混凝土剝落

造成混凝土剝落等劣化因素影響修復材料與修復技術之選擇甚鉅，因此正確 驗證與決策判斷為修復混凝土剝落工程前必須詳加確認之重點工作。混凝土剝落 主要因素分為力學破壞或鋼筋腐蝕造成，前者修復方式簡便易處理，後者則必須 分析探討是否為腐蝕因子存在於混凝土材料中，亦或RC 建築物於使用期間受外界 環境影響導致混凝土環境中性化，以及腐蝕因子穿透、滲透侵入混凝土構件致使 鋼筋表層鈍化膜喪失造成腐蝕膨脹。

診斷技術與檢測工作 1.紅外線法

此法原理為利用飾材或混凝土保護層剝落部份會形成空氣層，致使比健全部分

之熱傳導率小而在牆面溫度上升或下降時會形成溫差，而以紅外線檢測裝置測其 溫差，以調查飾材或混凝土保護層有無鼓浮之法。

2.敲擊法

敲擊法以試錘等敲擊牆面，由其反應之異常音可檢知預剝落位置，該檢測方 法簡單，但隨試驗技術人員之熟練度易造成判斷差異或錯誤。

破壞形式及原理 1.力學破壞因素

剝落是混凝土結構物呈片塊狀之脫落現象，主要成因有二，分別為力學方面 的混凝土拉力超出容許值及腐蝕方面鋼筋鏽蝕，本節主要探討力學破壞因素，因 此依據力學破壞導之致剝落程度概分為兩類解釋，分別為(1)小型剝落：通常是由 作用於混凝土之水平或斜向力量所造成，深度未達25 mm，淨寬通常小於 150 mm；

(2)大型剝落：其成因與小型剝落無異，但更嚴重，其可能是因巨大地震力或外力 使結構物變形超出容許值，而產生大型片塊狀剝落，深度達25 mm 以上，淨寬大 於150 mm。

2.鋼筋腐蝕因素

RC 結構之鋼筋於正常狀況下，係在高鹼性環境中不易腐蝕，此因暴露於高鹼 性環境中的鋼筋處於鈍化狀態(passive state)，因此鋼筋鈍化膜的破壞為鋼筋腐蝕的 先決條件。鋼筋鈍化膜破壞後，假若混凝土在一定的濕度及氧氣環境下，即使無 積膨脹 2~7 倍。膨脹應力超過混凝土強度時，混凝土就會產生裂縫(cracking)和剝 裂(spalling)現象。由上述發生腐蝕化學反應式中說明鋼筋腐蝕條件如下：(1)鋼筋 (resistivity)大於 20000 Ω-cm 時或相對濕度小於 60%的乾燥室內，鋼筋是不會產生

腐蝕現象。

依據中國土木水利學會(土木 402-88) 「混凝土工程施工規範與解說」3.3.3 規 範規定，預力混凝土與鋼筋混凝土等結構物，其允許最大氯離子含量分別為 0.15 kg/m³與0.30 kg/m³。

修復材料與施工方法

修復工程首先必須移除鬆散結構、進行必要之鋼筋防蝕處理與界面的前處 理，再以水泥質材料(cement-based materials)或樹脂材料(resin-based materials)等進 行表面封層。

傳統水泥砂漿修補材料黏結強度低、乾縮變形大、抗滲性、抗裂性較差，造 成使用後產生缺點如開裂、脫落等，易造成結構體滲水、混凝土碳化和鋼筋腐蝕 等問題，其使用範圍受到很多限制，因此近來發展出應用有機聚合物混合水泥或 粗/細粒料製成聚合物混凝土，按其組成方式與製作過程概可分為：

1.聚合物混凝土(polymer Portlant cement concrete, PPC)

聚合物水泥混凝土亦稱為聚合物波特蘭水泥混凝土，以聚合物原料取代部分 水泥，再以一般混凝土拌製方法製成，聚合物能均勻地分布於混凝土內。填充水 化產物與粒料間的孔隙，進而改善混凝土的抗滲性、耐蝕性及耐磨性，可用於鋪 設無縫地面，也常用於修補混凝土路面、機場跑道等。

2.聚合物膠結混凝土(polymer binding / polymer concrete, PBC or PC)

聚合物膠結混凝土也稱為樹脂混凝土，完全以聚合物做膠結材料拌製而成，

該混凝土黏結強度高、抗滲、抗凍、耐腐蝕，唯其成本較高，適用於須耐腐蝕性 佳之工程建築、混凝土的構件及裂縫修復。

3.聚合物改質水泥砂漿(polymer modify mortar, PMM)

聚合物改質水泥砂漿可應用作為修補材料與防水材料，聚合物水泥防水材料 簡稱PMC 或複合防水塗料或彈性水泥，主要係以丙烯酸酯等聚合物乳液或水泥為 主要原料，具有良好的抗滲性、耐水性、耐候性和黏結性，與混凝土、石材、磁 磚、鋼材、木材、玻璃等材質介面都有良好的黏結性，特別是能夠在潮濕基層上 施工固化成膜。

修補材料性能驗證試驗法

由美國陸軍工兵規範(U.S. Army Engineer Research and Development Center, CRD)參考文獻得知，RC 建築物剝落劣化修補材料使用準則概分為七大項目，進 行評估與檢驗修補材料之性能驗證，細項說明示如表2-4 所示。

表 2-4 混凝土剝落劣化修補材料使用準則

項目 詳細說明

1.修補材料說明書 適用範圍建議、修補效益、使用限制

2.材料組成成分 基本組成材料、SO3 含量(%) [ASTM C563]、鹼含量 (kg/m³)、pH 酸鹼值、空氣含量

3.物理性質

單位重量(kgf/m³)、新拌濕密度[ASTM C138]、水泥砂漿 抗壓強度[ASTM C109]、混凝土抗壓強度[ASTM C39]、

水泥砂漿與混凝土抗彎強度[ASTM C78]、水泥砂漿與混 凝土直接拉力強度[CRD C164]、水泥砂漿與混凝土彈性 模數[ASTM C469]

4.性能試驗

水泥砂漿與混凝土乾燥收縮[ASTM C157]、水泥砂漿與混 凝土熱膨脹係數[CRD C39]、抗凍融[ASTM C666 試驗法 A]、水泥砂漿與混凝土壓力潛變[ASTM C512]、水泥砂漿 與 混 凝 土 快 速 氯 離 子 穿 透[ASTM C1202]、 抗 硫 酸 鹽 [ASTM C1012]、環片試驗[Ring test]、抗裂縫[German Angle]

5.包裝與儲存 包裝方式說明、容量說明、使用期限、儲放須知

7.修補材料注意事項 混凝土表面前處理、材料拌合方式、使用方式與施工說 明、養護方式、廢棄材料清除須知、告知安全注意事項