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第七章 研究結論與發現

第二節 建議

5. 添加礦物摻料混凝土電量調整可依據下列方程式進行。

混凝土中加入飛灰之RCPT 總電荷量修正式 1. 18 2042

混凝土中加入爐石之RCPT 總電荷量修正式 1.23 1776

相關試驗結果並於 CNS 14795 中所對應的條文加上建議增修之文字說明,

以供後續研究可有所參考。並可由此架構進行更深入的驗證研究。

第二節 建議

建議一

進行爐石與飛灰混合使用混凝土電量調整公式相關研究:立即可行之建議 主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:無

本計畫研究水膠比範圍為 0.35 至 0.65,礦物摻料種類為飛灰(F 級飛灰)與 爐石(4000 型高爐爐碴粉),在礦物摻料添加量方面,其設定為替代水泥量的 0%~50%,由試驗分析結果分別獲得飛灰混凝土與爐石混凝土電量調整式。

建議未來可在此研究範圍外進行其他種變數組合 RCPT 試驗,然後依循本計 畫模式進行分析,擴充本研究飛灰混凝土與爐石混凝土電量調整式的限制範圍,

使對未來CNS 14795 條文增修可更完整。

建議二

擴大或改變參數設定探討對電量及耐久性之影響:立即可行之建議 主辦機關:內政部建築研究所

協辦機關:無

進行各種通電模式、試驗溶液改變、試體內部孔隙飽和溶液改變對電量的 探討。RCPT 是標準電解電池的一種類型,因此試驗過程中對氧化還原反應影響 的參數建議在未來研究中加以釐清。各種試驗環境下陰陽離子對活化能或電化學 各種參數的影響。可對RCPT 於試驗法上的影響機理更加清楚,並對未來若發展 更迅速量測混凝土抗氯離子傳輸特性方法時有所幫助。

由於飛灰與爐石會降低混凝土的酸鹼度,而飛灰與爐石的混合方式,建議可 為未來研究的方向,且擴大水膠比與礦物摻料替代量、與齡期相對關係的研究可 了解長期混凝土耐久性的影響。

建議三

CNS 14795條文增修建議—長期性建議 主辦機關:經濟部標準局

協辦機關:內政部建築研究所

由於影響氯離子穿透性因素包括水灰比、聚合物摻料、試體材齡、氣孔與孔 隙結構、粒料總類、搗實度與養護方式等,若混凝土使用礦物摻料如飛灰或爐石

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時,需依對試驗總電荷量結果進行修正。

建議可整理相關研究資料,並參考本研究第六章內容,對CNS 14795 條文 10.3 節的參照表 1 進行評估試驗結果之增修,提供RCPT 使用於飛灰或爐石混 凝土抗氯離子傳輸特性時的判斷方式。

參考書目

1. D. Whiting, “Rapid measurement of the chloride permeability of concrete”, Public Roads, Vol. 45, pp. 101-112 (1981).

2. AASHTO T277-07, “Electrical Indication of concrete’s ability to resist chloride ion penetration”, Standard specification for transportation materials and methods of sampling and testing (2007).

3. ASTM C1202-12, “Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration”, American Society for Testing and Materials (2012).

4. CNS 14795, “以總通過電荷量表示混凝土抗氯離子穿透能力之標準試驗方 法”,中國國家標準, (2004).

5. T. H. Wee, A. K. Suryavanshi, and S. S. Tin, “Evaluation of rapid chloride permeability test (RCPT) results for concrete containing mineral admixture”, ACI Materials Journal, Vol. 97, No. 2, pp.221-232 (2000).

6. D. W. Pfeifer, “Coulombs passed and chloride intrusion: Is it a numbers game?”, ASCENT Magazine, Precast / Prestressed Concrete Institute, p.35 (1993).

7. C. Shi, J. A. Stegemann, and R. J. Caldwell, ,“Effect of supplementary cementing materials on the specific conductivity of pore solution and its implications on the rapid chloride permeability test (AASHTO T277 and ASTM C1202) results”, ACI Materials Journal, Vol. 95, No.4, pp.387-394 (1998).

8. Byfors, K., “Pore solution expression as a method to determine the influence of mineral additives on chloride binding”, Cement and Concrete Research, Vol. 16, pp.760-770 (1986).

9. C. Andrade, “Calculation of chloride diffusion coefficients in concrete from ionic migration measurements”, Cement and Concrete Research, Vol.23, pp.724-742 (1993).

10. M. H. Zhang, and O. E. Gjψrv, “Permeability of high–strength lightweight concrete”, ACI Materials Journal, Vol. 88, No. 5, pp.463-469 (1991).

11. C. L. Page, ψ. Vennesland, ”Pore solution composition and chloride binding capacity of silica-fume cement pastes”, Materials and Structures, Vol.16, pp.19-25 (1983).

12. M. Castellote, C. Andrade, and C. Alonso, “Electrochemical Chloride Extraction:

Influence of Testing Conditions and Mathematical Modelling”, Advanced in

112

Cement Research, Vopl.11, pp.63-80 (1999)

13. V. Rasanen and V. Penttala, The pH measurement of concrete and smoothing mortar using a concrete powder suspension, Cement and Concrete Research, 34, 813–820 (2004).

14. R. J. Detweiler and C. A. Fapohunda, “A comparison of two methods for measuring the chloride ion permeability of concrete”, Cement, Concrete, and Aggregate, Vol. 15, pp.70-73 (1993).

15. C. C. Yang, S. W. Cho, and R. Huang, "The relationship between charge passed and the chloride-ion concentration in concrete using steady-state chloride migration test," Cement and Concrete Research, Vol. 32, No. 2, pp. 217-222 (2002).

16. S. W. Cho, C. C. Yang, and R. Huang, "Influence of aggregate content on the transport properties of mortar using accelerated chloride migration test," Concrete Science and Engineering, Vol. 4, No.14, pp. 84-90 (2002).

17. 翁在龍、卓世偉、楊仲家、黃然, “ 表層滲透劑對混凝土特性影響之研究“, 防 蝕工程, (accepted) (2002).

18. Yan F. D., Ding J., and Beaudoin J. J., “Effect of different calcium aluminate hydrates on ettringite formation and expansion of high alumina cement-based expansive cement pastes,” Cement and Concrete Research, Vol. 26, pp. 417-426 (1996).

19. Mehta P. K., and Monteiro P. J. M., “Concrete-Structure, Properties, and Materials,” Prentice Hall, pp. 283 (1993).

20. Collepardi M., Monosi S., and Piccioli P., “The influence of pozzolanic materials on the mechanical stability of cement,” Cement and Concrete Research, Vol. 25, pp. 961-968 (1995).

21. Suryavanshi A. K., Scantlebury J. D., and Lyon S. B., “Mechanism of Friedel’s salt formation in cement rich in tri-calcium aluminate,” Cement and Concrete Research, Vol. 26, pp. 1673-1680 (1996).

22. Dhir R.K., El-Mohr M. A. K., and Dyer T. D., “Chloride binding in GGBS concrete,” Cement and Concrete Research, Vol. 26, pp. 1767-1773 (1996).

23. Princd W., Perami R., and Espagne M., “Mechanisms involved in the accelerated test of chloride permeability,” Cement and Concrete Research, Vol. 29, No.2, pp.687-694 (1999).

24. Zhang Y. M., Sun W. Y. and Han D., “Hydration of high-volume fly ash cement pastes,” Cement and Concrete Composites, Vol. 22, pp. 445-452 ( 2000).

25. Nixon P. J., “The effect of pfa with a high total alkali content on pore solution composition and alkali-silica reaction,” Magazine of Concrete Research, Vol. 38, pp. 30-35 (1986).

26. CNS 3036, “卜特蘭水泥混凝土用飛灰及天然或煆燒卜作嵐摻和物”,中國國家 標準 (2009).

27. Mehta P.K., and Monteiro, P.J.M., “Concrete-Structure, Properties, and Materials,”

Prentice Hall, pp. 281-282 (1993).

28. Thomas M.D.A., and Bamforth, P.B., “Modelling chloride diffusion in concrete effect of fly ash and slag,” Cement and Concrete Research, Vol. 29, pp. 487-495 (1999).

29. Osborne G.J., “Durability of Portland blast-furnace slag cement concrete,”

Cement and Concrete Composites, Vol. 21, pp. 11-21 (1999).

30. CNS 12223, “水淬高爐爐碴”,中國國家標準 (2013).

31. CNS 12549, “混凝土及水泥砂漿用水淬高爐爐碴粉”,中國國家標準, (2009).

32. Prince W. and Gagne, R., “The effects of types of solutions used in accelerated chloride migration tests for concrete,” Cement and Concrete Research, Vol. 31, No.4 pp.775-780 (2001).

33. Hooton R.D., and Emery J.J., “Sulfate resistance of a Canadian slag cement”, ACI Materials Journal, Vol. 87, pp. 547-555 (1990).

34. 沈進發等, “公共工程高爐石混凝土使用手冊”,行政院公共工程委員會專案 研究計畫 (2003).

35. Hogan F.J., and Meusel J.W., “Evaluation for Durability and Strength Development of a Ground Granulated Blast-Furnace Slag,” Cement, Concrete, and Aggregates, V.3, No1, pp.40~52, summer (1981).

36. Princd W., Perami R., and Espagne M., “Mechanisms involved in the accelerated test of chloride permeability,” Cement and Concrete Research, Vol. 29, No.2, pp.687-694 (1999).

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附錄一-期初審查意見與回應

內政部建築研究所 103 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)協同研究計畫第 1 案「快速氯離子穿透試驗於含飛灰 爐石混凝土耐久性能評估之研究」

評選委員發單及回應情形一覽表

項次 評選意見 回應情形

林炳昌委員

1

RCPT 試驗過程中,本研究僅量測 最後試驗電量的結果與氯離子之 影響,但是電量之產生並非只有氯 離子影響,若未能以化學之方法區 分試體中氯離子含量之比率,如何 說明試驗結果與氯離子之間之絕 對關係。

RCPT 試驗後,氯離子侵入混凝土之 總量及深度可用來評估。如期中報告 第四章第三節。

王勇智委員

1 所添加之飛灰與爐石,是否也需檢 測化學成份或說明來源等?

使用之飛灰與爐石將會說明來源及 成份。如期中報告第三章第三節。

2

RCPT 僅適用於硬固混凝土之標準 實驗法。

RCPT 僅適用於硬固混凝土之標準 實驗法。如期中報告第二章第一節所 述。

3 請 說 明 現 行 氯 離 子 檢 測 方 法 與 RCPT 用以推估應估混凝土之耐久 性,並非用來檢測氯離子含量之方

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附錄二-第一次專家諮詢會議紀錄

內政部建築研究所

103 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「快速氯離子穿透試驗於含飛灰爐石混凝土 耐久性能評估之研究」專家諮詢會議紀錄

一、時間:103 年 5 月 30 日(星期五)下午 2:00

二、地點:內政部建築研究所13 樓簡報室(新北市新店區北新路三段 200 號 13 樓)

三、主席:陳組長建忠 紀錄:卓世偉 四、出席及請假專家委員:(如簽到單)

出席:李委員釗、詹委員穎雯、廖委員文正、王委員韡蒨、 陳委員式毅、

陳委員育聖、鄭委員瑞濱 請假:梁委員智信

五、列席:計畫參與人員(如簽到單)

六、主持人報告:本案為本所建築先進技術創新開發與推廣應用計畫協同研究計 畫,協同主持人為國立台灣海洋大學楊仲家教授。本次為期中前第1 次專家 諮詢會議,目前已有初步研究成果,請各位專家委員對本案提供建議或未來 研究方向,以供後續計畫執行參考。

七、本研究報告:詳如簡報資料。

八、專家委員發言重點 1. 詹委員穎雯

A. 目前相關研究方法與研究成果均具有系統與相當豐碩,且相關試驗結 果亦進行了入滲曲線的研究。建議可將成果回饋並簡化與明確評估的 指標。

B. 入滲曲線表面氯離子濃度的意義如何?因從結果觀察使用飛灰配比 的表面氯離子濃度變化並不大。

C. 報告資料 P.33 圖,一般氯離子濃度的曲線要從原點開始,比較符合 物理現象。但飛灰混凝土所顯示的成果並不一樣,建議加以探討。

D. 報告資料 P.35 圖,當 91 天材齡時,每組數值所增加的幅度較為大些,

大概顯示添加飛灰對滲透的抑制行為顯現,尤其是似乎只要替代量 20%就有明顯提高耐久性成效。

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E. 建議後續可探討入滲曲線與電量之間的關係,並找找出工程應用上的 意義。

2. 陳委員式毅

A. 由報告資料 P.33 圖看出相關係數高,可探討是否是獨立變數或相依 變數。

B. 電流與氯離子通過的多寡關係似乎是必然的,建議可否後續進行貯鹽 試驗來進行比對。

C. 建議探討飛灰加入混凝土會不會對試驗過程產生干擾。

D. 若試驗法系自行研發,無國外相關標準可依循時,建議可參考農委會 所頒布的試驗法相關標準訂定程序。

3. 鄭委員瑞濱

A. 建議除飛灰或爐石加入混凝土的相關研究,可考慮未來規劃爐灰混凝 土的研究。

B. 添加飛灰或爐石會使得混凝土鹼度下降,導致行為下降。建議是否可 以由28 天與 91 天氯離子入滲曲線所得到的各項性質進行分析。

C. 鹼度增減是否與電量有關,建議進行探討。

4. 李委員釗

A. 建議後續若有延續計畫時,可不要侷限於標準方法上的試驗步驟規定,

如試驗只有6 小時,前處理可稍微做改變,如一直通電到氯離子通過 試體達到穩態階段後,再繼續進行電流量測過程,藉以評估是否可避 免飛灰或爐石使得試驗所造成的誤差。

B. 或將前處理的蒸餾水改為飽和氯化鈉溶液,讓試體於試驗前內部充滿 氯化鈉後再通電,藉以消除試體內部孔隙水成分的影響後進行探討,

5. 廖委員文正

A. 建議後續研究可以從試驗前後陰極槽或陽極槽濃度變化情形尋找相 關性。

B. 若排除 28 天或 91 天材齡的關係,此計畫可訂定合理的上限值與截距 值。

6. 陳委員育聖

A. 有關報告資料 P.30 圖正規化將所有點放在一起迴歸,建議依配比設 計變數特性分開分析進行比較。

B. 於試驗架構是否加入飛灰 10%替代量的相關研究,因為業界亦有相 關配比使用。

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7. 王委員韡蒨

A. 飛灰混凝土 RCPT 深度與累積電量比較如何在實務成果運用是一個 有趣課題。建議後續研究如果可取得現有老劣化建築物混凝土電量 量測值與配比資料,會使此方法更加完善。

B. RCPT 試驗結果於不同條件所建議的指標建議不依定建立在電量,

錯許可對應一個物理性探討會更好。

8. 陶主任其駿

A. 此修訂的試驗法未來如何推廣讓業界知道是很重要的。如將原則性

A. 此修訂的試驗法未來如何推廣讓業界知道是很重要的。如將原則性