第四章 水泥質基材表面處理實驗計畫
第二節 材料基本性質
CNS 61-R2001
試驗值(%)
二氧化矽(SiO2) - 20.89
氧化鋁(Al2O3) - 5.61
氧化鐵(Fe2O3) - 3.13
氧化鈣(CaO) - 63.87
氧化鎂(MgO) Max：6.00 2.93 燒失量(L.O.I) Max：3.00 0.73 不溶殘渣(Ins.Res) Max：0.75 -
矽酸三鈣(C3S) - 50.40
矽酸二鈣(C2S) - 22.20
鋁酸三鈣(C3A) - 9.57
鋁鐵酸四鈣(C4AF) - 9.51
(資料來源：台灣水泥公司)
表 4- 3 水泥之物理性質
試驗項目 中國國家標準
CNS 61-R2001 試驗值(%)
細度Fineness(cm2/g) Max：2800 3520 健度：Soundness(%) Max：0.80 0.05 抗壓強度：Compressive strength(kgf/cm2)
3 天(Days) Min：126 225 7 天(Days) Min：197 312 28 天(Days) Min：281 412 凝結時間：Time of setting-Vicat test(hr:min)
初凝：Initial set Min：0:45 3:10 初凝：Final set Max：8:00 5:30
(資料來源：台灣水泥公司)
拌合水
水泥砂漿和混凝土試體拌合時所用的水為平時所用之自來 水，且符合CNS 13961 與 ASTM C94-00 規範所規定的混凝土拌合 用水，其相關性質如表4-4 所示。
表 4- 4 拌合水試驗結果(ppm)
試驗項目 含量
氯離子 0.94 硫酸根離子 0.92 鹼性物質(Na2O+0.68K2O) 0.88
總固體含量 0.05
細粒料
本研究採用大漢溪所開採之細粒料，其物理性質及級配分佈如 表4-5 與表 4-6 所示。
表 4- 5 細粒料之物理性質
試驗項目 依據規範 試驗結果
比重(SSD) CNS 487 2.61
吸水率(%) CNS 487 1.63
表 4- 6 細粒料級配分析
篩號 留篩百分率(%) 累積留篩百分率(%)
#4 0.77 0.77
#8 16.33 17.10
#16 22.90 40.00
#30 24.99 64.99
#50 14.03 79.02
#100 11.69 90.71 底盤 9.29 100.00
total 100.00 細度模數(F.M.)=2.93
粗粒料
本研究採 用 大漢溪所開採之粗粒料，其物理性質及級配分佈 如表4-7 與表 4-8 所示。
表 4- 7 粗粒料之物理性質
試驗項目 依據規範 試驗結果
比重(SSD) CNS 488 2.71 吸水率(%) CNS 488 1.29 最大粒徑 CNS 488 3/8"
表 4- 8 粗粒料之級配分析
篩號 留篩百分率(%) 累積留篩百分率(%) 通過率(%)
3/4” 0.14 0.14 99.86
1/2” 18.87 19.01 80.99
3/8” 30.01 49.02 50.98
#4 50.21 99.23 0.77
底盤 0.77 100 0
total 100
強 塑 劑
強 塑 劑 又 稱 為 減 水 劑，為 一 種 表 面 活 性 劑，吸附 於 固 體 和 水 份 間 而 防 止 水 泥顆 粒 在 水 中 產 生 凝 聚 現 象，使水 分 能 有 效 地 達 到 更 多 的 潤 滑 效 果 ， 使用減 水 劑 可 以 增 加 混 凝 土 的 工 作 性，同時 可 減 少 用 水量，有 助 於 提 昇 混 凝 土 的 強 度，高 強 度 之 減 水 劑 可 將 水 泥顆 粒 分 散，而 達 到 最 大 的 流 動性，使減 水 量 可達 20%~30%。本研究所採用之高性能減水劑，其主要 成 分 及 物 理 性 質 如 表 4-9 所示。
表 4- 9 強 塑 劑 之 物 理 性 質
比 重 1.180
pH 值
8.3固 成 份 38%
含 氯 量 210 ppm
矽酸質塗封材料（a 牌）
本研究所使用之矽 酸 質塗封材料，其組成成分包括波特蘭水 泥、矽砂及觸 媒 化合物等，為無機淺灰色之粉狀物，其外觀如圖 4-1 所示，其化學成分如表 4-10 所示。
圖 4- 1 矽 酸 質塗封材料(a 牌)外觀
表 4- 10 矽酸質塗封材料(a 牌)之化學成分
化學成分 Specification
Range(%)
SiO2 39-46
CaO 25-34
Al2O3 4-5
MgO 3-5
Na2O 4-7
Fe2O3 1.5-3
矽酸質塗封材料（b 牌）
其主要成分為鈉、矽及氧，其化合物為矽酸鈉類，外觀為液態 狀，如圖4-2 所示。
圖 4- 2 矽酸質塗封材料（b 牌）外觀
防水水泥漆
本研究所採用之防水水泥漆其成份主要為甲苯、二甲苯、鈦白 粉及丙烯酸酯樹脂。
高分子材料
高分子注膠混凝土於減少混凝土孔隙方面的表現尤其突出，且 抗壓強度方面也有大幅的提升，本研究所使用之高分子材料為甲基 丙烯酸甲酯與偶氫二異丁睛（azobisisobutyronitrile,AIBN）(MMA
＋1% AIBN)的混合液，試體先以 150℃乾燥處理，待冷卻至室溫 後移入混合液進行浸漬(soaking)。其中，高分子材料之單體含膠量 的多寡，會影響基本物理性質，其計算方式如4-1 式，含膠量結果 如表4-11 所示，高分子材料之基本物理如表 4-12 所示。
P = (Wp-Wd)/Wd×100% (4-1) P：含膠量
Wp：注膠後試體重 Wd：注膠前試體烘乾重
表 4- 11 含膠量(g)
試體編號 注膠前(g) 注膠後(g) 注膠量(%)
AP1-1 259.9 262.5 1.00%
AP1-2 252.3 255.4 1.23%
BP1-1 259.7 265.3 2.16%
BP1-2 262.7 268.2 2.09%
表 4- 12 高分子材料之物理性質
Molecular weight 100.1
Boiling point 100.5at 1013 mbar（ 760mm-Hg）
Freezing point -48℃
Density（ Kg/m3） 0.949（ 15.5/15.5℃ ） Refractive index（ nD20
） 1.4140 Specific gravity 0.49 cal/g/℃
Latent heat of vaporization
88 cal/g/℃ at 61℃
77 cal/g/℃ at 100.5℃
Heat of polymerization 13 kcal/more
Viscosity approx. 21％
Solubility 0.66 centistoke（ 20℃ ）
Azeotropes solvents.Solubilityof methacrylate in water： 1.6％ at 20℃
Solubilityof water in methacrylate：
1.15％ at 20℃
Azeotropes With water：boiling point 83℃ at 1013 mbar
（760mm Hg） （ 14％ water）
With methanol：boiling point 64.2℃ at 1013 mbar（ 760mm Hg） （ 84.5％ methanol）
Auto ignition temperature 421℃
Flash point 11.5℃
啟 始 劑
本 研 究 使 用 之 啟 始 劑 為 過 氧 化 二 苯 甲 醯 (benzoyl peroxide，BPO)，外觀為粉末狀，添加於 MMA 時會迅速溶 解 ， 其 物 理 性 質 如 表 4-13 所示。
表 4- 13 啟 始 劑 之 物 理 性 質