輕質混凝土品質保證

輕質混凝土品質管制的方法，要求所有參與混凝土工程之人員，

均有品質保證的觀念，所以基本上必須撰寫詳實可行的「品管計劃 書」，計劃內容涵蓋材料、配比、產製施工、及結構品質等。而品管方 法，類似ISO 14000 之規定，所有品管人員，都須「知行合一，言行一 致」。將 PDCA 觀念適當引入品質保證中，如圖 2-2.1，必須由「材料 準備，配比設計及試拌、澆鑄、養護及脫模」之品質依據，試驗方法 及頻率，見表 2-2.1，及檢測資料之處理分析等。圖 2-2.2 所示即為輕 質骨材混凝土材料品質檢驗流程，這些在規範中必須加以敘明「安全 性、耐久性、工作性、經濟性及生態性」的達成方式。

推 動

修 正 計 劃 修 正

計 劃

執 行 執 行

檢 核

檢 核

圖2-2.1 應用 P-D-C-A 養成品質保證觀念

表2-2.1 混凝土品質試驗頻率及規範

品 質 項 目 試 驗 頻 率 標 準 規 範 及 失 誤 率 級配 視需要

比重及吸水率 每三個月及必

要時 CNS 487,488, AASHTO T84,T85 健性試驗 每六個月及必

要時

CNS 1167, AASHTO T104,5 循環不超過 12%(粗 粒料)及 10%(細粒料)

粒料料源及混凝土配比設計 小於試驗篩

#200 材料 視需要 CNS 491, 粗粒料須小於 1.0%,細粒料須小於 5%

粗粒料磨損率 每六個月及必 要時

CNS 490, 3408, AASHTO T96, 500 轉不大於 40%

CNS 1240、(ASTM C239、C227) 混凝土配合設

±25mm；坍度大於 100mm，誤差值±38mm 磅秤校正 每三個月及必

混凝土溫度 每日至少1 次

及必要時 CNS 3090, 10°C 至 32°C 間 含氣量 視需要 CNS 9661 及 CNS 9662；AASHTO−152 試體製作及抗

壓強度試驗

依規範規定辦

理 CNS 1231, 1232, AASHTO T22 及 T126 摻料品質 每批 CNS 12283, 3091, AASHTO T24 混凝土鑽心 視需要 CNS 1238, 1241, AASHTO T24 混凝土養護劑 視需要 CNS 2178, AASHTO M148 飛灰添加試驗 1000 公噸 CNS 3036 A2040 爐石添加試驗 CNS 11826, 12223, 12549 混凝土初終凝

試驗

視需要 AASHTO T187 澆

鑄

工

地

混凝土彈性模 數及包生比

視需要 CNS 1239, ASTM C−469

註：粒料即為「骨材」

將試體抗壓強度試驗結果

1.水泥：要求能充分發揮水泥水化膠結之功能，所以要求水泥細度 愈細愈佳，早期強度要能充分，如此的混凝土所需水泥用量，會 因品質提高而可以減少，所以水泥材料可以性能化來要求。

2.粒料：要求有良好混合骨材級配，但更重視粒料混合後的骨材最 小孔隙率，以獲最大體積穩定性、經濟性及工作性為目的。品質 佳輕質骨材具有低吸水率、顆粒密度低、及高硬度等性能，一般 可採具有玻璃化外殼提升強度及內部發泡以降低密度的輕質骨 材。

3.水：如同一般規範要求，品質應潔淨，且無有害物質。拌和水量 應指明其用量限制，拌和水量愈低愈有利體積穩定性及耐久性。

4.摻料：添加卜作嵐及強塑劑為新版本 ACI 318「結構混凝土」最 新的「耐久性設計」精神，強調混凝土強度品質由W/B 來控制，

應用此二種摻料可以改變水泥漿之「質」與「量」，為改善高性 能輕質混凝土品質的重要材料。

(二)耐久性準則

耐久性並非只強調水灰比（W/C）及早期滲透性，而係同時強調 物理及化學之耐久性。耐久性問題之主要因子為「水量」、「水泥量」

和「水泥漿量」，三者必須適當加以控制，以儘量減少為佳。

a.用水量限制之目的在防止泌水及析離的產生，確保體積穩定性及 防止耐久性劣化。

過去混凝土的觀念以控制 W/C 或 W/B 為主，認為水泥漿的 品質對混凝土品質及體積穩定性關係密切，這是純粹由微觀角度 來看水量與水泥的關係，水灰比（W/C）或水膠比（W/B）小，

當然對水泥/膠結漿體來看是沒錯。然而對混凝土而言，並非完 全正確，因為同樣的 W/B 品質，如果減少拌和水量，則對水量 散失所造成的收縮壓力將減少，體積穩定性才會受到保證，簡單 來說，對混凝土而言應該從巨觀孔隙著手才對。所以對含有大量 骨材的混凝土而言，其中「水」的量，才是影響長期品質的重要

基因，限制最大用水量少於 150kg/m³的原因，即在於此。

b.降低水泥量，為要求水泥每公斤能至少發揮較高之強度。當然更 重要的目的，在防止體積不穩定、混凝土物化性病變及混凝土中 骨材與水泥漿體之變形不一致而致裂縫產生。此點不同於國內外 現行規範，只限制水泥用量下限值，並採用改變水泥品質的方 式，如採第II 型、第 IV 型、第 V 型或低鹼水泥等，但由很多資 料顯示水泥用量愈大問題愈嚴重，如帽樑裂縫及拱橋墩之龜裂，

並非只限制水泥的「質」而已，「量」的控制更為重要。

減水泥另外主要原因為水泥中之 C3S 水化產生之氫氧化鈣

（CH）會結合外界之硫酸鹽產生石膏反應，再與 C3A 進一步反 應成膨脹性鈣釩石而致體積膨脹。另外 CH 也易滲出，產生白華 而致內部產生孔洞及空洞化，不利耐久性。所以高性能輕質混凝 土係採用「水泥總量管制」方法，減少混凝土中總體之 C3S、

C3A、鹼含量或其他有害物質之量。

c.水灰比限制，要求 W/C＞0.42，此一限制在防止「自體乾縮」的 發生。對水泥漿而言，水量愈多愈可使水泥之水化完全，而不致 有太嚴重的「水泥化學反應收縮」（Chemical Contraction）現象，

這對 C3S 而言至少 W/C＞0.42，但對第 I 型水泥而言，則 W/C 不止 0.42 而已，至少應＞0.5，這種觀念必須重視，特別是高強 度高性能輕質混凝土而言，否則數年後產生表面龜裂，其後果不 堪設想。

d.R56 20KΩ≧ −cm，此一要求目的在確保結構體之水密性，因為混 凝土電阻愈大，離子的移動阻力大，有害物離子滲入會很困難，

那麼外界包括氯離子的動能降低，混凝土中鋼筋就愈不易腐蝕，

見圖 2-2.3，且滲透性愈低。AASHTO 之規定則要求氯離子滲透 之電流量在某些要求標準下，表 2-2.2 所示即為 AASHTO T259 或ASTM C1202 中對防蝕可能氯離子電滲量高低範圍之要求。

2

B rian & A lan Taylor Woodrow Vassie

非 常 可 能

f'cr=f'c+2.33S-35---(3-1-1) f'cr=f'c+1.34S---(3-1-2) 2.而當 f'c＞350kgf/cm²時，

f'cr=0.9f'c+2.33S---(3-2-1)

f'cr=f'c+1.34S---(3-2-2) 式中f'cr ：混凝土配比目標強度；

f'c：結構混凝土規定強度。

原則上，各齡期混凝土強度係由下列三因素支配：

1.早期（＜28 天）強度由 W/C 控制。

2.中期（28∼56 天）強度由 W/B 控制。

3.晚期（＞56 天）強度由 W/S 控制。

所以高性能輕質混凝土要求建立W/C、W/B、W/S 與強度之關 係圖，作設計混凝土之參考。

(四)工作性

工作性的要求在滿足施工現況，並非一味依據傳統經驗之要求。

高性能輕質混凝土的工作性未必是流動的，但是在台灣採高流動化混 凝土工作性之主要目的在能充分填滿模板，以免除柱頭或樑柱接頭鋼 筋密佈，造成蜂窩、空心樑柱的問題。所以坍度由0~270mm，坍流度 則為 203~700mm 均可。但是 45 分鐘之坍度及坍流度應大於初拌之最 低值。如果低坍度或「零」坍度，則適當強力振動施工技術應被強調，

譬如使用鋪路機械舖路等。

為了確保混凝土流動性，適時引入坍流度，這並非傳統振動15 次 之流度，而係在量測坍度時，在50 秒鐘內，測定混凝土坍下擴散之直 徑，見圖 2-2.4，此仍顯示混凝土可以流動之特質。當然未必高性能混 凝土都必須是高流動性的 SCC，設計者可依需要而訂。但如果是平坦 面如道路鋪面，則可能需要坍度很低，此時則必須引用 VB 稠度儀，

以震動坍平時間，來規範工作性了。

2 0 3 m m

1 0 1 . 5 m m

3 0 5 m m 坍 度

坍 流 度

( 1 ) ( 2 ) 圖2-2.4 坍度與坍流度之定義

(五)生態性及經濟性

生態性及經濟性之要求，在混凝土規範中被穩含於配比技術中，

優良的混凝土本來應該是經濟性可行的。按ACI 318「結構混凝土」規 範，採用水膠比（W/B），使用卜作嵐材料，自然會降低水泥的需用量，

減少能源耗損，足夠保障生態性及經濟性。

(六)其他性質：混凝土性質尚包括韌性、低透水性及低乾縮量等，規範 可以「性能」規範之，決定配比之準則。