第四章 試驗結果與分析
第二節 腐蝕速率量測技術
ㄧ 、 混 凝 土 內 單 層 鋼 筋 之 腐 蝕 速 率
本研究之腐蝕速率是由脈衝法量測鋼筋之腐蝕電流密度，再由法拉第定律計算腐 蝕速率，腐蝕電流與腐蝕速率之關聯性為1μA/cm2 :11.6μm/year =0.46mpy，所使用之 儀器為GPM-5000，腐蝕電流、腐蝕速率與所對應之腐蝕程度見表 3-13 所示。
(a) 未添加 NaCl 試體之腐蝕速率
表4-17、表 4-18 為未添加 NaCl 試體之腐蝕速率，實驗結果對照表 3-13 之後顯示 所有試體的腐蝕狀況都屬於可忽略或低度腐蝕的情形，推測是因為不論鋼筋是否有經 過預腐蝕，當置於不含 NaCl 的混凝土內，鋼材的表面仍會因為混凝土孔隙水高鹼性 存在的關係，而生成鈍態保護膜，因此腐蝕速率不高。其中，A6F 試體腐蝕速率比 A6N 略高，這表示鋼筋如果已經事先有生銹時，其腐蝕速率雖因為有鈍態保護膜存在而不 會很高，但是腐蝕速率仍然會高於沒有生銹的裸筋。
從圖 4-12、圖 4-13 可看出試體內的含水狀態對使用脈衝法量測腐蝕速率有所影 響。SSD 狀態試體含水量最高，所以測出的腐蝕速率通常都是最高的，環境溼度 80%
試體所量測出的腐蝕速率則比SSD 狀態低。而環境溼度 40%試體腐蝕速率為最低，不 過因為GMP 儀器設定上以 90 秒時的電位當作腐蝕電位，再依此計算腐蝕電流，由上 小節可知當含水量過低時，儀器要量測到穩定的腐蝕電位需要時間較久，如此一來，
GMP 儀器所估算之腐蝕電流在含水量過低時，會因為腐蝕電位的不確定性而造成誤 差。也就是說，當含水量過低時，以 GMP 所估測的腐蝕電流不具代表意義。以本實 驗而言，溼度為40%時，其腐蝕電流值並不穩定；而相對溼度 80%以及 SSD 狀態下所 量得之數據則為可信的。
另外，由表4-17、4-18 中可以發現，水灰比越大，則腐蝕速率較高；保護層厚度 越大，則腐蝕速率越低。
既有RC 結構物鋼筋腐蝕量測技術及評估準則之研究
(b) 添加 NaCl 試體之腐蝕速率
添加NaCl 試體 A4N、A4F、A6N、A6F，因為 A4N、A6N 試體內鋼筋表面有塗 環氧樹酯保護鋼筋不受到氯離子的侵害，所以量測鋼筋腐蝕速率時，會比沒有受到環 氧樹酯保護的裸筋試體A4F 及 A6F 低許多，如圖 4-14、圖 4-15 所示。
試體A4N、A4F、A6N、A6F 在 SSD 狀態的腐蝕速率比環境溼度 80%狀態的試體 高。而環境溼度為80%狀態的試體之腐蝕速率，又比環境溼度 40%狀態的試體之腐蝕 速率要高。不過如前所述，基本上環境溼度40%狀態，因量測電位並不穩定，故所得 到的腐蝕電流值，並不具意義。其他有關保護層厚度以及水灰比的影響大致如前所述。
脈衝法量測局部腐蝕試體時，其結果見圖4-16、4-17、表 4-19、4-20 所示。由結 果可明確的量測出鋼筋受氯離子侵入之腐蝕端的腐蝕速率高，而在同一根鋼筋的另一 端，當鋼筋受到環氧樹酯保護時，則不受氯離子影響，所以量測的腐蝕速率仍舊是相 當低。這表示本技術確實可以量測到探頭以下的腐蝕狀況。相對溼度、水灰比以及保 護層厚度的影響大致與前述相同。
二 、 混 凝 土 內 雙 層 鋼 筋 之 腐 蝕 速 率
本試驗之目的，在於透過量測方向不同，使探頭之下含雙層鋼筋及單層鋼筋，然 後檢視本技術是否可以區別探頭以下若含有多層鋼筋時各層鋼筋的腐蝕狀況。試體全 部以面乾內飽和狀態量測及試體28 天試體之變化。
雙層鋼筋與單層鋼筋的腐蝕速率如表 4-21、表 4-22 所示。從表中的數據可以發 現，只要探頭以下含有至少一根鋼筋腐蝕，則其所測得的腐蝕速率均較高。只有在探 頭以下所涵蓋之鋼筋並未腐蝕(B1C1)，才會得到極低的腐蝕速率值。這意味著本技術 所量測出來的腐蝕速率若有腐蝕，代表探頭以下所涵蓋之鋼材必定至少有其中之一發 生腐蝕。 也就是說，以此評斷雙層或更多層鋼筋之腐蝕狀況，是偏保守的估計，故可 以接受。
第四章 試驗結果與分析
表4-17 未添加 NaCl 單筋試體之腐蝕速率(mpy)
40% 80% SSD
A6N2.5 0.19 0.24 0.29
A6F2.5 0.63 1.18 1.20
A6N5 0.10 0.19 0.25 A6F5 0.50 0.88 1.04
表4-18 未添加 NaCl 局部腐蝕試體之腐蝕速率(mpy)
40% 80% SSD%
腐蝕邊 未(N) 腐(Y) 未(N) 腐(Y) 未(N) 腐(Y)
A6H2.5 0.21 0.71 0.43 0.79 0.67 1.14 A6H5 0.17 0.48 0.23 0.62 0.57 1.05
濕 度 試 體
濕 試 度
體
(資料來源：本研究製作)
(資料來源：本研究製作)
既有RC 結構物鋼筋腐蝕量測技術及評估準則之研究
表4-19 添加 NaCl 單筋試體之腐蝕速率(mpy)
40% 80% SSD A4N2.5 0.16 0.38 0.40
A4F2.5 6.57 7.48 8.00 A4N5 0.16 0.40 0.90 A4F5 4.15 6.35 7.84 A6N2.5 0.20 0.44 1.05 A6F2.5 3.62 7.20 7.94 A6N5 0.20 0.34 0.83 A6F5 2.58 3.31 7.89
表4-20 添加 NaCl 局部腐蝕試體之腐蝕速率(mpy)
40% 80% SSD
腐蝕邊 未 腐 未 腐 未 腐
A4H2.5 0.14 2.96 0.17 3.49 0.45 5.52 A4H5 0.10 1.60 0.14 1.81 0.25 4.60 A6H2.5 0.22 2.75 0.29 6.75 0.47 9.63
A6H5 0.16 2.63 0.26 6.63 0.40 7.33
濕 試 度
體
濕 度 試 體
(資料來源：本研究製作)
第四章 試驗結果與分析
表4-21 雙層鋼筋腐蝕速率(1 根鋼筋未腐蝕 1 根腐蝕)(mpy)
試體編號 B2CN B2CF B1CN B1CF
1 天 3.24 3.14 0.10 3.31
7 天 3.72 3.18 0.10 3.69
14 天 4.55 4.17 0.11 5.20 28 天 5.81 5.12 0.12 5.96
表4-22 雙層鋼筋腐蝕速率(2 根鋼筋腐蝕)(mpy)
試體編號 B2D1 B2D2 B1D1 B1D2
1 天 3.80 1.85 3.49 1.05
7 天 4.28 3.39 3.91 3.34
14 天 6.23 6.17 5.05 5.09 28 天 6.90 6.23 5.30 5.39 (資料來源：本研究製作)
(資料來源：本研究製作)
既有RC 結構物鋼筋腐蝕量測技術及評估準則之研究
Corrosion rate (mpy)
0.19
0.24 0.29
0.63
Corrosion rate (mpy)
0.21
0.43 0.71 0.67
0.79
第四章 試驗結果與分析
Corrosion rate (mpy)
0.16 0.38 0.4
Corrosion rate (mpy)
0.2 0.44
既有RC 結構物鋼筋腐蝕量測技術及評估準則之研究
Corrosion rate(mpy)
0.14 0.17
0.45
Corrosion rate(mpy)
0.22 0.29 0.47
2.75
第四章 試驗結果與分析
0 7 14 21 28
Time (day)
0 2 4 6 8 10
Corrosion rate(mpy)
B2CN B2CF B1CN B1CF
圖4-21 雙層鋼筋之腐蝕速率(1 根鋼筋未腐蝕 1 根腐蝕)
0 7 14 21 28
Time (day)
0 4 8 12
Corrosion rate(mpy)
B2D1 B2D2 B1D1 B1D2
圖4-22 雙層鋼筋之腐蝕速率(2 根鋼筋腐蝕) (資料來源：本研究製作)
(資料來源：本研究製作)
既有RC 結構物鋼筋腐蝕量測技術及評估準則之研究