樓建案黏著層施作

1.2.2 研究對象

外牆磁磚以面積來看從大至小分為二丁掛磚、方塊磚、小口磚、馬賽克磚。表 1-2 為訪問建材行所整理之外牆磁磚常見規格尺寸。經文獻回顧發現面積越大的磁磚產生劣 化且剝落的機率較高(蕭仁俊等，2018)。另一原因為工地調查後得知目前市面上普遍使 用的磁磚為二丁掛磚，因此本研究選擇二丁掛磚作為實驗的研究對象。

外牆磁磚規格尺寸(單位：mm) 名稱 尺寸(長×寬)

二丁掛磚 227×60、230×55、230×50 方塊磚 100×100、、95×95、80×80 小口磚 45×95

馬賽克磚 45×45、30×30、25×25、23×23、20×20、18×18、11×11

實驗試體由現場最常見的硬底施工法作為鋪貼。試體的工序由結構體至磁磚面依序 是混凝土結構體→打底層（1：3 水泥砂漿打底，厚度 20mm）→防水層（彈性水泥，厚 度 2mm）→黏著層（磁磚黏著劑，厚度 5mm）→磁磚→勾縫（磁磚填縫劑，厚度 2mm）。

試體剖面圖如圖 1-5 所示。

外牆磁磚界面層示意圖(單位：mm)

1.2.3 研究方法

確立研究的議題與目的後，透過資料蒐集與前置實驗進行實驗規劃。資料蒐集方式 除了文獻回顧外，還有田野調查。從現場調查確認工地施工工序，擬定試體施作方式。

劣化案例調查中得知二丁掛外牆磁磚隆起現象以西向最多，其次是西南及西北向，推測 因日照時數長及冬季東北季風導致，因此本研究將試體磁磚面朝西向。研究流程如圖 1-7，先從動機訂定主題及目的，接下來進行文獻蒐集及現場調查，使用實驗法去印證並 撰寫結論。

研究流程

以下為實驗法及實驗變因的說明。

1. 實驗法：

(1) 剪力及拉拔試驗：

黏著強度包含拉拔與剪力試驗。拉拔試驗機拉力和磁磚牆面呈垂直，剪力試驗機拉 混凝土結構體，厚度 1500。

打底層，厚度 20。

防水層，厚度 2。

黏著層，厚度 5。

二丁掛磚，尺寸大小 50×230。

研究主題 研究目的 研究問題

文獻回顧 現場調查

實驗法 結論

黏著強度試驗

儀器

名稱 剪力試驗機 拉拔試驗機

實驗儀器示意圖

2. 實驗變因

(1)結構體灑水與否：

如動機所述，工地現場對於打底層前是否需要灑水潤濕結構體表面的說法不一。因 此，在施作試體時，將結構體灑水與否納入實驗設計，試體牆在施作時分成上半部結構 體不灑水及下半部結構體灑水。

(2)黏著層空鼓率的變化：

本研究為「外牆磁磚黏著強度與黏著層空鼓比例關聯性之研究」(吳柏叡，2018)之 延伸論文，因此實驗的條件以此論文為基礎做設定。

空鼓率 0%、25%、50%、75%的比值關係彙整於表 1-5。空鼓 0%結構體不灑水的剪 力拉拔比值為 0.15，灑水為 0.13，兩者相減差值為 0.02。將差值與兩者比值相除各得 0.15 與 0.13。空鼓 25%兩者工區比值為 0.19 與 0.14。比值相減差值為 0.05，差值與兩 者比值相除各得 0.26 與 0.36。空鼓 50%兩者工區比值為 0.48 與 0.12。比值相減差值為 0.36，差值與兩者比值相除各得 0.75 與 3。空鼓 75%兩者工區比值為 0.44 與 0.43，比值 互減之差為 0.01，差值與兩者比值相除後均得 0.02。

平行施力

垂直拉力

從上述文獻中發現以下兩點。

單位：kgf/cm² 空鼓比例 75% 50% 25% 0%

結構體不灑水及灑水的比值計算表

空鼓比例 75% 50% 25% 0%

結構體不灑水

剪力/拉拔比值 0.44 0.48 0.19 0.15 結構體灑水

剪力/拉拔比值 0.43 0.12 0.14 0.13 以上兩者差值 0.44-0.43=0.01 0.48-0.12=0.36 0.19-0.14=0.05 0.15-0.13=0.02 差值/結構體不灑

水剪力/拉拔比值 0.01/0.44=0.02 0.36/0.48=0.75 0.05/0.19=0.26 0.02/0.15=0.13 差值/結構體灑水

剪力/拉拔比值 0.01/0.43=0.02 0.36/0.12=3 0.05/0.14=0.36 0.02/0.15=0.15

試體工序流程如圖 1-11 所示。在進行打底層前，分為結構體灑水和不灑水工區；

黏著層鋪設時，設定不同比例的空鼓率，表 1-6 說明詳細實驗變因。

施工流程與變因 實驗變因 項目

變因 1 結構體灑水與否

變因 2 空鼓率 25%、30%、35%、40%、45%、

50%、55%、60%、65%、70%、75%

1.2.4 研究限制

本研究限制如下：

1.外牆磁磚經外力產生劣化導致剝落，磁磚本身的自重加上重力加速度危及公共安 全。「磁磚自重」不納入實驗強度計算。

打底層 防水層 黏著層 磁磚 填縫

「變因 2」空鼓率

「變因 1」結構體

2.剪力試驗使用鋼索接續墊片施加拉力使得磁磚破壞。平行施力過程所產生之「彎 矩」不納入論文討論範圍。圖 1-12 為研究限制拉力的示意圖。

研究限制拉力示意圖

第三節 研究架構

本研究架構分為五章，第一章為研究動機與目的、範圍與對象及架構。第二章為 文獻回顧及現場調查。回顧與外牆磁磚劣化及拉拔試驗相關文獻。現場調查包括外牆 磁磚隆起現況、現地施作拉拔試驗及工地調查。

第三章介紹實驗儀器與條件、施工方法並設計實驗計畫，進行拉拔及剪力試驗。

其實驗條件為黏著層空鼓比例與結構體灑水與否。第四章為拉拔及剪力試驗數據結果 分析並統整找出各工區強度臨界值，配合黏著層破壞比例分析觀看結果。綜合上述內 容提出結論與建議以及未來的研究方向。

磁磚重力

二丁掛磚(尺寸 50×230mm) 拉拔墊片

彎矩

研究架構圖 第一章

研究動機與目的

研究範圍與對象

研究架構與流程

文獻回顧 現場調查

施工方法與材料設定

材料

剪力試驗

結論與建議 工具

工地 現場調查

現場施作 拉拔試驗

外牆磁磚隆 起樣態觀測

實驗條件

黏著層空鼓比例 結構體(不)灑水 水灰比

實驗計畫

拉拔試驗 外牆磁磚

拉拔試驗 外牆磁磚

施工法

剪力破壞臨界點 拉拔破壞臨界點 破壞界面層分析

第二章

第三章

第四章

第五章

第二章 文獻回顧與現場調查 第一節 文獻回顧

透過文獻回顧了解國內外牆磁磚相關文獻及研究。節次為三節，第一節內容為外牆 磁磚劣化及拉拔試驗技術之文獻回顧，第二節為高雄市楠梓區隆起磁磚案例調查，第三 節為外牆磁磚隆起現場拉拔試驗數據統整。

國內近 10 年與外牆磁磚相關的碩博士論文共 40 篇；議題可分為以下五項，依序是 (1)磁磚檢測、(2)外牆磁磚劣化原因、(3)外牆磁磚劣化發生界面、(4)施工材料及(5) 施工 方法。其中以磁磚檢測 35%為最高比例，其次為外牆磁磚劣化原因佔 25%，而外牆磁磚 劣化發生界面及施工材料各佔 15%，施工方法佔 10%。五項議題中與此研究相關的議 題有三項：磁磚檢測、外牆磁磚劣化原因、外牆磁磚施工界面，後續針對三項進行敘述。

圖 2-1 是外牆磁磚文獻分類比例圖。

圖2-1 外牆磁磚文獻分類圖

40 篇論文當中提取 4 篇與本研究相關的論文。依照時間順序前後為 2010 年的「面 磚工程施工中影響混凝土與水泥砂漿黏著強度因子之研究」，使用拉拔試驗探討水泥砂 漿在不同齡期的強度變化。2014 年的「磁磚黏貼界面抗拉強度研究」，利用不同施工法 進行拉拔試驗探討磁磚界面層劣化原因與強度。上述兩篇論文當中，參考拉拔試驗方法 及步驟，避免試驗方式不對導致數據錯誤。2016 年的「高層建築外牆磁磚打底層與防水 層對黏著強度影響之研究」，以拉拔試驗探討結構體灑水與否及防水層施作與否影響到 黏著強度，同時測量界面層溫濕度比較關聯性，參考此篇論文的結構體灑水與否是否影 響界面層強度，也因工地調查發現結構體灑水說法不一，因此納入實驗變因之一。2018

35%

25%

15%

15%

10% 磁磚檢測

外牆磁磚劣化原因 外牆磁磚劣化發生界面 施工材料

施工方法

著層空鼓率對黏著強度影響，同時測量界面層溫溼度比較關聯性。上述既有文獻比較表 儀 Hygropin 混凝土溫濕 儀 Hygropin 混凝土溫濕

2.1.1 外牆磁磚劣化原因

隨著時間的增長，外牆磁磚的安全性、機能性及經濟性都有可能降低。（高蔡義，

2000）而外牆磁磚的損壞，可分為因地震等地非常時期發生的損壞及平常期間所發生的 損壞兩者，日常損壞多半於發生在施工後短期內，可能原因為施工不良及設計不良，還 有可能是因為材料及黏著層劣化所造成的破壞。(盧珽瑞，2010)

如下圖 2-2 為建築物外牆劣化問題發生的頻率的浴缸曲線，建築物完成初期，可能 因施工不良、設計問題與材料不恰當產生劣化，到了中期，上述問題可能有出現且被解 決後，問題發生頻率降低。末期則因許多問題被克服後，取而代之的就是日常維護不當 後產生的問題，這類問題大多為偶發的居多。(小笠原和博，2007)

建築物外牆附置物品為首當其衝抵抗惡劣環境，不論這些問題發生在哪一階段，須 盡快修護改善，以免問題日益嚴重。外牆磁磚劣化原因中可分為：

(1) 初期發生劣化的原因有人為施工、施工方法錯誤及材料配比不當。

(2) 後期發生劣化的原因為自然環境與維護不良所導致。

圖2-2 建築物外牆劣化及經過年數關係 (資料來源：小笠原和博，2007)

依磁磚劣化現象的種類分類五種，為白華、汙損、龜裂、隆起、剝落，而白華及汙 損僅造成建築不美觀並無立即危險，因此僅列出會造成為害之劣化。剝落與隆起現象均 表示外牆磁磚界面已發生脫黏現象。(厲娓娓，2017)隆起為剝離情況已相當嚴重，可由 肉眼確認磁磚已有成外突狀之變形現象；此情況占大宗，且具有掉落傷人之危險性。剝 落為外牆裝修材料已產生脫落、損壞的狀況。龜裂為磁磚產生裂痕，由目視可以確認磁 磚已存在損壞現象。剝落為磁磚黏著層與粉刷層或粉刷層與結構體的界面產生間隙，導 致材料分離，通常無法以目視確認此劣化之發生。(盧珽瑞，2010)

建築物外牆表皮因承受自然力的破壞（日照、酸雨、砂塵、鹽害、地震、颱風等），

造成外牆附置物與外牆面材的風化現象、混凝土強度降低、混凝土中性化、磁磚剝落、

磁磚吐黑、紅磚白華、壁癌等問題。外牆磁磚劣化可分為兩者，物理性劣化與時代性劣 化。物理性劣化意指結構體、構造物與設備歷經自然外力、磨損、振動與故障等因素造 成劣化。時代性劣化意指因技術革新、社會需求量增加因素造成建築物的價值降低。(江 立偉，2009)

圖2-3 外牆磁磚劣化因素

磁磚材料劣化位置可分為三種: 磁磚與張貼用之水泥砂漿之間、張貼用的水泥砂漿 與底材的水泥砂漿粉刷之間及底材的水泥砂漿粉刷與結構體之間，由此可知磁磚劣化不

磁磚材料劣化位置可分為三種: 磁磚與張貼用之水泥砂漿之間、張貼用的水泥砂漿 與底材的水泥砂漿粉刷之間及底材的水泥砂漿粉刷與結構體之間，由此可知磁磚劣化不