第四章 鋼筋混凝土建築物耐久性能診斷方法研擬
第四節 耐久性能詳細診斷
詳細診斷是根據初步診斷之結果來判定是否需要實施。一般而言，
經由概要調查及初步診斷結果即可大致了解建築物之劣化狀況，但若 資訊不夠充分而無法判定或判定為耐久性不佳等則需進行詳細診 斷。
初步診斷以目視調查為主，因而其最大特點為快速且簡單上手，
但僅能以外觀來研判各構件之劣化程度，而無法了解表面劣化嚴重構 件之內部之劣化情形及引致之關鍵因子。因此，須藉由儀器進行詳細 材料試驗診斷，以判定嚴重程度是否如初步診斷調查之結果，並利用 診斷結果及權重分析，而得一較為客觀之耐久性能評定值，以進一步 決定建築物是否進行補修或補強建議。
壹、詳細診斷方法說明
依葉為忠等(2012)建議，將詳細診斷因子分為鋼筋腐蝕現況及混 凝土現況兩部分，結合初步診斷結果中之構件劣化、環境影響因子，
以使詳細診斷之結果能更確切反映建築物真實之劣化程度。
根據文獻鋼筋腐蝕現況須檢測項目為腐蝕電流、中性化深度檢測、
氯離子檢測及腐蝕電位，但與相關學者與專家討論了解後，發現腐蝕 電流之量測並不容易，往往因技術層面或環境條件問題，量測的結果 幾乎無法反映真實結果。另外，混凝土現況之評定項目中需進行混凝 土表面損傷之目視調查，由於本研究所建議之初步診斷中即包含建築 物各構件之劣化狀況目視調查，因此將初步診斷之結果直接融入詳細 診斷標準評定值，再將整個詳細診斷之權重值重新加以分配，如圖 4-28所示。
詳細診斷與初步診斷最大不同在於診斷結果不再只是劣化程度，
而是將劣化程度賦予評定標準值，分別為1、2、3、4、5，除目視調
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1. 鋼筋腐蝕現況 (1) 腐蝕電位檢測與評定
A. 檢測目的鋼筋腐蝕狀況檢測範圍，應為主要承重構件或承重構件主要受力 部位，或根據一般檢測結果而有跡象表示鋼筋可能腐蝕之部位。本法 主要用於評定混凝土中鋼筋之腐蝕發生與否。
B. 檢測方法
此方法主要利用鋼筋腐蝕而引致之電位變化來測定鋼筋是否發 生腐蝕之一種方法。藉由通過測定鋼筋/混凝土半電池電極與在混凝 土表面之銅和硫酸銅參考電極間之電位差大小，評定混凝土中鋼筋之 腐蝕活化程度。
C. 評定標準
在對已處理過的數據(溫度修正)進行判讀前，必須先將數據加以 負號，並繪製等電位圖，再進行判讀。按表4-25以判斷混凝土中的鋼 筋發生腐蝕機率及評定標準值。
表 4- 25 鋼筋鏽蝕電位評定標準
評定標準值 電位值(mV) 鋼筋狀態
1 0 ～ -200 無腐蝕可能或腐蝕可能性不確定 2 -200 ～ -300 具腐蝕可能性，但腐蝕狀態不確定 3 -300 ～ -400 腐蝕可能性較大，發生腐蝕機率>90%
4 -400 ～ -500 腐蝕可能性大，且為嚴重腐蝕
5 < -500 構件存在腐蝕開裂區域
備註 (1)表中電位值為採用銅-硫酸銅電擊時的測量值
(2)混凝土濕度對量測值有明顯影響，量測時構件應為自然狀態。
(資料來源：葉為忠等，2012)
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(2) 混凝土中性化深度檢測與評定
A. 檢測目的a. 混凝土材料暴露於空氣中，若環境中含有弱酸性的二氧化碳並經 由混凝土的孔隙溶解在水中，可能會使原本呈鹼性(pH值為12~13) 之混凝土材料，因碳化反應使pH值降至8.5～10(趨向中性)，此即 為混凝土中性化。
b. 中性化是由混凝土表面逐漸往內部發展，讓混凝土失去原本保護 鋼筋發生腐蝕之能力，因而鋼筋在低鹼狀態下發生腐蝕，並且使 混凝土產生裂縫。
B. 檢測方法
a. 可配合鋼筋腐蝕電位之測試結果，於可能發生鋼筋腐蝕區域進行 現場混凝土鑽心試驗及中性化深度量測。
b. 中性化檢測須於混凝土斷面噴灑酸鹼指示劑，利用酸鹼指示劑顏 色變化判斷該混凝土中性化深度。
c. 評定標準
中性化深度影響評定為：中性化深度結果與該構件鋼筋保護層厚 度之比值，且依各取樣試體比值及平均比值決定本項次之評定標準值，
如表4-26所示。
表 4- 26 混凝土中性化深度評定標準
(資料來源：葉為忠等，2012)
評定標準值 1 2 3 4 5
中性化深度 保護層厚度
<1*1 <1 =1 >1 >1*2
備註 1.評定標準值 1 : 構件各個實測比值全部均小於 1。
2.評定標準值 5 : 構件各個實測比值全部均大於 1。
3.評定標準值為 2.3.4 : 全部構件比值的平均值<1、=1、>1。
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(3) 氯離子含量檢測與評定
A. 檢測目的為了量測鋼筋混凝土建築物中是否含有氯離子，氯離子之存在會 加速腐蝕鋼筋，並造成混凝土保護層剝落，嚴重者會損害房屋結構 體。
B. 檢測方法
本試驗依據AASHTO T260-97量測氯離子濃度，其試驗步驟如 下：
a. 將取樣的試體磨成粉末後，取通過No.50篩之粉末做為試驗樣本，
並放置烘箱烘乾一天。
b. 烘乾試驗樣本取3 g粉末加入60 ~ 70 ml去離子水中加熱至沸騰後，
密封放置於無鹽害之環境中24小時。
c. 以雙層濾紙(Whatman No.41在上、No.40在下)過濾試驗樣本溶液，
將過濾後所得之待測液加入1 ~ 2滴甲基橙指示劑，使其溶液顏色 呈橙黃色。
d. 於待測液中加入濃硝酸使其酸化，酸化完成之水溶液顏色將呈現 粉紅色。
e. 將待測液以去離子水補足至150 ml後，即可利用電位差滴定法進 行量測。
本研究使用電位差自動滴定儀量測氯離子濃度，利用滴定過程中 電位之改變，繪出滴定反應圖，自動找出滴定終點，並計算出溶液之 濃度。
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C. 評定標準
本項次之評定標準可參考表 4-27 所示：
表 4- 27 氯離子含量評定標準
評定標準值 1 2 3 4 5
氯離子含量
（kg/m3） <0.45 0.45～1.2 1.2～2.1 2.1～3.0 >3.0
鋼筋鏽蝕之可能性 很小 不確定 有可能誘發
鋼筋鏽蝕
會誘發鋼筋
鏽蝕 鋼筋鏽蝕活化 (資料來源：葉為忠等，2012)
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2. 混凝土現況 (1) 電阻率檢測與評定
A. 檢測目的混凝土電阻率影響其導電性。電阻率越大，鋼筋腐蝕進行速度較 慢，劣化因子之擴散能力也較弱。因此，對於混凝土內部鋼筋狀況進 行評定時，混凝土電阻率為一項重要項目。
B. 檢測方法
利用鋼筋腐蝕電位測試結果選擇鋼筋可能腐蝕活化區域，以進行 混凝土電阻率測量。混凝土電阻率測量可採用四極式電阻法測定，即 在混凝土表面設置等間距接觸四支電極，兩外側為電流電極，兩內側 為電壓電極，通過檢測兩電壓電極間之混凝土阻抗得知混凝土電阻率 ρ，如式(4-5)：
=2 dV I
(4-5)式中，V：電壓電極間所測的電流；I：電流電極所通過電流；D：電 流間距。
C. 評定標準
本項次之評定標準如表 4-28 所示：
表 4- 28 混凝土電阻率評定標準
評定標準值 電阻率(Ω•cm) 鋼筋可能腐蝕速度
1 >20000 很慢
2 15000~20000 慢
3 10000~15000 一般
4 5000~10000 快
5 <5000 很快
(資料來源：葉為忠等，2012)
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(2) 抗壓強度檢測與評定-鑽心取樣法
A. 檢測目的此試驗屬於破壞性檢測，主要目的在決定建築物部份區域之混凝 土抗壓強度，為得其強度須將此區域所採樣試體進行加壓，以獲取其 破壞時之強度。本研究參考文獻建議採用混凝土鑽心取樣法，並針對 版及梁進行試驗。
B. 檢測方法
a. 使用儀器鑽取欲檢測部位的混凝土試體，再送回試驗室內經抗壓 試驗求混凝土抗壓強度。
b. 而鑽心試體進行抗壓試驗時應依以下之步驟進行：
○1 兩端平整處理(End Preparation)
抗壓試驗用的圓柱體，其兩端需平滑，整個試體之直徑應相同，
試體兩端平面上的突出物不得高出5mm，其直徑與試體之平均直 徑相差不得大於3 mm，超出上述三種情形時，需鋸切或鑿琢使 合於上述規定。
○2 潮濕狀況
試體未進行抗壓試驗 40～48 小時前，需全部浸入保持室溫之飽 和石灰水中，試體自水中取出後需即行試驗，自水中取出至試驗 前之一段時間內，試驗需在試體潮濕狀況下進行。
○3 蓋平
抗壓試驗之試體，兩端需平整以符合 CNS1230混凝土抗壓及抗 彎在試驗室澆置及養濕法之要求。
○4 度量
試驗前應先量蓋平後之試體長度，準確至 1 mm。其平均直徑取 試體長之中央，量二個成直角之直徑再平均得之，亦需準確至1
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C. 評定標準
本項次之評定標準可參考表 4-31 所示：
表 4- 31 鋼筋保護層厚度之評定標準
評定標準值 Dne/Dnd 對混凝土耐久性之影響
1 >0.95 影響不顯著
2 0.85~0.95 有輕度影響
3 0.70~0.85 有影響
4 0.55~0.70 有較大影響
5 <0.55 鋼筋易失去鹼性保護，發生鏽蝕
備註 Dne為混凝土厚度實測值；Dnd為混凝土厚度設計值 (資料來源：葉為忠等，2012)
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3. 混凝土表面損傷評定值
本文第三節之耐久性能初步診斷法部分，將構件劣化分別為健全、
輕度、中度、重度、嚴重損壞成五個等級，並分別對應到詳細診斷之 五個評定標準值1、2、3、4、5，如圖4-29所示，可依各樓層結果分 別評定。
構件劣化等級 表面損傷評定值
健全 1
輕度 2
中度 3
重度 4
嚴重損壞 5
圖4- 29 表面損傷係數對照表
4. 環境影響係數
葉為忠等(2012)建議之環境影響係數評定內容，因其描述較不符 合臺灣環境，因此本研究採用耐久性能初步診斷中環境影響潛勢結果 以決定本項次之影響係數，如圖 4-30 所示。
環境影響潛勢 環境影響係數
低劣化潛勢 1.0
中劣化潛勢 1.1
高劣化潛勢 1.2
圖4- 30 環境影響係數對照表 初步診斷-各樓層構件劣化
初步診斷-環境影響因子潛勢
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貳、詳細診斷權重因子說明
建研所執行之建築物耐久性指標與殘餘壽命預測方法一研究案 中，利用層級分析法和專家問卷調查設計了一套針對鋼筋混凝土建築 物之耐久性指標權重值。本研究參考其耐久性指標權重值建議以進行 詳細診斷之耐久性能評定。依前文提及，本研究將文獻建議詳細診斷 進行修改，因而權重值也須做重新調配，其中將鋼筋腐蝕現況中腐蝕 電流之權重值加至腐蝕電位之權重值，由原本的 0.210 更改為 0.503；
建研所執行之建築物耐久性指標與殘餘壽命預測方法一研究案 中，利用層級分析法和專家問卷調查設計了一套針對鋼筋混凝土建築 物之耐久性指標權重值。本研究參考其耐久性指標權重值建議以進行 詳細診斷之耐久性能評定。依前文提及，本研究將文獻建議詳細診斷 進行修改，因而權重值也須做重新調配，其中將鋼筋腐蝕現況中腐蝕 電流之權重值加至腐蝕電位之權重值，由原本的 0.210 更改為 0.503；