第二章 文獻回顧
第一節 腐蝕梁耐震性能試驗
應的應變，可取 0.002。圖 2-1(a)顯示軟化受壓曲線（softened 曲線）與混凝土原始受
含腐蝕橫向鋼筋的梁構件
2-2
(a) (b) 圖2-1 混凝土受壓軟化模型：(a)受壓應力應變曲線；(b)混凝土主應力元素
因腐蝕導致垂直受壓方向的拉應力可由下式估計(Molina 等 1993；Coronelli and Gambarova 2004)
0
/ 0r bf b b
(2-4)
其中b =鋼筋未腐蝕構材寬度；0
b
f =鋼筋腐蝕後構材寬度0
f bars cr
b b n w
(2-5)貳、裂縫與鋼筋腐蝕之循環關係
鋼筋混凝土腐蝕製一定程度後就會生成一層鬆動且易剝落的氧化物(Fe(OH)3)且 氧化物的體積會膨脹至原體積的2 至 6 倍。如圖 2-2(a)所示。當筋腐蝕生產物累積而 生成膨脹應力，使鋼筋周圍的混凝土受到拉張應力而產生張力裂縫，進而可知鋼筋與 混凝土間的握裹力損失，且混凝土之抗拉強度很低，混凝土便會開始破裂，如圖 2-3 所示。一開始出現細微的裂縫，則混凝土的強度就減低了，出現裂縫代表鋼筋更容易 接觸到外在有害離子，進而加速鋼筋的腐蝕效果，當腐蝕生產物繼續在鋼筋四周累積 時，混凝土之裂縫寬度也隨之增大，如圖2-2(b)顯示 RC 結構物之裂縫-鋼筋腐蝕-裂縫 循環關係。
式(2-1) 式(2-2)
第二章 文獻回顧
鋼筋混凝土結構物澆置後因為浮水、水份蒸發與溫度變化等，可能使混凝土澆置 後就出現細微的裂縫，若再受物理性或化學性的侵害，即會發生鋼筋腐蝕與混凝土開 裂的循環。當鋼筋混凝土結構物已有裂縫產生時，即使是低水灰比混凝土或增加保護 層設計厚度，皆會因裂縫的產生而降低耐久性，唯有早期且適當地在裂縫處進行修補，
避免有害物質快速輸入，進而降低混凝土的中性化速度，延遲鋼筋腐蝕的發生以達到 鋼筋混凝土結構物初始設計年限之要求。
(a) (b) 圖2-2 (a)鋼筋與腐蝕生成物的體積比(Mehta 等 1993)；(b) RC 結構物之裂縫-鋼筋腐蝕
-裂縫循環示意圖(徐勤威 2007)
含腐蝕橫向鋼筋的梁構件
Corrosion (day) 0
weight loss (%)
Long. rebar Hoop
0 25 50 75 100 125 150
Corrosion (day) 0
Long. rebar Hoop
第二章 文獻回顧
未腐蝕梁 腐蝕程度：ΔA =5%；l ΔA =7%t
腐蝕程度：ΔA =6%；l ΔA =13%t 腐蝕程度：ΔA =9%；l ΔA =20%t
腐蝕程度：ΔA =12%；l ΔA =48%t 左側梁橫向鋼筋斷裂處放大
圖2-5 試體在 4%位移比裂縫發展與混凝土破壞狀態(何明錦 等 2009)。註：ΔA =縱向l 主筋最大斷面減少率；ΔA =橫向鋼筋最大斷面減少率 t
肆、通電腐蝕方法與腐蝕量預測
何明錦等(2009)腐蝕梁試驗研究採用外加電流強迫腐蝕，加速腐蝕方法為於梁塑 鉸區兩側使用木板組裝一個水槽，水槽斷面尺寸為30 cm
15 cm，長為 50 cm，水槽內 添加5%的氯離子於水中與放置一個長 49 cm 和寬 30 cm 的銅板且距離梁表面 2 cm，韌性撓曲破壞
脆性剪力破壞
承載力下降 23% 橫向鋼筋斷裂
韌性撓曲破壞 承載力上升 2%
韌性撓曲破壞 承載力下降 4%
韌性撓曲破壞 承載力下降 5%
含腐蝕橫向鋼筋的梁構件
第二章 文獻回顧
伍、鋼筋腐蝕後性能衰減
由Lee 與 Cho(2009)可知，腐蝕會造成鋼筋孔蝕，會弱化鋼筋的強度、變形量以及 勁度，表2-1 顯示 Lee 與 Cho(2009)所建議之腐蝕鋼筋機械性能之預估模型，所有模型 皆利用重量損失率w(%)作為衡量腐蝕程度之指標。
表2-1 鋼筋重量百分比對應的鋼筋性能方程式
機械性質 腐蝕型態 鋼筋機械性質與腐蝕程度之關係
降服應力 均勻腐蝕
cy (1 1.24(w/100))
sy 孔蝕
cy (1 1.98(w/100))
sy 極限應力 均勻腐蝕 ct (1 1.07(w/ 100))st孔蝕 ct (1 1.57(w/ 100))st
彈性模數 均勻腐蝕 Ecs (1 0.75(w/ 100))Ess
孔蝕 Ecs (1 1.15(w/ 100))Ess
伸長率 均勻腐蝕 cs (1 1.95(w/ 100))ss
孔蝕 cs (1 2.59(w/ 100))ss
w=腐蝕重量損失率(%)
何明錦等(2009)之腐蝕梁研究顯示，下式能準確地描述縱向鋼筋腐蝕程度與梁殘 餘撓曲強度之關係。
max 0
0.8596( / ) 0.9707
RLCCOR p r (2-8)
其中RLCCOR=殘餘撓曲容量：腐蝕試體撓曲強度與未腐蝕試體的比值；pmax=最大孔蝕 深度；r =鋼筋原始半徑。 0
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2-8