本計畫將藉由曝曬劣化試驗進行過程中所獲得的經驗與國外相關研究的資訊 撰寫標準試驗程序，以供建研所實驗室人員後續進行建築材料耐久性研究 時，可有所依循，並減少因試驗程序的不熟悉所導致的人為誤差。除此之外 亦預留部分試片，以供後續研究人員進行多年期劣化研究使用。由於曝曬劣 化試驗屬於長期的研究，因此無論劣化試驗前試片的處理過程，試驗期間所 蒐集的資訊，與劣化後的分析方法均非常重要。所以在標準程序架構上，除 依循規範規定，將試驗方法條列化外，亦擬將各步驟所需注意的事項與要求 精度註記於各步驟之後。由於劣化試驗期程往往超過 1 年，因此在記錄表格 設計與後續資料整理的方式將建議於標準程序內。擬訂之相關標準程序如下。
建材自然曝曬劣化試驗相關標準作業程序
1. 適用範圍
1.1建材自然曝曬劣化可得到各種鋼鐵建材在戶外大氣環境下之腐蝕行 為，並可提供鋼鐵建材表面披覆材料（如塗裝、鍍鋅）防蝕效果評估方 式。
1.2 本標準中所列數值係以國際單位制（SI）為準。
2. 參考文件
2.1 國家標準（CNS Standards）：
CNS 13127 金屬和無機披覆-靜態戶外曝露腐蝕試驗通則 CNS 13401 金屬及合金之腐蝕－大氣腐蝕性之分類
CNS 13753 金屬及合金之腐蝕－大氣腐蝕性（測定標準試片之腐蝕速 率以評估腐蝕性）
CNS 13754 金屬及合金之腐蝕–大氣腐蝕性（污染之測定）
CNS 14122 金屬及合金之腐蝕–大氣腐蝕–試片腐蝕生成物清除法 CNS 14123 金屬及合金之腐蝕–大氣腐蝕測試（現場測試之一般要求）
2.2 美國材料試驗學會標準（ASTM Standards）：
ASTM G1 Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluating Corrosion Test Specimens.
ASTM G50 Standard Practice for Conducting Atmospheric Corrosion Tests on Metals.
2.3 國際標準組織標準 （ISOStandards）
ISO 8407 Corrosion ofmetalsand alloys,“Removalofcorrosion products from corrosion testspecimens.”
ISO 8565 Metals and alloys -Atmosphericcorrosion testing,“General requirementsforfield tests.”
ISO 9223 Corrosion ofmetalsand alloys,“Corrosivity ofatmospheres Classification.”
ISO 9224 Corrosion ofmetalsand alloys,“Corrosivity ofatmospheres,
“Guiding valuesforthecorrosivity categories.”
ISO 9225 Corrosion ofmetalsand alloys,”Corrosivity ofatmospheres－ Measurementofpollution.”
ISO 9226 Corrosion of metalsand alloys,”Corrosivity ofatmospheres － Determination of corrosion rate of standard specimens for the evaluation ofcorrosivity.”
3.試驗方法概要
3.1 鋼鐵建材自然曝曬劣化包含三個試驗過程，分別為試片製作、試片劣 化過程、與劣化後分析工作，圖7-1為相關流程圖。
圖 7-1 建材自然曝曬劣化試驗流程圖
試片表面清潔與除銹
試片編號標示
試片基材秤重
披覆材料處理 試片上架
曝曬劣化
試片下架 劣化試片目視觀察
依披覆材料 決定腐蝕生成物
去除方式
披覆材料去除 化學酸洗去除
試片秤重
腐蝕速率計算 恆重 反覆酸洗
無披覆
有披覆 試片製作
劣化過程
劣化後分析工作
製作測試報告
4.應用
4.1 自然曝曬劣化試驗可完全反應當地氣候環境對鋼鐵建材腐蝕行為或披 覆材料防蝕效果的評估。
4.2 試驗結果可與人工加速劣化試驗相互比較以建立關聯性。
試驗前處理
此部份的標準程序擬由三個部份組成。第一部分係依規範條文精神，將 主要工作予以流程化（如圖 7-1 流程圖）。第二部分則為相關步驟執行上需注 意的試片尺寸決定（如表 7-1 所示）、試片前處理方式與順序安排、配合設備、
與秤重精度要求隨條文附記於後（如 5.3 項各項說明）。第三部分則為記錄表 與試片編碼之建議格式，以使實驗人員可簡易並正確進行此部分的各種步驟
（如表 7-2 所示）。
5.試片製作 5.1試片型式
5.1.1 平版型試片為最常用之型式，試片相關限制如下表7-1所示。
試片尺寸 試片厚度 暴露面積 試片需有一邊為100 mm；
常見尺寸：150 mm× 100 mm或50 mm×100 mm
1~6 mm ≧50 cm2
（資料來源：本研究整理）
5.1.2 如有必要不規則形狀試片亦可進行，但須注意是否有隙縫、易積水 處、或異種金屬所造成的加速腐蝕影響。
5.2 試片數量
如無特殊需求，每組試驗變數條件須至少包含3個試片。
5.3 試片前處理
5.3.1 表面清潔與除銹
試片表面不潔物與銹蝕區域以噴砂或化學方式去除，一般建議以噴 砂方式為最簡易且有效去除方式，噴砂後試片應立即進行編號秤 重，並依試驗條件表面披覆材料施作或立即存放於相對濕度65％以 下之環境，以免吸收空氣水氣造成銹蝕。若為對比或參考試片其長 期儲存方式亦為相對濕度65％以下之環境。
5.3.2 試片標示
標示作業需於試片表面清潔與除銹後立刻進行。為使標示可於長期 曝曬後辨識，一般可用數字衝頭鋼印在試片上打印專屬編號或使用 中心衝錐刻上記號，如下圖7-2所示。標示所影響的暴露面積應儘可 能縮小。為節省作業時間，標示作業亦可於表面清潔與除銹前進行，
但須留意噴砂或化學處理是否會造成標示辨識困難。
圖 7-2 常用之試片標示工具（數字衝頭鋼印、中心衝錐）
（資料來源：本研究整理）
5.3.3 試片秤重
試片編號完成後，需立刻進行秤重與記錄工作。每片試片所秤重量 須精確至0.01 g。秤重完畢後需將試片放置於相對濕度65％以下之環 境存放。
5.4 試片表面披覆材料處理
試片表面若有披覆材料施作，則5.3.1節表面清潔與除銹須依披覆材料施 工規範進行。
5.5 試片記錄
試片資料須於編號秤重時開始記錄，其內容應包含試片編號、材質、質 量、形狀及尺寸、表面現況、於曝曬棚架之位置、曝曬點位置、曝曬角 度、上架日期、預計下架日期等項目，表7-2為建議之記錄表形式。
表 7-2 鋼鐵建材自然曝曬劣化試驗記錄表
劣化試驗期間
劣化試驗所需的曝曬架設計注意事項將在此部份條列說明（如 6.1 項說 明）。其次說明曝曬場地的選擇與試片安裝時所需注意事項（如 6.2、6.3 項說 明）。而試驗常用之劣化期程設計與期間需定時查核試片於曝曬架位置是否受 到外力之移動以及曝曬架的定期保養（如 6.4 與 6.5 項說明）。另一方面須定 期蒐集當地氣象資料與部分環境因子如落鹽量的量測等（如 6.2 項說明）。因 此這部份的標準程序將首先設計相關表格以標示曝曬架正確地點與各試片在 棚架上的相關位置。其次設計定期查核表以檢視曝曬架與試片狀況（如表 7-2 所示）。最後則將相關環境因子的搜集與分析頻率說明如表 7-3 所示。
6. 試片劣化過程 6.1 曝曬架
本所目前已建置之曝曬架係為無遮蔽的開放式棚架，其棚架設計角度係 使試片曝露仰角為45度，試片放置曝曬架的最低離地高度須大於750 mm以上，以避免雨水由地面回濺至待測試片上。曝曬架材質需具足夠 強度與耐久性，必要時每年應進行防蝕維護（如重新塗裝等方式）。每 組棚架最多可供45片100×150 mm平板試片。相關曝曬架如下圖7-3所 示。
圖 7-3 本所已建置之開放式曝曬架
（資料來源：本研究整理）
6.2 曝曬場地選擇
曝曬場地應具當地氣候狀況之代表性，如臨海區域、都市區、或農業區 等。本所目前已設置曝曬點分別為基隆海洋大學、台北景美實驗室、台 南歸仁實驗室。相關場地之大氣資料蒐集系統將入續建置。目前可由鄰 近10公里內之氣象單位蒐集歷年相關大氣資料。相關大氣曝露環境因子 蒐集頻率如下表7-3所示。
表 7-3 CNS 14123 規範規定須記錄之環境因子性質項目與頻率
（資料來源：CNS 14123）
6.3 試片安裝
圖 7-4 試片安裝所使用之 PP 材質之螺栓與絕緣墊片
（資料來源：本研究整理）
6.4 測試時間
需依測試試片的材質與目的來決定劣化時間。所進行的時程若有特殊規 定，可分為1年、2年、5年、或10年以上測試期程，在某些狀況下可以 不超過2年。
6.5 週期性觀察檢測
需每月定期檢視曝曬架與試片狀況，以避免因人為疏失或颱風等因素造 成試片的遺失與曝曬架的損壞。
劣化後的分析
經設定的劣化期間後，需先進行試片目視觀察記錄（如 7.1 項說明）。而 後進行劣化生成物的去除工作與後續重量損失的分析試驗。此部分將常用的 生成物去除與分析規範依材料不同建議於上（如 7.2.1、7.2.2、與 7.2.3 各項 說明）。並將各種方法的試驗程序以條列化表示，並註記精度要求與相關安全 須知。最後亦將腐蝕速率計算方式進行說明（如 7.3 項說明）。試驗報告亦詳 列所需內容（如第 8 項說明）。
7. 劣化後分析工作 7.1 目視觀察
試片於曝曬架取下後，需進行表面外觀改變之描述，如銹蝕狀況、蝕孔 深度及分佈、或表面色澤改變之情形，必要時附上相片以供佐證。
7.2 腐蝕生成物去除
7.2.1 表面無披覆鋼板試片
表面無披覆鋼板試片腐蝕生成物去除採CNS 14122所建議之C 3.5酸 洗化學法進行。建議試驗進行時於抽風橱或戶外空曠環境進行。人 員應穿著具防護效果之實驗衣與面罩。
A. 設備
包含酸洗藥劑、定量瓶、玻璃燒杯、精密磅秤、吸水紙巾與吹風機等。
(hexamethylenetetramine) 加蒸餾水至1000mL後製成（註1）。
（註1）
鹽酸具強烈侵蝕性，使用時需注意。環六甲基四銨具刺鼻臭味，
使用時需注意。
(b) 精密磅秤：可精確量測至0.001克之磅秤。
(c) 定量瓶：1000 mL容量，泡製酸洗藥劑使用
(d) 玻璃燒杯：2000 mL容量，放置酸洗藥劑與浸漬鋼板使用。
(e) 吸水紙巾與吹風機：擦乾酸洗後試片使用。
B.試驗步驟
(a) 將500 mL瓶裝鹽酸小心到入1000 mL容量定量瓶內。
(b) 以精密磅秤秤取3.5g環六甲基四銨，並小心到入定量瓶內。
(c) 將蒸餾水到入定量瓶內，使定量瓶容易到達1000 mL刻度線（註2）。
（註2）
將蒸餾水加入鹽酸中，需緩慢逐次加入，以免產生噴濺危險。
(d) 將混合後酸洗藥劑置入2000 mL容量玻璃燒杯中（註3）。
（註3）
將酸洗藥劑由定量瓶放入燒杯時，需沿著燒杯壁小心倒入，以免產 生噴濺危險。
(e) 將鋼板試片浸漬於酸洗藥劑中5分鐘。
(e) 將鋼板試片浸漬於酸洗藥劑中5分鐘。