建國 79.4 分 1

第 3 案:BIM 應用於建築節能評估

之策略與實務 施宣光 81.9 分 1

(二)以上各案受評廠商,均符合評選須知第 4 點第 1 款「須有過半數之 出席評選委員評定達 70 分(含)以上者方列入名次之排定。」之規定。

(三)請主辦單位將評選結果簽報機關首長或其授權人核定。

十三、散 會:上午 11 時 50 分。

評選委員發言單及廠商回應一覽表

在,對水溶與酸溶差異性較 大,對構造物位置與氯離子 (Cl-)來源亦可一併納入考量 探討方法的適用性。

鄒本駒委員

1

本研究與混凝土工程設計規 範附錄 E 氯離子含量規定 CNS 3030 有關,該規範係對新拌 混凝土規定其含量最大值為 0.3 kg/m3,若有疑慮可採硬 固混凝土氯離子含量試驗。而 本所 100 年度對硬固混凝土 氯離子含量標準已有研究成 果基礎。硬固混凝土氯離子氯 離子含量標準爭議甚久,本年 度研究針對取樣方式、位置、

深度大小做進一步研究,另對 於上述規範附錄,本研究是否 以既有酸溶法小於 0.4kg/m

3

之規定為基礎,提出增修之初 步建議。

參 考 委 員 建 議 以 既 有 研 究 基 礎,提出增修之初步建議。

厲娓娓委員

1 本研究服務建議書第 27 頁之 預期工作目標及成果的第 5

本研究計畫將就試驗結果提出

規範附錄增修與未來可研究課

點,包括「可發展成國家標

附錄二 期中審查會議紀錄與意見回應

召開本所 102 年度委託研究「鋼筋混凝土於中性化及氯離子複合 作用下腐蝕劣化之研究」、 「以電化學法量測混凝土中鋼筋腐蝕劣 化之研究」暨協同研究「取樣位置與萃取方式對鋼筋混凝土氯離 子含量與檢測方法影響之研究」等 3 案期中審查會議紀錄

一、時 間:102 年 7 月 10 日(星期三)下午 2 時 30 分 二、地 點:本所簡報室

三、主持人:何所長明錦 記錄:李台光、厲娓娓、林志彥 四、出席人員:如簽到單

五、簡報內容:略。

六、綜合討論意見:

(一)「鋼筋混凝土於中性化及氯離子複合作用下腐蝕劣化之研究」案:

台灣省建築材料商業同業公會聯合會 王總幹事榮吉:

本研究蒐集之資料與文獻,鋼筋腐蝕的效應與防範腐蝕 的策略,均符合預期成果。

高教授健章:

1. 試體個數與組數應有量化數據,如預計總數與已完成之數量,

可具體的呈現研究進展情形。

2. 「碳化」改為「碳酸化」可能較為切題。

3. 預期成果第 3 項之試體製作與試驗較費力費時,應把握進 度。

廖組長肇昌:

1. 初步研究成果驗證學理上有關在高鹼性環境下,鋼筋在鹽化

物含量高的條件下,腐蝕速率較快(高)的結論。就此部分,

能否將鹽化物(NaCl)的濃度,可轉換成氯離子含量,如每立 方的混凝土含多少公斤的氯離子,則將有助於目前有關硬固 混凝土在分析中性化及氯離子含量間的腐蝕速率的判斷,並 進一步建立 pH 值與氯離子間的關係曲線。

2. 有關簡報第 25 頁,期中報告第 41 頁表 2.3 中,[Cl

-

]/[OH

-

]>0.6 的腐蝕臨界值,在實務應用上要如何在硬固混凝土上進行判 斷檢測其是否正處於鋼筋腐蝕的初始狀態。

沈教授永年:

1. 本研究針對氯離子鹽害及中性化之複合作用下,探討其對添 加飛灰與水淬爐石粉混凝土之腐蝕行為,具有實用性與貢獻 性。

2. 期中簡報第 17 頁提及與水灰比無關,請說明。

3. 建議期末報告提出[Cl

-

]/[OH

-

]大於多少時,鋼筋就會產生腐 蝕。

詹教授穎雯:

1. 本案之實驗計畫步驟與細節並不詳細,無法從報告書中瞭解 實際實驗內容:(1) 第一階段是否為配置溶液浸泡鋼筋?(2) 鋼筋重量損失量測之頻率、時間為何?如何計算得鋼筋腐蝕 速率?(3) 簡報中提到之溶液 pH 變化是如何測得?代表 意義為何?

2. 第 2 階段之試體與實驗計畫在簡報中並未提及,詳細內容亦 請說明:(1) 依材料變數表 3.3,總計會有 360 組(5×4×2×3×3) 是否正確?每組會有幾個圓柱試體?以這樣龐大的試體數 量,如何進行加速中性化(圖 3.1 設備)?(2) 試 體 中 是 否埋設鋼筋?如無,何以進行半電池電位、脈衝法量測、四 極式電阻量測等電學量測?(3) 所有試驗之試驗頻率或齡 期為何?

李教授釗:

1. 建議量測[Cl

-

]/[OH

-

]是否大於 0.6。

2. 混凝土中的鋼筋若是在形成鈍態保護膜後,再受外來氯離子 侵蝕,因此鋼筋宜先浸泡鹼性溶液,待生成鈍態保護膜後再 加入氯離子。

3. 試驗用的 20 公分鋼筋除一般的腐蝕行為外,亦包括鋼筋切 斷面的應力腐蝕,故試驗前宜將兩端部分先做防蝕。

4. 飛灰取代量 40%太高,爐石取代量 30%太少。

陳組長建忠:

1. 請檢討國家標準各項標準,有關侵蝕劣化行為之修正建議。

2. 依期中報告書文獻分析,環境溫濕度亦是重要效應,因此在 各實驗時以及結果分析表達,請予以量測表達。

3. 報告中所提為中小學梁柱腐蝕,請嘗試推演至一般住宅或商 用建築。

中華民國土木技師公會全國聯合會 蔡得時技師(書面意見) : 1. 本文研究目的第 5 點:培育鋼筋混凝土抗腐蝕技術相關人才,

建議於期末報告列出培育教材大綱。

2. 建議補充期初審查意見及回復。

3. 部分圖表有簡體字,請修正。並建議於試體計畫中將試體數 量稍作描述。

4. 請確認試驗變數 pH 值係為 7、9、11、13.5 或 9、11、13。

研究單位回應:

1. 本研究第一階段鋼筋浸泡於不同狀況下之溶液,模擬混凝土 孔隙溶液之情形。

2. 本研究鋼筋浸泡 28 天後量測後將表面鏽蝕去除,透過所量 測重量損失根據 ASTM 規範中建議式計算出其腐蝕速率。

3. 本研究透過 pH meter 量測得知,所代表的為溶液 pH 值的變

化情形。

4. 由於一般較常用「碳化」表示,因此會再斟酌考量是否要改 為「碳酸化」 。

5. 本研究於期末報告中,會將國家標準各項標準有關侵蝕劣化 行為資料進行探討。另由於本實驗變數較多試體數量較大,

若有餘裕會再多針對溫溼度對於腐蝕的影響,進行討論。

6. 本研究於期末報告中,將會嘗試建立 pH 值與氯離子間的關 係曲線。

7. 於期末報告中會針對形成鈍態保護膜後,再受外來氯離子侵 蝕,與未形成鈍態保護膜後,就受外來氯離子侵蝕兩者之差 異進行比較。

8. 本研究會針對兩端由於熱處理,而造成鏽蝕較嚴重之情形進 行排除後,再進行腐蝕行為之評估,並會探討添加摻料後對 於鋼筋混凝土腐蝕行為之影響。

9. 本研究試驗變數 pH 值為 7、9、11、13,期中報告中誤植部 分,將於期末報告書改正。

(二)「以電化學法量測混凝土中鋼筋腐蝕劣化之研究」案:

台灣省建築材料商業同業公會聯合會 王總幹事榮吉:

按鋼筋混凝土表面磁磚被覆下之鋼筋腐蝕行為及量測方法,

為本研究案預期成果之一。以目前國內的建築現況,磁磚選樣 應以馬賽克、二丁掛、方塊磚及小口磚……等常見式樣;並建 請邀集有施工經驗之團體,提供實務建議。

高教授健章:

1. 請補充國內外相關之近期文獻回顧。

2. 結構韌性構件中,其箍筋係為環繞主筋之形式,採 90 度或 135 度彎折,與本案實驗有所差異。彎折處會發生應力腐蝕,

此因素宜加考量。

廖組長肇昌:

1. 依本研究實驗結果,以小尺寸構件量測鋼筋腐蝕情形,與混

凝土厚度、水灰比皆有相互影響關係。建議未來可歸納出何 種厚度、水灰比之混凝土,較適合採用之鋼筋腐蝕量測法。

另外,於進行量測時,是否須使混凝土之含水量處於適當狀 態?亦請說明。

2. 實尺寸構件較接近真實構件。建議就研究結果的趨勢、態樣 及變異性加以歸納,提出量測鋼筋腐蝕之建議及其限制條 件。

沈教授永年:

1. 本研究以電化學量測法探討保護層厚度、配比及含水量等因 子間之相互關係,並提出現地鋼筋混凝土之鋼筋腐蝕量測標 準步驟,具有重要性與貢獻性。

2. 本案初步結論提及水灰比越低時,量測值越不穩定,數據無 明顯趨勢。建議於期末報告中述明電化學法量測混凝土中鋼 筋腐蝕行為之適用條件(例如水灰比之適用範圍) 。

3. 若箍筋與主筋之間,以彎鈎取代一般交疊方式,其腐蝕行為 差異為何?

詹教授穎雯:

1. 本案實驗將鋼筋埋設於試體之中,建請說明鋼筋露出混凝土 之部分是否採取加以保護、隔絕措施?鋼筋之鏽蝕是從內部 開始,亦或由鋼筋外露啟動?氯離子入滲混凝土之行為與鋼 筋腐蝕是否相關?

2. 建議評估或檢討氯離子入滲速率與鋼筋鏽蝕速率是否合 理。

3. 建請說明或驗證通電流含氯鹽溶液對混凝土試體中鋼筋腐 蝕行為之影響,是在實驗計畫所設定之狀態,而非為其他電 流造成之干擾,否則很難建立鋼筋腐蝕與氯鹽濃度之相關性,

導致無法評估腐蝕行為對構件力學行為影響之相關性。

李教授釗:

1. 請於報告書中附加摘要。

2. 一般腐蝕電位量測的變異來源並非含水量,而是部分乾燥的 問題。建議在不同含水量狀況下,考慮快速潮濕或快速飽和 的方法。

3. 磁磚表面量測腐蝕的同時,建議亦在接縫處量測。

陳組長建忠:

1. 建請提出國家標準有關鋼筋腐蝕劣化量測的草案或修正建 議具體條文。

2. 本案以電化學法所進行的實驗,發現試體在 5、6、7 天腐蝕 幅度大增,推測為鏽水產生,其原因宜繼續查證(如加測含 水量) 。而量測僅進行 7 天,宜請拉長量測時間。

3. 報告提及中小學校梁柱腐蝕,請嘗試推演至一般住宅、商用 建築。

4. 磁磚貼附影響腐蝕劣化之效應為何?以及試驗取樣方法為 何?請予考量。

中華民國土木技師公會全國聯合會 蔡得時技師(書面意見) : 1. 建議將期初審查意見及回覆補充。

2. 建議於期末報告時研擬出現地腐蝕量測的標準程序,供作工 程界檢測高氯離子混凝土建築物之參考。

3. 建議對於所需試驗設備之操作及計算能做進一步之描述。

4. 研究內容符合預期目標。

研究單位回應:

1. 就報告內容而言,本研究將針對摘要及文獻回顧加強改進。

2. 就目前試驗技術而言,試驗過程中所有試體外露部分及介面

處均塗封,以確保鏽蝕位置於內部。由於外加腐蝕的電流密

度遠大於氯離子造成的局部電流密度,故試體之鏽蝕主要是

受外加電流影響,實際試驗結果亦呈現較接近均勻腐蝕。此

外,當鏽水溢出時,代表鋼筋已發生嚴重的腐蝕情形,內埋 鋼筋已與外界直接形成通路,故量測值極不穩定,也因此考 量量測技術的限制。本研究以鏽水溢出時為破壞指標,於鏽 水溢出後即停止試驗,對於多數試體,通電 7 天內即溢出鏽 水,故多數試驗時間僅及 7 天。此外,含水量為另一重要影 響因子,目前快速潮濕的方法係採用在試體表面噴灑水,使 得試體達到飽和狀態。至於如何有效控制保護層深度內部分 乾燥,由於研究時間有限,將待後續研究探討相關乾燥技術 可能性。

3. 就後續試驗技術而言,磁磚的阻抗遠較混凝土為大,故預期 僅於磁磚表面量測時,並無法得到可靠數據。此外,有害因 子主要由灰縫處進入,故本研究會考量在磁磚表面及灰縫處 量測,並嘗試在表面開洞進行量測。本研究後續將舉辦專家 座談會,討論磁磚的選擇,配合試體尺寸,選用適當磁磚。

4. 就數據資料分析而言, 足尺寸試驗的結果皆同時記錄彎鈎 的位置。但由於數據量較為龐大,目前還在分析彎鈎處之影 響,未來數據呈現時會加註彎鈎處。

5. 就預期成果而言,本研究將根據各材料及量測因子之試驗結 果,建議現地腐蝕的量測步驟及適用條件。此外,本研究的 成果著重於鋼筋腐蝕量測技術,主要假設腐蝕量測跟材料因 素而非結構形式相關,預期可適用於各類結構物。

(三)「取樣位置與萃取方式對鋼筋混凝土氯離子含量與檢測方法影響之 研究」案:

台灣省建築材料商業同業公會聯合會 王總幹事榮吉:

1. 本研究預期成果、試驗方法、檢測方法與標準手冊、評估方 法等相當明確。

2. 本研究為探討硬固混凝土中氯離子含量檢測方法之標準化、

取樣量、萃取方式與精密度分析,需凝聚產官學的共識。

高教授健章:

1. 本研究當採鑽心取樣方法時,伴隨磨擦生熱之熱效應影響如 何?請補述。

2. 本研究成果可能影響規範與民法賠償層面,應審慎嚴謹。

3. 進度良好如預期。

廖組長肇昌:

1. 本研究之取樣是否會有尺寸效應現象?若將來採用電鑽取 粉末方法所測得之氯離子含量是否需要修正?

2. 本研究提及全斷面磨粉會將貯存在粗、細粒料內的氯離子 (Cl-)一併萃取出,然在硬固混凝土內,此部分之粗、細粒料 應不至於對鋼筋腐蝕有影響,故此法的結果對鋼筋腐蝕的氯 離子含量臨界值是否偏保守?

沈教授永年:

1. 本研究中蒐集彙整各國之混凝土氯離子試驗方法,加以比較 分析,並以取樣位置及萃取方式(3 種)探討對鋼筋混凝土 中氯離子含量與檢測方法之影響。研究具有工程應用之實用 性與重要性。

2. 本研究中新拌混凝土氯離子含量試驗結果低於拌合時外加 的氯離子量,其原因宜加以說明。

3. 本研究期中報告初步研究結論與發現中,第 7 點指出在結構 單元之取樣位置方面,梁試體面海與背海側,底部與頂部之 差異並不大(平均為 1.04 與 1.02 倍) 。故建議題目以「取樣 方法」取代「取樣位置」 ,應較為適當且切題。

詹教授穎雯:

1. 本研究計畫明確詳盡,整體面規劃得合理可行。

2. 請說明為何新拌混凝土所測得之氯離子濃度小於實際量,但

其硬固混凝土之氯離子濃度測出值卻又與添加量相接近?

3. 本研究採磨粉與鑽粉等兩種取樣方法之探討極有意義,樂觀 其成。

李教授釗:

1. 本研究之期中報告宜增加摘要。

2. 本研究以震動電鑽鑽孔取樣,宜考量鑽孔深度應超過粒料最 大粒徑約多少倍後才可降低變異性。

3. 本研究期中報告中, 「骨材」宜改為「粒料」 ,以符合中華民 國國家標準(CNS)。

4. 建議本研究探討最大粒徑的影響。

5. 本研究之震動電鑽取樣方法在實務上較易應用。

陳組長建忠:

1. 請取得購屋消費糾紛案例,做為取樣之參考(如取樣是明顯 剝落處或重要結構位置) 。

2. 請檢討各國及台灣之國家標準,並提出國家標準修正草案具 體文字。

3. 本研究中迴歸方程式,為何是以直線迴歸?如何推論而得?

是否需考量常數項?

4. 本研究期中報告第 2 章之參考文獻第 15 頁,敘述 91 年已訂 硬固混凝土試驗方法,但大眾多以中華民國國家標準 CNS 3090 新拌為標準,似指不妥,其原由請予敘明。

中華民國土木技師公會全國聯合會 蔡得時技師(書面意見) : 1. 本研究進度及內容均符合研究目的所述。

2. 本研究期中報告內文標示之文獻與第 77 頁中參考文獻不符 合,請修正。

3. 本研究期中報告第 4 頁第 1 行敘述相關統計資料,如根據 2012 統計等,請補參考資料。

4. 本研究期中報告第 14 頁圖 2-3 不清楚,建議研究團隊重新

繪製。

5. 本研究利用放置沿海區域達 6 年之梁試體進行試驗做比較,

值得肯定。

6. 期許本研究成果可發展成為目前法院所謂「海砂屋」訴訟之 檢驗方式。

研究單位回應:

1. 有關熱效應之影響,將於期末報告彙整說明。

2. 新拌混凝土低於拌合時外加的氯離子量原因可能是水泥水 化反應生成物的吸附作用。後續將探討吸附量的關聯性,並 確認試驗數據。

3. 後續有關標準手冊草案或國家標準修正草案具體文字訂定 將舉行專家座談會議來討論,使草案更為嚴謹。

4. 有關尺寸效應的影響,將會於期末報告分析說明。

5. 計畫後續參考委員意見,將部分試驗內容更改為實務上較易 應用的震動電鑽取樣深度與試驗結果的探討。

6. 有關文字疏漏、常用名詞、與摘要將於期末報告更正。

七、會議結論:

(一) 請業務單位將與會專家學者及出席代表意見詳實記錄,以供研究 單位參考。研究單位應於期末報告中針對期中審查意見逐一補充 說明與回應,如期如質完成研究計畫。

(二) 本次會議 3 案期中報告,經審查結果原則通過,委託研究計畫請 儘速依約辦理請領第 2 期款;協同研究計畫請研究單位注意控制 經費核銷。並請本所業務單位應依規定時程管控研究進度。

八、散會:下午 4 時 50 分。

評選委員發言單及廠商回應一覽表

何?需補述。 (鑽心磨擦生熱) 第三章討論。

2

本研究成果可能影響規範與 民法程面,應嚴謹。

有關標準手冊草案或國家標準 修正草案具體文字訂定將舉行 專家座談會議來討論使草案更 嚴謹

3 進度良好如預期。 感謝委員意見。將持續朝預定 進度完成本研究。

沈永年委員

1

研究中蒐集彙整各國之混凝 土 Cl-試驗方法,並加以比較 分析。並以取樣位置及萃取方 式(三種)探討對 RC 中 Cl-含量與檢測方法之影響。研究 具有工程應用之實用性與重 要性。

感謝委員意見。將持續朝預定 進度完成本研究。

2

新拌混凝土氯離子含量試驗 結果低於拌合時外加的氯離 子量,其原因應加以說明。

新拌混凝土低於拌合時外加的 氯離子量原因可能是水泥水化 反應生成物的吸附作用。後續 將再確認試驗數據。

3

期中報告結論 7.述及在結構 單元之取樣位置方面,梁試體 面海與背海側,底部與頂部之 差異並不大(平均為 1.04 與 1.02 倍) 。故建議以” 取樣方

感謝委員意見。以將研究重點

由取樣方法”來替代” 取樣位

置”。

法”來替代” 取樣位置”,應為

報告第六章討論。

4 頁 4 第 2 行,根據 2012 統計 等敘述,請補參考資料。

感謝委員指教。已補參考資料。

5

頁 14,圖 2-3 不清楚,建議重 新繪製。

感謝委員指教。已修正。

6

期許本研究成果對發展成處 理目前法院所謂「海砂屋」訴 訟之檢驗方式。

感謝委員指教。將持續朝預定

進度完成本研究。

附錄三 期末審查會議紀錄與意見回應

召開本所 102 年度委託研究「鋼筋混凝土於中性化及氯離子 複合作用下腐蝕劣化之研究」 、 「以電化學法量測混凝土中鋼 筋腐蝕劣化之研究」暨協同研究「取樣位置與萃取方式對鋼 筋混凝土氯離子含量與檢測方法影響之研究」等 3 案期末審 查會議紀錄

一、時 間:102 年 11 月 5 日(星期二)上午 9 時 30 分 二、地 點:本所簡報室

三、主持人:陳組長建忠 記錄:李台光、厲娓

娓、林志彥

四、出席人員:如簽到單 五、簡報內容:略。

六、綜合討論意見:

(一) 「鋼筋混凝土於中性化及氯離子複合作用下腐蝕劣化之研究」

案:

台灣省建築材料商業同業公會聯合會 王總幹事榮吉:

1. 本研究評估添加不同化學摻劑或礦物摻料,對鋼筋混 凝土耐久性與腐蝕的效益,研究符合預期成果。

2. 本研究之模擬溶液及鋼筋混凝土腐蝕評估試驗等,符 合預期研究之目的與成果。

中華民國土木技師公會全國聯合會 蔡技師得時:

1. 期末報告書第 5 頁,研究目的第 4 及 5 點,建議於第 5 章再次強調。

2. 期末報告書第 29 頁及第 30 頁之圖 2.13 及圖 2.14,建

議以彩色印刷。

3. 期末報告書第 67 頁之表 3.3,高爐石似欠列 50%的資 料。

4. 期末報告書第 89 至 93 頁,建議試體編號稍作說明。

5. 期末報告書第 92 頁之表 4.5,請補上強度單位。

6. 期末報告書第 97 頁之表 4.8,請補上碳化前(後)單 位。

7. 期末報告書第 99 頁之表 4.10,請補上碳化前(後)

單位。

8. 內容豐富,符合預期成果需求。

社團法人中華民國建築技術學會 宋技師永鑾:

1. 試驗結果顯示,氯化鈉 5%時較 2.5%之腐蝕率慢,是 否如研究報告第 87 頁所示或為試驗誤差,請再確認。

2. 建議可增述降低混凝土中性化及氯離子的方案及增 加混凝土抗腐蝕的策略。

蘇教授南:

1. 本計畫與其他 2 項計畫,在成果應用上有無關聯性,

是否有互相引用及整合之可能性?

2. 簡報第 38 頁之結果,能否以 Pourbaux 圖表示?

3. 請針對目前校舍建築耐震評估與補強設計,老舊 RC 建築之碳化深度需為多少(例如 5cm)方為合理,略 加討論。

詹教授穎雯:

1. 報告內容之實驗計畫,建議補充以下內容:試驗變數、

材料變數、試體組數、養護齡期及試驗時間等,應有 較詳細之敍述,以表列方式表示較佳。

2. 試驗結果之表示,應將試體齡期、試驗時間、試驗持

續時間等不同的「時間」 ,加以明確區分標明。

3. 試體加速中性化之方法在第 3 章中,並無詳細說明。

4. 有關「中性化」與「氯離子」之複合作用,在報告中 並無著墨,請補充。

5. 請將期中、期末審查意見的回覆,附於報告中。

廖組長肇昌:

1. 由本研究初步結果而言,建築物之硬固混凝土評估腐 蝕情形,是否一併將 pH 值納入評估中性化,而非以氯 離子含量,作為唯一判斷依據。

2. 本研究結果之齡期為短期,添加爐石粉及飛灰的混凝 土有短期的結果,長期若有不同結果,宜加註在報告 中。如此等試體在 60 或 90 天齡期,有不同的試驗結 果,建議應持續觀測。

3. 添加飛灰及爐石粉發現會降低 pH 值,則在結構物腐 蝕評估時,有添加飛灰及爐石粉的混凝土,以中性化 做判斷依據是否妥適?

沈教授永年:

1. 本計畫探討中性化及氯離子複合作用下 RC 之腐蝕行 為,成果符合預期目標,有助永續發展。

2. 請提供研究中所使用飛灰與爐石之材料基本性質與 混凝土配比資料,以利研究報告的完整性。

3. 較低水膠比與配比設計方法之變數影響,值得繼續研 究探討。

陳教授建謀:

1. 本研究結果豐碩,值得肯定。

2. 建議各項實驗結果可用迴歸分析,整理出一因果關係

公式,可取得較具體量化的結論。

3. 建議將各種試驗情況與建築物實際面對的環境做一 對應比較,使建築物管理者較容易理解研究成果,作 為管理上參考。

陳組長建忠:

成果請考量實例案例的應用分析,及設定情形下 的量化效益與影響。

研究單位回應:

1. 試驗變數、材料變數、試體組數、養護齡期及試驗時 間等,將會詳列於成果報告書中。

2. 漏列項目及單位之表格,將於成果報告書中補正。

3. 期中、期末審查意見之回覆與專家座談會紀錄,將附 於成果報告書中。

4. 降低混凝土中性化及氯離子的方案及提高混凝土抗 腐蝕策略,將於成果報告第 5 章補強。

(二)「以電化學法量測混凝土中鋼筋腐蝕劣化之研究」案:

台灣省建築材料商業同業公會聯合會 王總幹事榮吉:

1. 本研究符合預期成果。

2. 關於鋼筋混凝土表面存在被覆之狀況下,其鋼筋腐蝕 行為及其量測,因國內建築物(內裝與外裝)使用磁 磚比率非常高,且磁磚之規格、材質、吸水率相差甚 多,建議應以目前國內使用比率高者作為實驗之優先 選擇。

中華民國土木技師公會全國聯合會 蔡技師得時:

1. 建議第 6 章之結論內容能以呼應預期目標之方式撰 寫。

2. 內容豐富,符合預期成果需求。

社團法人中華民國建築技術學會 宋技師永鑾:

1. 依本研究之實驗結果顯示,目前之 ASTM C876 腐蝕電 位量測無法準確反應鋼筋腐蝕之位置與程度,此訊息 可提供相關公會,做為進行鋼筋腐蝕鑑定之檢討。

2. 目前因鋼筋腐蝕而發生混凝土剝落之情形,多為 20 年 以上之建築物,而當年並未有防腐蝕塗料。為求真實 狀況,可考慮不塗防腐蝕塗料;又防腐蝕塗料之厚薄 會影響實驗結果,宜多注意。

3. 按本研究之建議採用脈衝腐蝕量測法,但其計算腐蝕 量與真實損失量之間差約 10 倍,是否偏高?

蘇教授南:

1. 依研究報告書第 6 章之第 5 點結論,計算腐蝕量與實 際量測值差約 10 倍之多,是否有深入探討之必要?即 針對其影響因素及核心問題進行分析。

2. 依研究報告書第 45 頁提及水灰比為 0.4、0.5 與 0.6,

但結論中並未對水灰比 0.4 之試驗結果分析,宜請補 充或說明之。

詹教授穎雯:

1. 電化學相關量測技術有相當敏感度,並受許多因素影 響。因此,儀器設備之條件、規格、校正等,與操作 人員之瞭解及訓練,對於量測結果之正確性、可參考 性有關鍵影響,故建議報告中在適當章節略作補充說 明。

2. 請將期中、期末審查意見與回覆附於報告中。

廖組長肇昌:

1. 現地量測腐蝕速率,建議就同一量測標的,採不同時 間間隔量測其隨時間之變化情形 (例如每月量測 1 次,

連續量測 1 年;或每 3 個月或 6 個月量 1 次)。

2. 就研究結果,建議律定各項條件下的誤差範圍。

3. 足尺寸樣品(RC 柱) ,在完成試驗量測後,建議進行 鋼筋尺寸量測(單位重、節高、節距)及力學試驗(拉 力(f

y

、f

u

)及彎曲試驗)以瞭解腐蝕量與鋼筋品質是否 有遞減關係。

沈教授永年:

1. 本研究探討腐蝕電流量測法與重量損失法,二者結果 之差異。研究成果與預期目標符合,有助於提升評估 RC 結構物腐蝕速率之精準度。

2. 依研究結果指出,水灰比於 0.5 以上時,可以獲得合 理之鋼筋腐蝕值。然而基於混凝土耐久性之考量,通 常要求水灰(膠)比需小於 0.4(或 0.45)。故電化學 法是否適用於低水灰比(低於 0.4)之 RC 結構物?

陳教授建謀:

1. 本研究成果豐碩,值得肯定。

2. 建議可考慮取一些不同年份之混凝土,量測其鋼筋劣 化情形,作為管理上瞭解鋼筋混凝土隨時間腐蝕劣化 之參考。

陶研究員兼主任其駿:

1. 針對鋼筋腐蝕速率之量測,其操作程序建議撰寫成 CNS 草案,附於報告附錄中呈現。

2. 對於腐蝕量計算之方法、或所觀察到之腐蝕現象,建 議作扼要討論,提供外界參考;並建議採手冊型式,

供技術人員依循。

陳組長建忠:

成果請考量實例案例的應用分析,及設定情形下之量

化效益與影響。

研究單位回應:

1. 本研究係採加速腐蝕試驗,故試體皆於每日量測一次。

在自然狀態下,鋼筋由混凝土保護。若在鈍態下,通 常腐蝕變化低,可根據需求改變量測頻率。

2. 不論小尺寸或大尺寸試體,於加速腐蝕試驗前後皆量 測其鋼筋重量,故可據此推算重量損失。

3. 本研究的目的未包括鋼筋混凝土經腐蝕後的力學性 質改變,相關成果可參考 貴所 101 年計畫「梁主筋 腐蝕位置對桿件韌性行為的影響」之研究報告。

4. 期末報告書將新增一節,統整所有試驗條件下預測值 可能之誤差範圍。

5. 將於第 3 章進一步敍述儀器設備的規格、適用條件及 使用人員可能需要之訓練。

6. 期末報告書將併入期中與期末審查意見與回覆。

7. 使用防腐蝕塗漆的目的係為在加速試驗之下控制腐 蝕區域,試驗時僅量測腐蝕段之腐蝕速率。

8. 目前試驗結果顯示,當水灰比 0.4 且保護層大於 6 公 分時,量測值不穩定。推測該結果係受限於儀器性能,

因混凝土阻抗大,脈衝電流不足以極化鋼筋。在現地 情況下,若混凝土滿足以上條件且不具明顯裂縫時,

鋼筋應可得到良好保護,有害離子入侵時間長,不易 發生腐蝕。

9. 本研究中,磁磚種類與尺寸的選定係參考期中專家座

談會的建議。考量當前老舊建築較具鋼筋腐蝕量測與

評估的需要,故優先選擇馬賽克磚與二丁掛磚。一般

而言,磁磚的透水率較混凝土低,量測電流應多由灰

縫處通過,故原預期量測值將受到灰縫密度的影響,

但結果顯示貼覆馬賽克磚下亦不可得穩定量測值,故 未來實務上還是以敲除表面貼覆再量測為宜。

10. 金屬腐蝕速率於鈍態及活性態下,其變化通常達數個 數量級。本研究針對鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕量測,

因混凝土本身的性質亦會影響量測,故 10 倍尚屬可接 受的範圍。本研究的結果說明,即使計算值不同於實 際重量損失,但兩者之間成正比,藉由某倍率關係即 可合理預估實際重量損失。

(三)「取樣位置與萃取方式對鋼筋混凝土氯離子含量與檢測方法 影響之研究」案:

台灣省建築材料商業同業公會聯合會 王總幹事榮吉:

1. 本研究符合預期成果。

2. 本研究期末簡報結論指出,取樣作業應由經過訓練之 人員執行,建議應明確說明其訓練課程及考試認證制 度,以利執行取樣作業。

中華民國土木技師公會全國聯合會 蔡技師得時:

1. 本研究期末報告第 125 頁之研究結論與發現,建議第 1 點至第 4 點以量化方式表示。

2. 本研究期末報告中,建議將強度單位 psi 以 kgf/cm

2

表 示。

3. 本研究內容豐富符合預期成果需求。

社團法人中華民國建築技術學會 宋技師永鑾:

1. 各國對硬固混凝土氯離子之檢測方式、取樣方式均不 同,建議後續研究可進一步探討其標準。

2. 本研究建議後續研究,可提出硬固混凝土之試驗標準 提供業界參考。

蘇教授南:

1. 本研究期末報告第 33 頁之混凝土配比變數設計,建議 混凝土配比再予詳列各項材料(如水泥、粗粒料及細 粒料等重量) 。

2. 本研究以 ASTM C1152 測試,則對硬固混凝土中之已 水化之氯離子是否可測得?請與酸溶法比較之。

3. 建議本研究成果可提供中華民國國家標準(CNS)作為 參考或修改。

詹教授穎雯:

本研究有具體成果,對未來混凝土取樣之執行有提升 進步作用,建議 貴所召開專家座談討論取樣方法之步驟,

並據以提出手冊或中華民國國家標準(CNS)修訂建議。手 冊部分可提送營建署發布,CNS 修訂建議則可提送經濟 部標準檢驗局修訂相關標準。

廖組長肇昌:

若外來氯離子(如海鹽)或氯離子自始即存在於混凝 土(如海砂),兩者之取樣方式是否有較佳適用性(如採 鑽心試體切割片狀磨法,或採直接鑽孔磨粉方式)?

沈教授永年:

1. 本研究探討取樣(位置、鑽心試體尺寸等)與萃取方 式(CNS、ASTM)對 RC 氯離子含量之影響,研究成 果符合預期目標,有助於提升國內檢測氯離子含量之 標準與準確性。

2. 本研究成果提出硬固混凝土水溶法與酸溶法之關係 式,及硬固混凝土氯離子檢測方法與標準手冊(草案) , 具有貢獻性與實用性。

陳教授建謀:

1. 本研究成果豐碩,值得肯定。

2. 建議可建立取樣的標準作業程序,做為成果推廣及實 際取樣之參考。

陳組長建忠:

成果請考量實例案例的應用分析,及設定情形下之量 化效益與影響。

研究單位回應:

3. 有關海鹽類之外來氯離子量測,建議採用鑽心試體切 割片狀磨法進行。

4. 成果報告將針對結論第 1 點至第 4 點進行量化說明;

並增列單位 kgf/cm

2

表示欄;而材料配比設計中,將詳 列各種材料。

5. 委員意見將於成果報告的結論與建議中陳述,並對實 例案例之應用分析及效益影響納入內容。

6. 有關成果報告對手冊與標準修訂之建議,文字及內容 將以嚴謹態度進行編修,並提供後續研究使用。

七、會議結論:

(一) 請業務單位詳實記錄與會專家學者及出席代表意見,並請 研究單位參採。

(二) 本次會議 3 案期末報告,經審查結果原則通過。

(三) 成果報告書請確實遵照契約書規定之格式撰寫,並注意文字 圖表之智慧財產權,如有引述外部資料,請註明來源。結論 與建議事項之內容,須考量其具體可行。

(四) 請研究單位依契約書規定,完成報告書送所及辦理核銷結案 事宜。

八、散會:中午 12 時 10 分。

評選委員發言單及廠商回應一覽表

項次 評選意見 廠商回應

廖肇昌委員

1

外來氯離子(如海鹽)或氯離子 自始就存在混凝土如海砂,兩 者的取樣方式是否有較佳的 適用性(如鑽心試體切割片狀 磨法,或採直接鑽孔磨粉方 式。

如以外來氯離子的量測,建議 以鑽心試體切割片狀磨法為 主。

詹穎雯委員

1

本研究有具體成果,對未來混 凝土取樣之執行有提昇進步 的作用,建議建研所召開專家 座談討論取樣方法的步驟,並 據以提出手冊或CNS修訂 建議,手冊可提營建署發佈實 行,CNS修訂建議則提送標 準局修訂相關標準。

感謝委員意見,將於成果報告 對手冊與標準修訂建議文字內 容以嚴謹態度進行編修。

宋永鑾委員

1 各國硬固混凝土氯離子之檢 感謝委員意見,建議可供未來

測方式,取樣方式均不同,在 下次研究可其標準。

研究人員參考。

2

建議後續研究可提出硬固混 凝土之試驗標準提供專業參 考。

感謝委員意見,建議可供未來 研究人員參考。

蔡得時委員

1

頁 125 研究結論第 1-4 點建議 能有量化值。

感謝委員意見,將於成果報告 對結論第 1-4 點量化。

2

強 度 單 位 PSi 建 議 能 以 kgf/cm

2

表示。

增列單位 kgf/cm

2

表示欄。

3 內容豐富符合預期成果需求。 感謝委員意見。

蔡得時委員

1

報告中 P33 之材料配比建議 再予詳列各種材料(水泥、粗 細骨材及重量)。

材料配比設計將會於成果報告 中再予詳列各種材料。

2

以 ASTM C1152 測試,則對 硬固混凝土中之己水化的氯 離子是否可測得?請與酸溶 法比較之。

水溶法僅能測得游離性氯離

子,無法量測己水化的氯離子。

3

建議本研究成果可提供 CNS 建議其是否參考或未來修改。

感謝委員意見,建議可供未來 研究人員參考。

陳建謀委員

1 本研究成果豐碩,獲得肯定。 感謝委員鼓勵。

2

建議建立取樣的標準作業程 序,作為成果推廣及實際取樣 之參考。

感謝委員意見,將於成果報告 對手冊與標準修訂建議文字內 容以嚴謹態度進行編修。

王榮吉委員

1 本研究符合預期成果。 感謝委員鼓勵。

2

結論之取樣作業應再由經過 訓練之人員,應有明確的訓練 課程考試認證,才能執行取樣 作業。

感謝委員意見,將於成果報告 對手冊與標準修訂建議文字內 容以嚴謹態度進行編修。

陳組長建忠

1

成果請考量實例案例的應用 分析,及設定情形下之量化效 益與影響。

感謝委員意見,將於成果報告

對實例案例的應用分析及效益

影響納入內容。

附錄四 專家會議記錄

召開本所 102 年度協同研究「取樣位置與萃取方式對鋼筋混 凝土氯離子含量與檢測方法影響之研究」案專家會議紀錄

一、時 間:102 年 0 月 24 日 15 時 30 分 二、地 點:財團法人台灣營建研究院會議室

三、主持人:楊協同主持人仲家 記錄:卓研究員世偉 四、出席人員:如簽到單

五、簡報內容:略。

六、綜合討論意見:

1. 相關鑽心取樣方式,可參考李釗教授協助潤飾之文字說明。

2. 應補充取樣人員的資格或認定方式。

3. 建議可於手冊建議的普通電鑽鑽心方式,比較容易用於現場取 樣使用。

4. 建議可比較現行常見之取樣方式試驗結果與本研究建議之取樣 方式差異性。

5. 手冊中取樣方式與粗粒料粒徑之關係可進行探討。

研究單位回應:

1. 將依委員意見與書面潤飾文字說明對手冊進行修改。

2. 取樣人員文字內容將建議需經技師會同或經相關訓練人員才可 取樣。

3. 通電鑽鑽心方式與粗粒料粒徑之關係將進行探討。

臨時動議

散會

參考書目

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