影響外牆瓷磚剝落的原因

本計畫蒐集國內外影響外牆瓷磚剝落的原因，包括日本、新加玻、澳洲及香 港等地資料彙整如下：

日本研究者曾對外牆瓷磚和接著劑進行了大量研究，其中一些研究成果非常 完整，如參照EN 1348 和EN 12004標準，測試10種水泥接著劑在乾燥、潮濕、

炎熱和結冰融化條件下的黏合強度。研究發現含大量二氧化矽(SiO₂, 80–95%）和 少量碳酸鈣(CaCO3, 0.5-3.4%）的接著劑試樣具有最大拉力接著強度[5][6][7]。

日本對牆磚剝落的研究，著重混凝土底層和黏合砂漿之間的表面所承受的熱應力 影響，日本外牆瓷磚剝落多由此原因造成。由Mahaboonpachai和Matsumoto帶領 的一個研究團隊指出，由於各種組成材料熱脹冷縮程度不同而產生的內剪應力，

是破壞外牆瓷磚的主要因素之一[8]。Rumbayan（2006）對牆磚結構中的溫度分 佈做了詳細的研究。研究發現當牆磚表面溫度達到50℃時，混凝土層和牆磚層的 最大溫差約為12℃，此暴露環境導致黏合砂漿產生2.6 MPa的剪應力，是破壞牆 磚使用性的主要因素之一[9]。Mahaboonpachai等人（2008）曾於試驗室進行加熱 試驗，旨在模擬外牆磚結構受到太陽照射情形，評估熱荷載下，混凝土和聚合物 水泥砂漿（PCM）間離層剝落情況。研究發現當牆磚表面溫度達到100℃時，混 凝土和PCM之間的界面裂縫長度擴散到近3 mm。當牆磚表面溫度達到105℃~120

℃高溫時，裂縫沿界面進一步擴散。試驗結果顯示組成材料的熱膨脹程度不同，

是破壞外牆瓷磚結構的主要因素之一[10]。Mahboonpachai等人（2010）進一步

確認由裂縫擴散引發的界面剝落情況，期望透過界面剝落韌性找到解答（而非黏 合強度）。他們在界面剝落力學原理的基礎上，進行了四點彎曲試驗[11]。

MichaelChew 已發表至少4 篇有關外牆瓷磚的論文，分別是Chew（1992、1999a、

1999b）和Chew 等人（1998）。通過試驗室研究，他們發現接著劑在施工過程 中，黏合強度會受到溫度影響；但接著劑添加聚合物後，可顯著提高其黏合強度

（當儲存於高溫如60℃時，提高28%到46%不等）[12、13]。Chew（1999a）更 特別開展了全面的試驗，評估溫度對四種接著劑強度的影響：（1）接著劑A：

水泥：砂：水=1:4:0.8，（2）接著劑B：與A 相同，50%的水用聚合物代替，用 作添加劑（3）接著劑C：水泥：砂：水=1:3:0.4；（4）接著劑D：與C 相同，100%

的水用聚合物代替，用作添加劑。結果顯示接著劑B 的剪應力較接著劑A 高出 10%。添加聚合物的增強作用得到肯定。但是，接著劑D 的剪應力比接著劑C 低 8%，與上述結果相矛盾。研究中分析，因過量使用聚合物會導致接著劑乾燥過 快，而造成強度降低。研究還發現無論接著劑是否使用聚合物作為添加劑，當在 高溫（40℃）和低溫（10℃）環境下使用時，黏合強度都會降低（降低10%到47%

不等）。該研究推斷，已預熱表面會呈乾燥並快速吸收接著劑的水分，阻礙了水 合作用。最終，研究發現高溫和潮濕對接著劑強度影響非常之大。熱力循環會導 致拉脫強度下降18%到21%，而加濕循環則會導致拉脫強度下降6%到37%[14]。

Chew（1999b）在下面引用了Ohama 等人的（1986）溫度對接著劑強度的影響 理論：「水泥的水合過程中會抽去水分（由於較高儲存溫度而加速），水泥水合 物上的緊密聚合物顆粒會形成連續的薄膜，薄膜與水泥水合物混合後形成一個整 體網路，聚合物相與水泥水合相在其中相互交錯[15]。新加坡的研究由Guan 等 人（1997a，1997b）進行，這兩項研究也有關溫度的影響。Guan 等人（1997a）

的研究指出，高溫會加速接著劑中聚合材料的熱降解，當溫度增加10℃，就很可 能會使力學反應速率提升一倍[16]。Guan 等人（1997b）認為，降雨帶來的快速 冷卻效果會產生熱衝擊，在牆磚平面上產生很高的垂直正向應力。這會不利於膠 黏效果，導致出現裂縫和離層剝落。濕度的變化同樣會對牆磚產生影響[17]。其

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續表 2-1 外牆瓷磚剝落原因彙整

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