試體與編號

試體編號說明: A X 1

基材

塗封材料種類 水灰比(w/c) 第一碼：水灰比(w/c) A=0.35，B=0.55

Freezing point 103~105℃

C6H5COOH contain Min. 0.3％

Fe contain Min. 0.001％

Cl contain Min. 0.05％

Pb contain Min. 0.002％

Assay contain Min. 98％

第二碼：塗封材料之種類(X，Sa，Sb，P，Q) Ｘ：控制組

Sa：矽酸質塗封劑(a 牌) Sb：矽酸質塗封劑(b 牌) Ｐ：高分子材料

Ｑ：防水水泥漆

第三碼：基材：1 為水泥砂漿，2 為混凝土

水 泥 砂 漿

本 研 究 所 製 作 之 水 泥 砂 漿 試 體 為 5×5×5cm 立 方試體 進 行 試 驗，水 泥 砂 漿 之 水 灰 比 為 0.35 與 0.55，水泥與標準砂之 比 例 為 1：2.75，其配比如表 4-14 所示：

表 4- 14 水泥砂漿配比(kg/m³)

水灰比 水 水泥 標準砂

0.35 203 580 1595 0.55 286 519 1427

混 凝 土

混 凝 土 配 比 根 據 ACI 211.1 進行配比設計，如表 4-15 所 示。

表 4- 15 混凝土配比(kg/m³)

水灰比 水泥 水 粗粒料 細粒料

0.35 637 223 672 710

0.55 405 223 672 904

試體製作

1.根 據 求 得 各 材 料 重 量 稱重，並依序加入拌合機拌合，並製作 ψ10×20cm、ψ15×30cm 鋼模試體及 ψ10×20cm 紙模試體，經 24 小時後拆模置於空氣中養護。

2.其中 ψ10×20cm 試體共製作 28 顆、ψ15×30cm 試體共製作 14 顆、5×5×5cm 立方試體共製作 84 顆。如圖 4-3、圖 4-4 所示。

圖 4- 3 水泥砂漿與混凝土試體製作(0.35 水灰比)

圖 4- 4 水泥砂漿與混凝土試體製作(0.55 水灰比)

本研究所使用之表面處理材料有矽酸質系塗劑(a 牌)、矽酸質 塗封劑(b 牌)、高分子材料及防水水泥漆，其塗刷方式及用量分別 敘述如下：

矽酸質塗封劑(a 牌)

以1：3 的比例將清水與矽酸質粉末混合成灰色乳狀物後，均 勻塗佈置試片四周，再以養護劑養護七天後，開始進行試驗，如圖 4-5 所示。

圖 4- 5 試片塗佈矽酸質塗封劑

矽酸質塗封劑(b 牌)

矽酸質塗封劑(b 牌)是採用最佳用量為 155g/m²，使用時採取塗 刷的方式，將矽酸質塗封劑(b 牌)均勻塗刷於試體四周，再利用水 氣養護7 天後，才開始進行試驗，如圖 4-6 所示。

圖 4- 6 試片塗佈矽酸質塗封劑(b 牌)

高分子材料

高分子材料注膠之步驟為先將試體至於 120℃之烘箱中乾躁 24 小時，待試體冷卻至常溫後，移入真空乾燥器中，將試體抽真 空 3 小時，再倒入高分子材料(MMA)，利用負壓的作用，將高分 子材料注入試體當中，如圖 4-7 所示，試體注膠後之外觀如圖 4-8 所示。

圖 4- 7 試體抽真空之情形

圖 4- 8 試片注入高分子材料

抗壓強度

本研究製作之 ψ10×20cm 混凝土圓柱試體，其抗壓強度試驗 是依照美國ASTM C39 規範進行，當試體養護到達試驗齡期後，

分別從養護環境中取出，並以研磨機磨平試體後，置於200 噸萬能 試驗機上，並以每秒5.5kgf/cm²的加壓速度進行載重試驗，其結果 如表4-16 所示。

表 4- 16 混凝土抗壓強度

水灰比(w/c) 抗壓強度(MPa)

0.35 48.2 50.8

0.55 34.2 36.2

第四節 試驗方法

而 ASTM C1202-97 規範當中，對於通過試片之總電荷量有一 建議值，可用來評估混凝土抗氯離子穿透能力，如表4-17 所示。

表 4- 17 氯離子累積通過電量評估表

累積通過電量(coulombs) 氯離子穿透能力

>4000 高

2000-4000 中 1000-2000 低 100-1000 極低

<100 無

壓汞式孔隙量測法

壓汞式孔隙量測法(MIP)，係依照 ASTM D4404-84，孔隙直徑 應介於 100µm 至 2.5µm 之間，一般實驗部份可分為低壓及高壓兩 個部份，低壓：主要將樣品試管填滿水銀，並計算較大的孔洞分佈，

在水銀充填進入試管前，必須先將試管抽至一定低的真空值。所以 樣品必須先進行Degas 處理，儘可能的去除水分，否則很可能會花 去很長的時間。高壓：在完成低壓實驗後，需將試管移至高壓槽(油 壓)，進行分析較小的孔洞。將高壓槽閉鎖時，應緩慢鎖上，否則 將因關閉高壓槽時所產生的壓力，導致一些資料的喪失。同時，當 高壓槽內的壓力增加時，其溫度也上升了不少，為了補償溫度效 應，建議應將平衡時增間長，以取得較正確的數值。

吸水率試驗法

吸水速率試驗是用來評估水泥砂漿孔隙中的毛細傳輸現象，本 研究的吸水速率試驗方法為先將水泥砂漿試體側面均勻塗佈防水 材料，以避免水分由側面孔隙進入，再將試體烘乾24 小時，取出 冷卻至常溫後，置入水槽中，並將試體底部墊高，使試體底面能完 全進入水中，而水面高度不應超過試體底部5mm，然後靜待 1、4、

9、16、25、36、49、64 分鐘後取出試體，以濕布擦拭底部後秤重。

水泥砂漿試體抗壓強度試驗法

依照 ASTM C109 所規定之水泥砂漿標準抗壓強度試驗。試體 為5×5×5cm 的立方體，並以 900-1800 N/s 的速度，進行抗壓強度 試驗。

第五節 儀器與設備

壓力試驗機

本研究中所使用壓力試驗機為日本 SHIMADZU 公司製造的 CCM-200A 型壓力試驗機，係以油壓系統控制，可進行混凝土等工 程材料及金屬材料之抗壓、抗彎等力學性質試驗之研究，此儀器最 大容許載重為200 噸，最小讀值為 1 公斤，荷重範圍可設定 4、10、

20、40、100 及 200 頓等 6 段不同範圍之切換，可以手動控制亦可 由面板操作，經由電腦軟體自動控制速率及記錄數據。如圖4-9 所 示。

圖 4- 9 壓力試驗機（CCM-200A）

氯離子快速滲透試驗

本研究進行 RCPT 試驗所使用的設備參照 ASTM C1202-97 設 計，包含真空設備與電流量測設備，真空設備有真空幫浦、真空槽 與真空計如圖 4-10 所示；電流量測設備包括直流電源供應器、數 位式電流計、RCPT 槽，如圖 4-11、圖 4-12 所示。另外，數位式 電壓計由電路連接而成，並外加電壓60 伏特量測其電流值(I)，，

電流量測範圍0.1mA~1A；電壓量測範圍 0.1V~100A

圖 4- 10 氯離子快速滲透試驗設備

圖 4- 11 氯離子快速滲透試驗槽

圖 4- 12 直流電源供應器

壓汞式孔隙量測儀

本研究使用之壓汞式孔隙量測儀其操作原理是利用水銀導電 性質，量測試管內試樣之電容量。水銀壓入量與試樣的電容量相 關，利用此關係可推估試樣中孔隙結構狀態。壓汞式孔隙量測儀及 高壓槽如圖4-13、圖 4-14 所示。

圖 4- 13 壓汞式孔隙量測儀

圖 4- 14 壓汞式孔隙量測儀-高壓槽 離子層析儀

本研究中所使用的離子層析儀為 Metrohm 792 型，此層析儀 的精度可達1ppm，而且可與電腦連線做量測。儀器主要為電導度 檢測器(detector)、離子交換樹脂(ion-exchange column)、6 管柱式閥 門(6 port valve)、抑制器(suppressor) 、雙倍活塞泵浦(dualpiston pump)、高壓與蠕動泵浦(peristaltic pump)如圖 4-15。其中，離子交 換 樹 脂 為 陰 離 子 交 換 樹 脂(Metrohm ASupp 型 ) ， 尺 寸 為 直 徑 4.0mm×長度 250.0mm，正常流速為 1.0ml/min(可調整)，終極流速 為2.0ml/min，可承受最大壓力為 12MPa，所使用之陰離子流洗液 為1.7mmol/L NaHCO₃ 與 1.8mmol/L Na₂CO₃ 溶液組成。而抑制器 包含放大溶劑與清洗溶劑部份，放大溶劑主要將離子的電導度訊號 放大。另外，因為離子層析法於量測高氯離子濃度時，電導度值會 與其它離子電導度相近，尤其氯離子濃度必須低於 100ppm 以下 (根據檢量線所定出的濃度而定)，否則將導致影響量測之正確性。

圖 4- 15 離子層析儀