混凝土劣化的化學原因
3.3 歐洲規範
3.3.1 CEB-FIP 規範（CEB-FIP Model Code 90）〔71〕
CEB-FIP 為 Euro-International Committee for Concrete(CEB)與 International Federation for Prestressing (FIP)合併而成之規範，屬於歐洲規範，其中對於 一般混凝土與預力混凝土結構物耐久性之建議，概述如下：
所謂結構物耐久性，通常與所在暴露環境有關。而欲產生良好的耐 久性，可遵循下列條件，以達最佳效果
1. 對新拌和硬固混凝土，應滿足所有規範準則。
2. 能夠適當澆置和搗實。
3. 避免內部產生有害反應，如鹼骨材反應。
4. 能抵抗外部反應，如風化、有害氣體入侵。
5. 抵抗機械破壞，如磨耗作用。
以下就 CEB-FIP 中與耐久性有關規範，可分成暴露環境、混凝土材 料選用、混凝土氯離子容許量、混凝土化學侵蝕抵抗性、凍融作用及磨 耗作用等五項，其概述如下：
一、 混凝土之暴露環境
規範內對混凝土暴露之程度有很詳盡之分級，如表 3-56 所示。
88
89 3000mg/kg，波特蘭水泥中 C3A 含量低於 3%，爐渣水泥之爐 渣大於 65%，可抵抗鹽害。其它波特蘭水泥其 C3A 含量高於
90 w：水量
c：水泥含量 f：附加劑含量 α：有效係數
α並非一定值，隨齡期、附加劑數量、水泥種類有關。
對含有煙煤、無煙煤、粉渣等原料，經高爐燃燒後產生之飛 灰，α在 0 至 0.5 範圍內，可增進耐久性。
飛灰或自然火山灰在波特蘭水泥燒塊中不可低於水泥總 量 60%，而以波特蘭水泥和粒狀爐渣為主的材料，燒塊含量 不得低於 20%，含有矽灰含量之水泥不得超過水泥含量 15%，
以免使混凝土無法形成高鹼性保護鋼筋，進而造成鋼筋腐蝕。
(三)骨材
骨材選用時，存在於骨材內之有害物質，例如粘土與淤泥，
顆粒直徑不得超過 0.06mm，淤泥在細骨材裡最大值不得超 過 3 至 4%，在粗骨材裡不得超過 1 至 2%，而且不應含有 硫酸鹽、硝酸等等有害物質。
三、 混凝土中氯離子之最大容許量
以往之經驗顯示氯離子含量在 0.35%到 1.0%就會導致腐蝕，
即使更低的含量仍會造成傷害。ENV206 根據 EN196-Part 21，規 範了氯離子最大含量，對於無筋混凝土為 1.0%，鋼筋混凝土為 0.4%，而預力混凝土為 0.2%。（ENV 為一尚在發展中之歐洲規範，
而 EN 為歐洲規範。
四、 混凝土對於化學侵蝕之抵抗性
化學侵蝕之嚴重性視侵蝕物質之性質、壓力、流速及環境 溫度而定，在固態及氣態侵蝕的情況下，濕度為一重要影響因 素。而表 3-59 為依據水中主要有害物質所做之化學侵蝕嚴重性 評估，主要是考慮酸鹼值、碳酸含量、氨根離子、鎂離子、硫
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酸根離子含量等，而表 3-60 則為土壤中有害物質之評估。
表 3-59 CEB-FIB 針對水中主要有害物質之化學侵蝕嚴重性評估
嚴重程度
輕度 中度 高度
1.酸鹼值 6.5-5.5 5.5-4.5 <4.5
2.碳酸(mg/cm3) 15-40 40-100 >100
3.NH4+(mg/cm3) 15-30 30-60 >60 4.Mg2+(mg/cm3) 300-1000 1000-3000 >3000 5.SO42-(mg/cm3) 200-600 600-3000 >3000
表 3-60 CEB-FIB 土壤中有害物質之評估 嚴重程度
低 中等
1.酸性程度
(依據Baumann-cully) >20 －
2. SO42- (mg/kg) 2000-5000 >5000
只要當水中硫酸鹽含量超過 600 mg/kg 或土壤中超過 3000 mg/kg，就必須使用抗硫水泥。
五、 凍融作用
當發生凍融作用時，應避免使混凝土處於臨界飽和狀態，
或需降低水灰比和足夠養護，並可使用輸氣劑。新拌混凝土在 所暴露環境下，不同骨材之最大粒徑與最少輸氣含量如上表 3.37。在顯微結構下，輸氣之水泥漿其間距因子，為水泥漿任意 點到孔隙邊緣的平均最大距離。為了要提供足夠的抗凍能力，
間距因子（Spacing-factor）不得超過 0.2mm。
六、 磨耗(Abrasion)
由於交通衝擊、水流沖刷等等會引起混凝土結構物表面磨
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耗，此時混凝土強度不得低於 C30 之規定。至於所用細骨材則 應含有石英成分或相等硬度之材料，粗骨材則應包含石頭或人 造材料以獲得同等抵抗強度。而在新拌混凝土階段，可使用真 空處理，產生額外搗實能力，以移去多餘水分，可增加新拌混 凝土勁度，硬化混凝土也可使用真空處理，來改善其物理性質。
在硬化階段，則需針對弱面加以磨實以增加抵抗性。
3.3.2 Eurocode
〔88〕〔89〕Eurocode
〔88 〕 的 制 訂 ， 乃 是 由 CEN（ European Committee for Standardization）各會員國提供規範，經由全體研討後表決，超過 71%以 上同意，便成為會員國之間共同遵守的規範，各會員國不論是贊成或反 對，皆有責任遵守所通過的規範。Eurocode
有關鋼筋混凝土耐久性的規定如下：一、混凝土保護層〔88〕
（1） 一般混凝土管保護層不得小於 50mm。混凝土表面有覆蓋不透 水層或防水處理，鋼腱之保護層不得小於40mm。若混凝土表 面直接接觸有害溶解物，混凝土管與預力鋼腱之保護層不得 小於 80mm。
（2） 一般鋼筋混凝土保護層不得小於 30mm。若直接暴露有害環境 時，保護層厚度不得小於 50mm。
二、根據不同暴露環境控制混凝土品質，見表 3-61 與表 3-62〔89〕。
表 3.61 Eurocode prEN206 暴露環境分級
暴露等級定義 構造物種類
XO：鋼筋無腐蝕風險（相對濕度低） RC、PC
XC：因混凝土中性化導致鋼筋腐蝕 RC
XD：因鹽化物所導致鋼筋腐蝕（非因海水） RC
XS：因海水鹽化物所導致鋼筋腐蝕 RC
XF：凍融侵蝕 RC、PC
XA：化學侵蝕（包括海水、地下水、土壤） RC、PC
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本節針對紐西蘭規範-混凝土結構規範編（Concrete structure Standard）
NES3101 中，關於混凝土結構之耐久性規定，作一整理，期使大家對其 相關規範有一概括性的瞭解，以提高混凝土結構使用壽命。