本章將就第五章所得到的混凝土耐久性試驗結果進行分析與 討論。藉由各種試驗結果的交叉分析，能對以後混凝土在進行氯離 子入滲深度與速率評估時，可以應用適當方法進行研究。
6-1 抗壓強度與耐久性之關係
抗壓強度由於試驗的方便與迅速，因此往往被認為評估混凝土 各種性質好壞的主要依據。但由於近幾年來混凝土科技的發展，大 量礦物摻料被使用於混凝土配比設計中以降低成本，並提昇混凝土 性質。因此以往被認為不具耐久性的低強度混凝土亦可經由組成材 料的改變使其達到一定的抗氯離子穿透特性。若比對抗壓強度與評 估混凝土抗氯離子穿透特性的關係性，則可藉由以外加電壓為機制 的 RCPT 與 ACMT 試驗結果來比較。圖 6-1 為不同水灰比改變時 抗壓強度與 RCPT 試驗結果的比較。圖 6-2 則比較 ACMT 試驗結 果。圖中可以發現在沒有礦物摻料添加的不同水灰比混凝土配比，
其抗壓強度與 RCPT 或 ACMT 的試驗結果均呈現良好的線性關 係。如以 RCPT 的總通過電荷來看，兩者線性關係曲線的複相關係 數 R2 高達 0.939，與 ACMT 的氯離子傳輸速率相比其 R2 也達 0.964。由於本研究在混凝土配比設計上僅考量不同水灰比改變時 的情形，如考量礦物摻料的添加，則由研究團隊過去的研究 [43]，
可以與圖 6-1 與 6-2 水灰比改變結果結合，則所有混凝土配比強度 和 RCPT 與 ACMT 試驗結果的關係可以如圖 6-3 與圖 6-4 所示。
圖 6-1 總通過電量與強度之間的關係（水灰比改變配比）
圖 6-2 氯離子傳輸速率與強度之間的關係（水灰比改變配比）
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) C35-C65
R2=0.939
0 2 4 6 8 10 12 14
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Compressive strength (MPa)
C30-C65
R2=0.964
圖 6-3 總通過電量與強度關係（與添加礦物摻料配比比較）
圖 6-4 氯離子傳輸速率與強度關係（與添加礦物摻料配比比較）
1 3 5 7 9 11 13 15
25 30 35 40 45 50 55 60 65 Compressive strength (MPa)
R2=0.402 0
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Compressive strength (MPa)
R2=0.524
由圖中可以發現兩個數據對強度的相關性均非常的低，因此壓 力強度的試驗結果並不能真正反應混凝土的抗氯離子穿透特性。原 因在於抗壓強度所反應的是試體內各種性質平均值。如試體內骨材 或水化生成物的力學行為，且連通與不連通孔隙結構均會對壓力強 度造成影響。而氯離子入侵混凝土的路徑必須藉由連通孔隙。
6-2 孔隙結構與耐久性之關係
本研究主要利用壓汞孔隙儀進行孔隙結構量測，相關試驗結果 如 6-2 節所示。由於試體因為儀器的受限僅能採用水泥砂漿的試 體。由於本研究的混凝土配比在粗細骨材用量設計上均為一致，因 此可考量骨材的影響，故若不考量礦物摻料使用時，本研究表 5-1 與圖 5-1 即為不同水灰比改變時抗壓強度的性質。若將其試驗結果 與壓汞孔隙儀量測的孔隙分佈結果（圖 5-4）來看，則總貫入量與 強度之間的關係如圖 6-5 所示。由圖中可以發現在沒有添加礦物摻 料的配比中，總貫入量與強度之間有良好的線性關係（R2=0.960）。 總貫入量代表混凝土試體內所有可以讓水銀進入的連通孔隙，因此 亦代表在此配比設計下連通孔隙數量與強度有良好的線性比例關 係。若考量各孔徑範圍貫入量與強度之關係，則圖 6-6、6-7、6-8、
6-9、6-10、6-11、6-12、6-13、6-14 分別代表由 3 nm、10 nm、20 nm、
30 nm、40 nm、50 nm、100 nm、150 nm、350 nm、500 nm 等孔徑 至 10000 nm 範圍內貫入量與強度之間的關係。
圖 6-5 總貫入量與強度之間的關係（水灰比改變配比）
圖 6-6 貫入量與強度之間的關係（3-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 3-10000 nm
R2 =0. 960 0.04
0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) R2 =0. 960
圖 6-7 貫入量與強度之間的關係（10-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-8 貫入量與強度之間的關係（20-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 10-10000 nm
R2=0. 964
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 20-10000 nm
R2=0. 962
圖 6-9 貫入量與強度之間的關係（30-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-10 貫入量與強度之間的關係（40-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 30-10000 nm
R2=0. 956
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 40-10000 nm
R2=0. 951
圖 6-11 貫入量與強度之間的關係（50-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-12 貫入量與強度之間的關係（100-10000 nm 孔徑範圍）
0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 50-10000 nm
R2=0. 928
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 100-10000 nm
R2=0. 905
圖 6-13 貫入量與強度之間的關係（150-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-14 貫入量與強度之間的關係（250-10000 nm 孔徑範圍）
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 150-10000 nm
R2=0. 590
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 250-10000 nm
R2 =0. 025
圖 6-15 貫入量與強度之間的關係（3-150 nm 孔徑範圍）
由圖 6-6 至圖 6-14 可以發現，當孔徑最小範圍設定在 100 nm 以內時，則在 10000 nm 範圍內的貫入量與強度之間的關係均會呈 現良好的線性關係，即其複迴歸相關係數 R2大於 0.9，而 150 nm 以後的孔隙，其其複迴歸相關係數 R2以小到 0.6 以下，表示其貫 入量與強度之間以較無任何的關係。因此將 3-150 nm 範圍內的貫 入量與強度之間關係繪製成關係圖，如圖 6-15 所示。可以發現此 範圍內貫入量與強度之間的關係亦會如同總貫入量與抗壓強度的 關係具有良好的線性關係。
若將孔隙結構與外加電壓機制的 RCPT 和 ACMT 試驗結果相 比較，則圖 6-16 為改變不同水灰比配比，總貫入量與 RCPT 總通 過電荷量之關係圖。
0.04 0.045 0.05 0.055 0.06 0.065 0.07 0.075 0.08 0.085 0.09
20 25 30 35 40 45 50 55
Compressive strength (MPa) 3-150 nm
R2 =0. 945
圖 6-16 總貫入量與 RCPT 總通過電荷量之關係圖
由圖中可以發現總貫入量與 RCPT 總通過電荷量之間有著良 好的線性關係。由於 RCPT 以量測試驗期間通過試體間的電流值，
再轉換成電量，用以評估混凝土抗氯離子穿透特性。而進行試驗前 試體均需利用真空處理使整個試體呈現飽和狀態。因此內部連通孔 隙均屬於被水完全飽和的狀態，所以試驗期間所量測的電流均屬於 孔隙水內離子游離變化所影響，若孔隙水內由漿體水化生成物釋出 的濃度若遠低於由陽極槽進入試體內的氯離子，則所反應的電流便 是氯離子游離於連通孔隙水中所造成的電流。因此若未添加任何礦 物摻料時，RCPT 總通過電荷量亦可反應試體的連通孔隙。若考量 各孔徑範圍貫入量與總通過電荷量之關係，則如圖 6-17 至圖 6-22 所示。
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
Total charge passed (coulomb) R2=0. 917
圖 6-17 貫入量與總通過電荷量之關係圖（3-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-18 貫入量與總通過電荷量之關係圖（10-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
Total charge passed (coulomb) 3-10000 nm
R2=0. 920
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
Total charge passed (coulomb) 10-10000 nm
R2=0. 929
圖 6-19 貫入量與總通過電荷量之關係圖（20-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-20 貫入量與總通過電荷量之關係圖（30-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
Total charge passed (coulomb) 20-10000 nm
R2=0. 930
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
Total charge passed (coulomb) 30-10000 nm
R2=0. 920
圖 6-21 貫入量與總通過電荷量之關係圖（40-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-22 貫入量與總通過電荷量之關係圖（50-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.045 0.05 0.055 0.06 0.065 0.07 0.075 0.08
Total charge passed (coulomb) 40-10000 nm
R2=0. 895
0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055 0.06 0.065 0.07
Total charge passed (coulomb) 50-10000 nm
R2=0. 779
圖 6-17 至圖 6-22 分別代表由 3 nm、10 nm、20 nm、30 nm、
40 nm、50 nm 等孔徑至 10000 nm 範圍內貫入量與總通過電荷量之 間的關係。若將其貫入量與總通過電荷量進行線性迴歸，則可得到 各複相關係數 R2分別為 0.929、0.930、0.920、0.895、與 0.779，
會隨著孔徑尺寸範圍的增加而下降，表示兩者的相關性越差。
若將總貫入量與 ACMT 氯離子傳輸速率相比較，則如圖 6-23 所示。由圖中可以發現，總貫入量與 ACMT 氯離子傳輸速率和 RCPT 試驗結果相同均具有良好的線性關係。其 R2為 0.951，更較 RCPT 試驗結果的 0.917 尤佳。圖 6-24 至圖 6-29 為各孔徑範圍貫 入量與氯離子傳輸速率之關係。
圖 6-23 總貫入量與 ACMT 氯離子傳輸速率之關係圖
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
0 2 4 6 8 10 12 14
R2=0. 951
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour)
圖 6-24 貫入量與氯離子傳輸速率之關係圖（3-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-25 貫入量與氯離子傳輸速率關係圖（10-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
0 2 4 6 8 10 12 14
3-10000 nm
R2=0. 951
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour)
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
0 2 4 6 8 10 12 14
10-10000 nm
R2=0. 957
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour)
圖 6-26 貫入量與氯離子傳輸速率關係圖（20-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-27 貫入量與氯離子傳輸速率關係圖（30-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
0 2 4 6 8 10 12 14
20-10000 nm
R2=0. 955
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour)
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
0 2 4 6 8 10 12 14
30-10000 nm
R2=0. 944
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour)
圖 6-28 貫入量與氯離子傳輸速率關係圖（40-10000 nm 孔徑範圍）
圖 6-29 貫入量與氯離子傳輸速率關係圖（50-10000 nm 孔徑範圍）
0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.11
0 2 4 6 8 10 12 14
40-10000 nm
R2=0. 933
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour)
0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08
0 2 4 6 8 10 12 14
50-10000 nm
R2=0. 916
Chloride ion migration rate (10-4 mole/L/hour)
圖 6-24 至圖 6-29 分別代表由 3 nm、10 nm、20 nm、30 nm、
40 nm、50 nm 等孔徑至 10000 nm 範圍內貫入量與氯離子傳輸速率 之間的關係。若將其貫入量與氯離子傳輸速率進行線性迴歸，則可 得到各複相關係數 R2分別為 0.957、0.955、0.944、0.933 與 0.916。
在 50 –10000 nm 範圍時，貫入量與氯離子傳輸速率仍具良好相關 性。此與 RCPT 有顯著不同。若比較 100-10000 nm 和 150-10000 nm 這兩個範圍，則如圖 6-30 與 6-21 所示。圖中發現 100-10000 nm 其 R2為 0.957，表示具良好相關性，但在 150-10000 nm 時，R2便下 降至 0.676，表示此部份孔徑範圍，貫入量與氯離子傳輸速率較不 具相關性。若由各範圍孔徑分佈來看，水灰比改變的砂漿配比，其 連通孔隙大多分部在 3 至 150 nm 之間，約佔 80﹪以上，因此當孔 徑尺寸範圍越大時，其相關性就越差。
圖 6-30 貫入量與氯離子傳輸速率關係圖（100-10000 nm 孔徑範圍）
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
0 2 4 6 8 10 12 14
100-10000 nm
R2 =0. 957
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour)
圖 6-31 貫入量與氯離子傳輸速率關係圖（150-10000 nm 孔徑範圍）
6-3 總通過電荷量與 ACMT 試驗結果之關係
RCPT 與 ACMT 兩種試驗方法均是採用外加電壓機制，使得 混凝土試體與其所接觸的溶液形成電解電池，藉由氧化還原反應造 成離子移動產生電流。兩者在混凝土抗氯離子穿透特性評估上主要 的差異在於 RCPT 以系統所產生的電量換算成總通過電量進行評 估，而 ACMT 則以通過試體的氯離子累積量換算成氯離子傳輸速 率進行評估。若比較兩者之關係，則可以由圖 6-32 可以發現總通 過電量與氯離子傳輸速率具有良好的線性關係（R2=0.978）。
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03
0 2 4 6 8 10 12 14
150-10000 nm
R2 =0. 676
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour)
圖 6-32 總通過電量與傳輸速率之關係圖（改變水灰比配比）
6-4 擴散係數與強度和孔隙結構之關係
若將鹽霧複合耐後試驗所得之氯離子擴散係數與壓力強度之 關係相互比較，則圖 6-33 為以水灰比變數配比之關係圖。由圖中 可以發現，若不考量礦物摻料添加時，則在以水灰比為變數的配比 中，抗壓強度可以與氯離子擴散係數呈現良好的線性關係（R2 為 0.912）。由圖 5-1 與圖 5-17 可以發現，兩個試驗結果均與水灰比呈 現良好線性關係，由此亦可說明兩者會有一定之線性關係。
0.0 2000.0 4000.0 6000.0 8000.0 10000.0 12000.0 14000.0
0 2 4 6 8 10 12 14
Chloride ion migration rate (10-4mole/L/hour) R2=0. 978
圖 6-33 氯離子擴散係數與抗壓強度關係圖（C30~C65）
與孔隙結構相比較時，圖 6-34 為壓汞孔隙量測儀所獲得的水 銀總貫入量與氯離子擴散係數之間的關係。圖中可以發現兩者略呈 線性關係（R2為 0.893），圖 6-35 至圖 6-42 分別代表由 3 nm、10 nm、
20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、100 nm、與 150 nm 等孔徑至 10000 nm 範圍內貫入量與總通過電荷量之間的關係。若將其貫入量與總 通過電荷量進行線性迴歸，則可得到各複相關係數 R2 分別為
20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、100 nm、與 150 nm 等孔徑至 10000 nm 範圍內貫入量與總通過電荷量之間的關係。若將其貫入量與總 通過電荷量進行線性迴歸，則可得到各複相關係數 R2 分別為