第四章 研究成果
第三節 RCPT 試驗後內部氯離子含量試驗結果
由於 RCPT 判斷氯離子穿透特性係以總通過電荷量進行分類。而總通過電荷 量即RCPT 系統陰極槽溶液試驗期間經 DC60V 電壓趨動力通過混凝土孔隙鹽橋 電荷所帶的電流量，所以藉由此反應混凝土耐久性重要因子孔隙率。然而因為陰 極槽溶液並不只由單一離子所組成，所以部分學者對試驗結果產生疑慮。有鑑於 此，本研究直接於RCPT 試驗後量測試體內部氯離子濃度變化情形。試驗方式係 於RCPT 試驗結束後，將試體取出並放置於室溫下一天，放置原因是為了使試體 表層與內部的水分揮發，以避免磨粉時粉末與水分同時濺出之情況發生，再依照 第三章第五節之取樣方法取得逐層粉末，取樣時係將貼近陰極槽端視為表面，貼 近陽極槽端為底部，由表面往內部取得逐層粉末，最後利用 CNS 14702 酸溶法 萃取氯離子濃度，並且測量各深度與總氯離子含量。。
‐17.4%
‐30.8%
‐39.4% ‐33.0%
‐39.6%
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
0 20 30 40 50
Total Charge Passed (Coulomb)
Slag Content (%)
W/B=0.65
28 days
91 days
圖 4-29 至圖 4-33 分別為飛灰混凝土 28 天材齡 RCPT 後量測之深度與氯離
Curing Time: 28 days
0
68 Curing Time: 28 days
T o tal Chlor ide Content （ % Concr ete mas s）
0 Curing Time: 28 days
T o tal Chlor ide Content （ % Concr ete mas s）
圖4-32 替代量 40%飛灰混凝土試體氯離子深度與含量關係圖（28 天材齡） Curing Time: 28 days
T o tal Chlor ide Content （ % Concr ete mas s）
0 Curing Time: 28 days
T o tal Chlor ide Content （ % Concr ete mas s）
70
Curing Time: 28 days
0
Curing Time: 28 days
圖4-36 替代量 40%爐石混凝土試體氯離子深度與含量關係圖（28 天材齡）
Curing Time: 28 days
0
Curing Time: 28 days
72
Curing Time: 91 days
0
圖4-39 替代量 20%飛灰混凝土試體氯離子深度與含量關係圖（91 天材齡） Curing Time: 91 days
T o tal Chlor ide Content （ % Concr ete mas s）
0 Curing Time: 91 days
T o tal Chlor ide Content （ % Concr ete mas s）
74 Curing Time: 91 days
T o tal Chlor ide Content （ % Concr ete mas s）
0 F50-35-91F355
F455 F555 F655 Curing Time: 91 days
T o tal Chlor ide Content （ % Concr ete mas s）
圖4-43 替代量 20%爐石混凝土試體氯離子深度與含量關係圖（91 天材齡）
Curing Time: 91 days
0
Curing Time: 91 days
76
Curing Time: 91 days
0
Curing Time: 91 days
藉由上述粉末之取得與酸溶法萃取氯離子等試驗，可得到不同深度中的氯 離子的濃度，由迴歸的方法獲得各深度下氯離子含量曲線圖。若對上述各關係圖 加以分析，可藉由氯離子含量曲線所得到的總氯離子含量與穿透深度進行分析。
運用迴歸曲線圖，即可定義氯離子在試體內部總含量以及穿透的深度，總氯離子 含量的定義為迴歸曲線下的面積；而穿透深度則是先定義一個氯離子的背景濃度 (0.02%)，將此背景濃度與迴歸曲線之交點定義為該試體的穿透深度，其示意圖 如4-47、4-48 所示。
圖4-47 總氯離子含量定義圖 (資料來源：本研究自行整理)
T o tal Chlor ide Content
（% Concr ete mass
）78
圖4-48 穿透深度定義圖 (資料來源：本研究自行整理)
由上述氯離子深度與含量關係圖，可獲得各配比下的總氯離子含量與穿透 深度。並將各配比在28 天與 91 天養護材齡下的總氯離子含量與穿透深度紀錄於 表 4-9 與表 4-10 中。表中穿透深度係指由陰極槽端接觸面起算的試體深度，而 穿透深度5 cm 表示陰極槽氯離子已於 6 個小時 RCPT 試驗過程中已穿透 5 cm 試 體進入陽極槽。總氯離子含量的單位定義為重量百分比(每 g 混凝土試體內部的 氯離子 g 數含量)與試體厚度的乘積，即為(mass% cm)，而以下將該單位簡寫成 (% cm)，而穿透深度單位則為 cm。若由表 4-9 與表 4-10 可以發現總氯離子含量 和穿透深度都會隨著水膠比的上升而增加。而養護材齡對總氯離子含量和穿透深 度的影響則如圖4-49 至圖 4-57 所示。
T o tal Chlor ide Content
（% Concr ete mass
）背景濃度線 0.02%
深度 1.9 cm
表4-9 各飛灰混凝土配比 RCPT 後試體內部總氯離子含量與穿透深度
配比編號
28 天材齡 91 天材齡 總氯離子含量
mass%×cm
穿透深度(cm)
總氯離子含量 mass%×cm
穿透深度(cm)
C350 0.361 2.30 0.222 1.50
F352 0.171 1.40 0.055 0.50
F353 0.166 1.20 0.036 0.41 F354 0.116 1.10 0.024 0.35
F355 0.098 1.00 0.020 0.36
C450 0.482 3.10 0.280 2.40 F452 0.247 1.90 0.081 0.80 F453 0.197 1.52 0.042 0.60 F454 0.149 1.32 0.034 0.48 F455 0.131 1.22 0.031 0.52 C550 0.566 5.00 0.420 3.90 F552 0.298 2.30 0.120 1.32 F553 0.240 2.00 0.055 0.85 F554 0.194 1.85 0.049 0.72 F555 0.265 2.50 0.072 1.00 C650 0.631 5.00 0.620 5.00 F652 0.402 3.80 0.139 1.60 F653 0.331 3.00 0.071 1.10 F654 0.262 2.35 0.056 0.88 F655 0.373 3.12 0.097 1.36 (資料來源：本研究自行整理)
80
表4-10 各爐石混凝土配比 RCPT 後試體內部總氯離子含量與穿透深度
配比編號
28 天材齡 91 天材齡 總氯離子含量
mass%×cm
穿透深度(cm) 總氯離子含量 mass%×cm
穿透深度(cm)
C350 0.361 2.30 0.222 1.50
S352 0.311 2.30 0.242 1.87
S353 0.218 1.72 0.159 1.14 S354 0.189 1.43 0.143 1.06
S355 0.151 1.18 0.096 0.89
C450 0.482 3.10 0.280 2.40 S452 0.400 3.12 0.351 2.78
S453 0.269 2.42 0.210 1.75
S454 0.210 1.71 0.152 1.24 S455 0.181 1.53 0.119 1.11 C550 0.566 5.00 0.420 3.90 S552 0.359 3.24 0.319 2.93 S553 0.321 2.99 0.261 2.13
S554 0.268 2.36 0.163 1.52
S555 0.182 1.85 0.098 1.10
C650 0.631 5.00 0.620 5.00
S652 0.432 4.76 0.389 4.18
S653 0.291 3.11 0.223 2.32
S654 0.259 2.95 0.179 1.78
S655 0.162 1.89 0.108 1.22
(資料來源：本研究自行整理)
圖4-49 為未添加飛灰控制組關係圖，由圖中可看出，在水膠比 0.35 與 0.45 時，養護28 天與養護 91 天下總氯離子含量下降量大約在 0.01~0.03 (mass% cm)，
而水膠比從0.55 與 0.65 開始，由於漿體的致密性較低，在 RCPT 試驗後，氯離 子會穿透試體到達OH 槽，由上述氯離子濃度與穿透深度的圖形中即可觀察到，
該些圖型近似固定濃度的曲線圖，因此在總氯離子含量上該些配比會集中在一固 定範圍內，可視為該些試體的飽和氯離子濃度，當養護達91 天時與 28 天做比較，
總含量下降有些微提高的趨勢，推估是養護時間較長的緣故。
在飛灰混凝土中，如圖 4-50 至圖 4-53 總氯離子含量和穿透深度除了會受到 水膠比的影響外，飛灰取代量也會影響試體的緻密性。當飛灰取代水泥達 20%
時，如圖 4-50 所示，總氯離子含量與穿透深度下降的比例有明顯的改變趨勢，
由圖中可看出，在養護達91 天時，下降的比例會明顯的增加，水膠比越高所降 低的比例越多，而在穿透深度上大約都下降了0.6cm，而水膠比在 0.65 時，下降 的比例最大，整體下降了 1.8cm。當飛灰替代量達 30%~40%時，總氯離子含與 穿透深度的下降趨勢與飛灰20%相同，當養護達 91 天時，總氯離子含量下降的 比例約在0.02~0.1 (mass% cm)，而穿透深度下降量約在 0.17~0.6cm，下降量都有 減低的趨勢。當飛灰取代水泥達50%時，與上述飛灰取代 20%~40%下降趨勢相 同，當養護達91 天時，總氯離子含量下降的比例約減低到 0.3(mass% cm)，穿透 深度下降量也減少到0.25cm 之間；反觀在水膠比 0.55~0.65 的試體上，由於 RCPT 電量上原本就有偏高趨勢，因此總氯離子含量與穿透深度都會較高，但依然保有 飛灰組下降趨勢的特性，當養護達91 天時，總氯離子含量的下降的比例約減低 到0.09(mass% cm)，穿透深度下降量也減少到 0.6 cm 之間。由圖 4-50 到 4-53 中 可看出，在水膠比0.35 與 0.45 最低點出現在飛灰取代量 50%時，而在水膠比 0.55 與 0.65 最低點則是出現在取代量 40%時；但與穿透深度的結果不同，由圖中可 看出除了養護28 天以外，飛灰取代量 40%，在各水膠比中穿透深度皆為最低，
原因可能是在91 天養護後，飛灰取代量(40%、50%)之試體，其穿透深度都是小
82
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
圖4-51 不同水膠比總氯離子含量、穿透深度關係圖（飛灰替代量 30%）
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
84
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
圖4-55 不同水膠比總氯離子含量、穿透深度關係圖（爐石替代量 30%） 水膠比的滲透深度已經降至1.43～2.95cm，當爐石添加量上升至 50%後，各組配 比的滲透深度為 1.18～1.89 cm。養護材齡 91 時，相較於 28 天各配比滲透深度 皆有下降，爐石取代量20%時各組滲透深度為 1.87～4.18 cm，爐石取代量 30%
時各組滲透深度為1.14～2.32 cm，爐石取代量 40%時各組滲透深度為 1.06～1.78 cm，爐石取代量 50%時各組滲透深度為 0.89～1.22cm。由圖中可見，當爐石取 代量每增加百分之十，各配比的滲透深度亦會隨之下降，當取代量到達50%後，
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
86
的試體，其滲透深度卻與低水膠比的試體相差不大，所以決定滲透深度的主要因 素已經不再是水膠比。
而氯離子總含量皆較未添加爐石之控制組低，養護材齡 28 天時，添加爐石 20%後，平均氯離子總含量為 0.31～0.43(mass% cm)，添加爐石 30%後，平均氯 離子總含量為 0.22～0.32 (mass% cm)，添加爐石 40%後，平均氯離子總含量為 0.19 ～ 0.27 (mass% cm) ， 添 加 爐 石 50% 後 ， 平 均 氯 離 子 總 含 量 為 0.15 ～ 0.18(mass% cm)。養護材齡 91 天時，添加爐石 20%後，平均氯離子總含量為 0.24
～0.3(mass% cm)，添加爐石 30%後，平均氯離子總含量為 0.16～0.26 (mass% cm)，
添加爐石 40%後，平均氯離子總含量為 0.14～0.18 (mass% cm)，添加爐石 50%
後，平均氯離子總含量為 0.1～0.12 (mass% cm)。綜合分析來看，爐石混凝土 各配比與控制組皆有相同的趨勢，即氯離子總含量隨著水膠比的提升而增加，亦 會隨著試驗材齡的增加而降低。，滲透深度相同，添加爐石以後使得試體對於抵 抗氯離子能力增強了，養護材齡28 天與 91 天的趨勢也大致相同。當爐石增加到 30%，從原本的逐漸上升趨勢轉為逐漸平緩。當取代量增加到 40%，上升趨勢比 30%更加平緩。而取代量上升至 50%後，各配比氯離子總含量皆降至 0.2 (mass,%
cm)以下，平緩的趨勢更加明顯，這也說明著，如同滲透深度的趨勢一般，當高 爐石取代量時，各配比間水膠比的高低已較無影響力。
圖4-56 不同水膠比總氯離子含量、穿透深度關係圖（爐石替代量 40%）
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
0.35 0.45 0.55 0.65
Depth (cm)
Total Chloride Content (mass%×cm)
Water-Binder Ratio
88
C350 F655 S655
Total Charge Passed (Coulomb)
Compressive Strength (MPa)
抗壓強度-28天材齡 抗壓強度-91天材齡 RCPT-28天材齡 RCPT-91天材齡