第二章 文獻回顧
第三節 氯離子造成鋼筋腐蝕的門檻與含量標準
Leeming 18曾將氧氣擴散（oxygen diffusion）、中性化（carbonation）、氯離 子侵入（chloride ingress）、與含水量（water content）對混凝土內部相對濕度和 鋼筋腐蝕之間的關係繪製成關係曲線，如圖 2-2 所示，由圖中可以明顯知道含水 量與氯離子侵入會隨著混凝土相對濕度的增加而上昇。而混凝土內鋼筋腐蝕的機 率便會升高。因此可以發現氯離子濃度可以列入鋼筋腐蝕的主要門檻。
圖 2-2 耐久性因子與混凝土相對濕度及腐蝕關係圖17
（資料來源：Leeming,文獻 17）
而在混凝土內氯離子濃度造成鋼筋腐蝕門檻研究方面，過去有許多學者進行 相關研究與調查。亦有如 Ann 和 Song19、與 Angst20等將文獻進行整理分析。圖 2-3 為 Angst 整理各學者針對造成鋼筋腐蝕的硬固混凝土氯離子濃度門檻值。其 中若以實際戶外曝曬量測的試驗結果，則總氯離子量介於 0.1%至 1.96%之膠結 材料，而在實驗室內研究情形則以 0.04%至 8.34%之膠結材料，雖然其範圍甚大，
18 M. Leeming, Surface treatments for the protection of concrete, Protection of concrete, E. & F. N.
Spon, 135-148, 1990.
19 Ann, K. Y., and Song, K. Y., “Chloride threshold level for corrosion of steel in concrete”, Corrosion Science, Vol.49, pp.4113-4133, 2007.
20 Angst, U., Elsener, B., Larsen, K. C., Vennesland, O., “Critical chloride content in reinforced
但扣除極端試驗結果，大部分最低門檻值以 0.4%最多。而 Ann 和 Song 整理的 結果為 0.2%至 1.5%，大部分最低門檻為 0.5%。
圖 2-3 造成鋼筋腐蝕的混凝土氯離子濃度門檻文獻整理圖
（資料來源：文獻 20）
在各國氯離子濃度標準方面，對混凝土中氯離子含量的限制目前大多以 2 種方式來表示，分別為氯離子含量為水泥用量百分比與由混凝土單位重換算的表 示方式。在對象方面則以鋼筋混凝土所處環境與用途而有所限制。我國氯離子含 量標準方面， CNS 3090 於民國 83 年訂定新拌混凝土氯離子含量標準，民國 84 年有相關試驗方法。然而直至今日，我國雖於民國 91 年 12 月訂定硬固混凝土氯 離子含量試驗方法。導致目前大眾對混凝土中氯離子含量標準認知(含海砂屋氯 離子含量標準)，仍以 CNS 3090 新拌混凝土的氯離子含量不可超過 0.3 kg/m3（鋼 筋混凝土）為標準。但此標準值為新拌混凝土之標準，並非硬固混凝土之標準，
表 2-1 為我國相關標準。新拌混凝土氯離子之檢測方法，為 CNS 13465 新拌混凝 土水溶法氯離子之檢測方法，主要以抽取新拌混凝土之浮水量測其氯離子濃度，
再乘上配比用水量得到氯離子含量 5。目前對於硬固混凝土的氯離子含量僅有 CNS 14702 酸溶法27與 CNS 14703 水溶法之氯離子檢測方法28，此檢測方法主 要將硬固混凝土磨粉，量測其萃取出之氯離子。然而混凝土硬固後，氯離子除游 離在混凝土內部連通孔隙中，亦有部份以固結於水化生成物內，因此對於硬固混 凝土的氯離子含量有 CNS 14702 酸溶法與 CNS 14703 水溶法檢測方式的不同。
表 2-1 我國混凝土氯離子含量標準
標準 標準說明
CNS 3090
新拌混凝土中最大水溶法氯離子含量:
(1) 預力混凝土<0.15 kg/m3 (2) 鋼筋混凝土<0.30 kg/m3
（資料來源：本研究自行整理）
表 2-2 為以水泥用量百分比表示硬固混凝土氯離子含量方式的各國標準；表 2-3 為以混凝土單位重換算硬固混凝土氯離子含量方式的各國標準。由表中可以 發現歐洲對鋼筋混凝土氯離子用量限制大多為水泥用量的 0.4%，較嚴格的標準 為 ACI 222 的 0.1%規定，與圖 2-4 為 Angst 整理各學者的研究成果相符。若考慮
使用環境與用途，以預力混凝土的限制較嚴格。而使用混凝土單位重來表示的有
歐盟 RILEM TC124-SRC21 德國 DIN EN 20622 reinforcement corrosion”, Materials and Structures Vol.27, pp.415-436, 1994.
21 DIN EN 206, “Specification, performance, production and conformity ”, German Institute for Standardization ,2001.
23 NS 3420, " Specifications for buildings and construction”, Norway Standards, 1986.
24 BS EN 206-1 “Eurocode 2. Design of concrete structures. General rules and rules for buildings “, British-Adopted European Standard, 2004.
25 ACI 318, “Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary”, American Concrete Institute, 2008.
(1) 預力混凝土<0.06%
美國 FDOT Standard Specifications for Road and
Bridge Construction30
混凝土中最大酸溶法氯離子含量:
27 Clear, K.C. Time-to-Corrosion of Reinforcing Steel in Concrete Slabs. FHWA-RD-76-70.Federal Highway Administration, Washington, D.C., 1976.
28 AS 2758.1 Aggregates and rock for engineering purposes. Part 1: Concrete aggregates, Standards Australia, Sydney, 1998.
29 JASS 5 “鋼筋混凝土工程”, 日本建築學會，2009.
30 FDOT Standard, “FDOT Standard Specifications for Road and Bridge Construction”, Florida Department of Transportation, 2010.
31 AS 3972. Concrete Structures,, Standards Australia, Sydney, 2009.
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於 0.01 至 45，扣除極端試驗結果，則 Cl-/OH-最低門檻為 0.3 至 0.6 之間。若以 孔隙水 pH 值 11~13 的混凝土而言，氯離子要超過水泥重的 0.2 到 0.4%，Cl-/OH-才會大於 0.6。所以混凝土中性化程度也是影響鋼筋是否腐蝕的重要因素。
圖 2-4 造成鋼筋腐蝕的混凝土 Cl-/OH-門檻文獻整理圖
（資料來源：文獻 20）
第四節 高氯離子混凝土建築物相關案例
過去幾年國內公共建築物由於法令管制與監造確實，較少有高氯離子混凝 土建築物的案例，最近 1 年發生的案例均屬於 30 年以上的老舊建築物，如今年 6 月在台中市神岡區社口國小發現西棟、南棟校舍有 30%教室因使用海砂導致水 溶性氯離子含量超過 0.9kg/m3，目前正進行結構鑑定，判斷是否核乎耐震需求與 防蝕補強費用。台北市忠孝醫院也有發現地下室天花板有氯離子含量過高須進行 防蝕補強相關新聞。而在民間建築物方面，最常發生也是在 70 年~80 年代之間 的建築物，主要在於當時建築用砂石短缺，預拌混凝土品管觀念尚未健全，導致 海砂被使用於混凝土中，如 2012 年 12 月有桃園市正光花園新城社區 195 戶房屋 因氯離子含量超過標準導致房屋重建之情形，此棟房屋約在民國 72 年興建。同 年 12 月也有臺南市安平二期國宅發生混凝土龜裂剝落、鋼筋外露鏽蝕、地下室 柱板崩裂朽壞、粉刷層鬆脫、滲水情形。今年 1 月初新北市蘆洲區也有天花板掉 落導致瓦斯管線擠壓破裂情形。而今年 3 月有關台北市內湖區合家歡社區海砂屋 爭議報導，也是 1 處民國 75 年興建的集合住宅社區。最近 9 月份的報導，淡水 一棟於民國 77 年完工的東來大廈亦有相同情形。
一般而言，混凝土內含氯離子對建築物最大危害是引起鋼筋鏽蝕至混凝土受 到鏽蝕氧化體積增加膨脹張力破壞混凝土，但若混凝土的破壞並未危及鋼筋內承 受壓力的核心混凝土時，適當的防蝕補強仍可使建築物持續使用。所以根據以往 的案例，當遇到混凝土含有高量氯離子時，雖會影響建築物房價，但對結構體是 否拆除重建，並不只受到混凝土氯離子單一因素所影響。如國內台東知本天主堂 便是一個很好的案例。知本天主堂興建於民國 50 年代，至今已接近 60 年，是台 東縣政府核定的歷史建築物，過去建造時使用海砂作為混凝土原料，雖然也發生 鋼筋鏽蝕混凝土剝落情形，但因為當時提高混凝土設計強度，所以至今仍屹立不 搖，於今年度進行相關維修補強，迄今仍是當地信仰中心。過去於民國 98 年有 一棟平均超過 1.5 kg/m3氯離子含量的建築物的買賣爭議，經法院判決認為”房屋 是否因瑕疵而達不堪居住之程度，非僅氯離子含量一項即可認定，尚須就鋼筋腐 蝕速率、鋼筋斷面量測、混凝土抗壓強度、混凝土中性化程度、裂縫裂損狀況、
裂縫寬度及長度等項目綜合判斷始能認定，此外，尚應審酌該瑕疵可否經由補強
及防蝕處理等方法修復之”33。因此在我國各地縣市政府也有相關高氯離子建築 物處理方式法令，如新北市的辦法，若混凝土水溶性氯離子含量平均值 0.6 kg/m3 以上且補強防蝕處理費用超過重建費用達百分之七十五者，由鑑定機構建議並經 審議會議決議者，得辦理拆除重建。所以在我國相關對高氯離子建築物後續處理 方式與防蝕補強技術已相當成熟。
33蔡志揚、婁光銘，高氯離子建物（「海砂屋」）實務判決解約爭議探討高氯離子建物（「海砂屋」）
實 務 判 決 解 約 爭 議 探 討 ， 土 木 技 師 公 會 技 師 報 ，
http://www.twce.org.tw/modules/freecontent/include.php?fname=twce/paper/727/3-1.htm