第六章 結論與建議
第二節 建議
建議一
研擬鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕速率量測標準:立即可行建議 主辦機關:內政部建築研究所
協辦機關:行政院公共工程委員會、內政部營建署、經濟部標準檢驗局、中華民 國土木技師公會全國聯合會
目前應用於混凝土中鋼筋腐蝕量測的方法主要依照 ASTM C876 量測腐蝕電 位,然而電位僅能提供腐蝕趨勢並無法判斷腐蝕速率,與實際鋼筋腐蝕情形相較,
亦往往存在相當大的差異,故有必要新制定量測鋼筋腐蝕速率的標準。
就本研究所使用的脈衝電流法而言,所使用的理論已發展多年,相關儀器已 有多家廠商生產,實務上現地亦已應用,國外已有相關技術文章發表,再加上本 研究的成果說明該量測法可行,故目前可嘗試草擬相關量測國家標準。
建議以內政部建築研究所為主辦機關,貴所乃內政部所屬之國家級研究單位,
多年來已辦理多項本研究案相關之學術研究發展計畫,可以貴所為主軸,統整各 案成果,跨部會及單位綜合協商。另建議以行政院公共工程委員會、內政部營建 署、經濟部標準檢驗局與中華民國土木技師公會全國聯合會為協辦機關。行政院 公共工程委員會為公共工程之主管機關,營建署乃國家營建管理及建築師主管機 關,主管國家建築法規,如建築技術規則與建築法等,未來可舉辦公聽會與專家 座談會討論將櫃所歷年來的相關研究成果納入公共工程與建築物品質保證確認 之一環,所建議之量測設備,可作為公共工程與建築物歷年維護保養及公共安全 檢查之依據。經濟部標準檢驗局主管國家標準的修訂,因此可藉由審查會議回饋 研究缺失與實際需求。土木技師從事各項土木工程之研究與指導,尤其老舊建築 物的耐久評估為當今要務,而混凝土中的鋼筋腐蝕可為指標之一。因此,鋼筋腐 蝕量測應具標準以供實地量測與數據分析的依循。建議公會以其具備之實務經驗 及專業能力,推動標準的訂定。
建議二
進行腐蝕速率推估腐蝕量的研究:中長期建議 主辦機關:行政院公共工程委員會
協辦機關:內政部建築研究所、中華民國土木技師公會全國聯合會
本研究的結果雖然說明腐蝕速率能夠推估腐蝕量,但亦發現其間仍有許多 不確定性。為更切合實務需求,宜再進行現地試驗、蒐集資料,更進一步建立合 理的分析方式。尤其,本研究的結果發現,建築常見之磁磚披覆影響腐蝕量測甚 大,必須予以敲除披覆再量測,但此法耗費人力與物力。相對地,公共工程的結 構物往往不具披覆,量測的難度較低,或許可藉由此類構件的量測經驗,研擬改 善的量測方法及推估模式,再嘗試運用於一般建築。
建議以行政院公共工程委員會為主辦機關,可進行跨部會及單位協商,持 續辦理公聽會與專家座談來瞭解實務上評估鋼筋腐蝕量的需求,以公共工程協助 啟動後續研究,再將成果透過技師公會並伴隨配套措施如技師積點、時數、政府 採購優勢等方式推廣於其它建築。建議以內政部建築研究所為協辦機關,可統整 既有研究案成果,協助主辦機關規畫研究課題。另建議由中華民國土木技師公會 全國聯合會為協辦機關,以實際現地操作,協助研究進行。
建議三
特殊鋼筋混凝土構造物中的鋼筋腐蝕量測研究:中長期建議 主辦機關:交通部運輸研究所
協辦機關:內政部建築研究所、中華民國土木技師公會全國聯合會、中華民國大 地工程技師公會
本研究中所使用之量測技術適用於量測混凝土中鋼筋的腐蝕,除了運用於 一般建築結構物外,未來應可嘗試使用於其它特殊鋼筋混凝土構造物,如擋土牆、
岩錨等大地工程中鋼筋混凝土結構物的量測。此外,根據儀器原理與說明,該技 術亦可適用於量測水中鋼筋混凝土的腐蝕,故未來可用於港灣鋼筋混凝土結構物 的腐蝕監測。然而,前述各項應用目前文獻闕如,亦少見現地量測範例,雖具實 務應用的潛力,但仍需後續大量研究以驗證。
建議以交通部運輸研究所為主辦機關,尤其港灣結構物所處的環境往往較 一般結構物嚴峻,如乾濕循環及高鹽份環境等,因此腐蝕相關研究的成果具有應 用價值。建議以內政部建築研究所為協辦機關,統整近年相關研究成果並提供給 主辦及其它各協辦機關參考。另建議由中華民國土木技師公會全國聯合會及中華 民國大地工程技師公會為協辦機關,除可建議實務上具腐蝕量測需求的特殊構造 物形式外,亦可協助現地試驗與分析數據,主辦機關再根據回饋意見與研究成果 進行後續研究課題。
附錄一 專家座談會議紀錄與意見回覆
內政部建築研究所研究案
專家座談會
計畫名稱:以電化學法量測混凝土中鋼筋腐蝕劣化之研究 執行期間:102 年 2 月 1 日-102 年 12 月 31 日
計畫主持人: 陳君弢 教授 時間:102 年 8 月 30 日
地點:國立臺灣科技大學 工程二館 E2-222
出席人員:游德二總幹事、黃貴梅協理、林資程技師、黃 然教授、趙文成教授、王仲宇教授、王朝正教 授、歐昱辰教授(列席)。
一、 會議記錄
王教授朝正:
1. 鋼筋腐蝕是屬於比較局部性的,因此鋼筋會斷掉的並不是屬於很均 勻的損失,而本計畫蠻多理論,像是把每天監測的電流多少去做積 分然後再去算,這些邏輯都是屬於均勻腐蝕的邏輯,所以運用到現 地局部性的腐蝕,會有一個差距。
2. 是否可以用什麼樣的方法量測到混凝土現有的化學性質上的東西,
例如 pH 值、離子量等?彙整實際工程應用上在什麼狀況下混凝土怎 樣的離子濃度對應怎麼樣的電位。
3. 如果有裂縫存在的時候,該怎麼去量測?
4. 在實驗室製作的混凝土跟房子外面有被地震搖過或者打到撞到的並 不同,因此可以利用這個想法提一個案子利用腐蝕電流變化去現地 找出裂縫然後進行修補。
趙教授文成:
1.
鋼筋是否有固定長度?還是中間某段有進行塗封之類的?2.
為什麼選長度 10 公分?3.
應該從孔蝕開始量測,但從孔蝕開始很顯然就會小於 10 公分,造成 量不到的情況發生,這就變成了盲點。我認為應該可製作一根梁並 施加彎矩讓他開裂到 ACI 規定危害的裂縫寬度然後再進行腐蝕,然 後再泡在水裡這樣反而比較會像真實的狀況。4.
必須要大到 10 公分才量的到?5.
那這 10 公分的解析度到多少?6.
應該朝跟實務上怎麼結合的方向會比較有意義。現今的房屋多貼有 磁磚,磁磚的填縫如果沒有填好或者時間久了填縫會剝落,剝落之 後有害離子滲入,也許找到那種的狀況,從那邊去量測,說不定比 較有機會量測到結果,另外可能就是選擇較高吸水率的磁磚。7.
如果在有別於本計畫試驗的條件之下結果是不是也是這樣,而且是 否會與混凝土的級配有關係,當在現地量測時根本就不知道混凝土 的級配因此就會產生誤差,我認為可能要在加以說明混凝土的級配、水灰比及粗細粒料含量等各會影響的誤差分別為何。
8.
為什麼誤差的來源有 10 倍和 5 倍的不同,誤差來源及原因是什麼?我認為可以在進一步探討。
9.
當混凝土的強度提升時,混凝土就不容易腐蝕,那水灰比多少以下 不容易腐蝕?10.
要考慮磁磚底下還有一層水泥砂漿或液膠泥,因為為了要黏著磁磚黃教授然:
掛大尺寸的磁磚一起做比較。
四. 在實驗室製作的混凝土跟房子外面有被
七. 如果在有別於本計畫試驗的條件之下結
游德二
3. 在試體內部分層裝置碳棒觀察氯 離子擴散及中性化之速率。
四. 總評建議:這是一非常基本而實用 之研究案,必須規劃詳盡構思清 楚,否則大量時間及人力、資源投 入後,若再發現缺漏將會十分遺憾 及可惜。
附錄二 期中審查會議紀錄與意見回覆
壹、 期中審查會議紀錄
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:
1. 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。
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。