國立高雄大學建築學系
碩士論文
外牆磁磚黏著層空鼓率與黏著強度破壞臨界點之研究
A Study on the critical point ofbonding failure and hollow ratio at adhesion layer of external wall tiles
研究生：謝佳鈺 撰
指導教授：廖硃岑 博士
外牆磁磚黏著層空鼓率與黏著強度破壞臨界點之研究
指導教授：廖硃岑 博士 國立高雄大學建築學系 學生：謝佳鈺 國立高雄大學建築學系 摘要 近年臺灣接連發生大樓外牆磁磚剝落而砸傷行人的意外，磁磚由於施工問題、地 震外力等影響而剝落，成為公共安全的潛藏危機。外牆磁磚劣化分為白華、汙損、龜 裂、隆起、剝落，其中又以隆起最具潛在危險性。本研究調查高雄市楠梓區25棟外牆磁 磚產生隆起劣化之樣態，其破壞界面位於黏著層佔有68%。因此藉由實驗法探討磁磚 黏著層空鼓比例與黏著強度關係，尋求破壞臨界點。 黏著強度實驗分為與磁磚面垂直之拉拔試驗以及與磁磚面平行之剪力試驗。施工 時結構體灑水與否及黏著層空鼓比例為實驗變因。空鼓比例的設定從25%至75%，間 隔為5%，共十一個空鼓比例，每區張貼三塊磁磚。研究目的為：1.磁磚施工界面遭受 破壞之樣態與黏著強度之關係。2. 不同空鼓比例下的拉拔與剪力強度及其破壞臨界 點。3.結構體灑水與否對於拉拔與剪力試驗強度之影響。 實驗結果得知，剪力試驗在結構體灑水破壞臨界點 0.42kgf/cm2，位於空鼓率 50%， 不灑水破壞臨界點 0.49kgf/cm2位於空鼓率 40%。拉拔實驗在結構體灑水與不灑水的 破壞臨界點分別為 0.74 與 0.95kgf/cm2，皆位於空鼓率 55%。剪力試驗在結構體灑水 時的破壞臨界點空鼓率 50%大於不灑水 40%，證明結構體灑水工序可增加與磁磚面 平行之剪力強度。剪力與拉拔試驗的破壞界面層皆位於黏著層，剪力試驗約有三分之 一的破壞界面層同時出現在打底層與黏著層。提供外牆破壞檢測時的危險度判斷標準。 關鍵字：黏著層空鼓率、平行施力、拉拔實驗、黏著強度A Study on the critical point of bonding failure and
hollow ratio at adhesion layer of external wall tiles
Adviser: Dr. Chu-Tsen Liao
Department of Architecture National University of Kaohsiung
Student: Chia-Yu Hsieh
Department of Architecture National University of Kaohsiung
Abstract
In recent years, there have been accidents in Taiwan where the tiles on the exterior walls of buildings that have peeled off and injured pedestrians.
The tiles are peeled off due to the construction of problem and earthquake external force, which has become a hidden crisis of public safety. The deterioration of tiles on external wall can be divided into white, stained, cracked, swelling, and peeling. Among them, the swelling is the most dangerous for peeling. This study investigates the uplift of tiles on external wall in Nanzi District, Kaohsiung City. The survey objects are 25 buildings. The degraded interface layer is located in the adhesion layer and accounts for 68%. Therefore, the relationship between the hollow ratio of the tile adhesive layer and the adhesive strength is discussed by experimental method, and look for the critical point of bonding failure.
The strength of adhesion is divided into a pull-out test perpendicular to the tile surface and a shear test parallel to the tile surface. Whether the structure is sprinkled or not and the hollowing ratio of the adhesive layer are the variables for this experiment. The ratio is set from 25% to 75%, with an interval of 5%. There are a total of eleven work areas with hollow ratios, and three tiles are posted in each area. The purposes of the research are: 1. The relationship between the damaged state of the tile construction interface and the strength of adhesion. 2. The tensile strength, shear strength and the critical point of failure under different hollow ratios. 3. The influence of whether the structure is sprayed or not on the strength of drawing and shear tests.
According to statistics obtained on the critical point of bonding failure from shear test and pull-out test for sprinkled structure, we get 0.42 kgf/cm2 for tiles with 50% ratio of hollow, 0.49 kgf/cm2 for tiles with 40% ratio of hollow, and 0.74 and 0.95 for tiles with 55% ratio of hollow. It is proved that the structural objects sprinkling water can increase the shear strength parallel to the tile surface. In the shear test and pull-out test that destroy the interface layer are in the adhesion layer. In the shear test, 1/3 of the failure interface layer appeared in the base and adhesive layer at the same time. In the judgment standard of the degree of danger, the damage detection of the exterior wall is given.
謝誌 在高雄將近一千天的碩士生涯，將告一段落。論文可以順利的完成，要先感謝如 亦師亦友般的恩師，廖硃岑教授。學術知識層面，讓我知道如何做一個好的研究，且 需要有嚴謹及鍥而不捨的態度，在一次次的突破與修正錯誤中找到自己的方向。自身 發展層面，在一次次的實驗及論文撰寫過程中，發現自己不足之處，進而思考如何在 限有的時間之下突破與進步。我很開心來到這個研究室，體會兩年的碩士人生。 論文口試期間承蒙口試委員劉安平教授、邱建國教授在百忙之中播空審閱此論文， 也在口試時間提供許多寶貴的建議，讓這本論文更加完整且精彩，在此表達最深的謝 意。另外感謝劉安平教授及賴啟銘教授，謝謝教授們在研究推進過程中，提供了該注 意亦或是須突破之處，由衷感謝。 謝謝研究室的柏叡學長及仁俊學長，在論文及實驗上提供了許多寶貴的經驗。謝 謝素雲學姊、瑛梅學姊、淑郡學姊、建宏同學總是替我加油打氣。謝謝同期口試的建 成學長、彥晴學姊、智耀學長讓我感受到有夥伴能互相打氣。謝謝學妹愷晴、怡妤、 璦瑋與學弟政靜、威霖、冠亨、嘉陽、柏彥的協助及帶來的歡笑。 謝謝同期進研究室的碩士班同學。感謝哲宇在我實驗期間協助許多讓我順利過關； 感謝云馨小天使總是當聚會總籌帶來歡笑；感謝庭頡讓我重回大四做模型的時刻，讓 我做畢業設計模型又年輕了一回；謝謝伯瑄跟禮軒講話有趣每次都帶來歡笑。謝謝冠 宇協助我實驗替我加油打氣。謝謝灌涵總是給我滿滿的加油鼓勵。謝謝杏珍姐在行政 上的協助及對我的加油打氣。 謝謝我的好朋友們，雖然大家都各自努力卻都為我加油打氣；謝謝億誠、義政、 瑞祥、維駿、珮玲、玉芬姐、彙心姐、郁慈、羿云、靜佳、郁萱、思婷、琇蓉、佳宥、 美華姐、澤銘哥、名軒、勝鴻及庭堅，讓我擁有你們的加油得以面對每個挑戰。 最後要感謝資助我的父母，謝謝您們在這些年期間總是體諒、包容我，讓我能照 著自己想要的方式完成我的學業生涯。謝謝瑋婷大姐時常關心遠在高雄的我；謝謝姿 華二姐總是幫助我在生活上的大小事；謝謝幸宜小妹在我的筆記本上寫著要我好好加 油的字樣；謝謝盈綺表妹閒來無事話家常。 謹以本文獻給我最愛的家人及朋友們。 謝佳鈺 謹誌於高雄大學 2020 年 7 月
目錄
第一章 緒論 ... 1 第一節 研究動機與目的 ... 1 1.1.1 研究動機 ... 1 1.1.2 研究目的 ... 2 第二節 研究對象與方法 ... 3 1.2.1 相關用語定義 ... 3 1.2.2 研究對象 ... 5 1.2.3 研究方法 ... 6 1.2.4 研究限制 ... 9 第三節 研究架構 ... 10 第二章 文獻回顧與現場調查 ... 12 第一節 文獻回顧 ... 12 2.1.1 外牆磁磚劣化原因 ... 14 2.1.2 外牆磁磚施工法 ... 16 2.1.3 外牆磁磚拉拔試驗 ... 20 第二節 外牆工地現場調查 ... 25 2.2.1 現場調查資料 ... 25 2.2.2 調查結果 ... 28 第三節 二丁掛磁磚現場調查 ... 30 2.3.1 高雄市楠梓區隆起磁磚案例調查 ... 30 2.3.2 磁磚拉拔試驗 ... 33 第三章 實驗計畫 ... 36 第一節 實驗條件與實驗儀器 ... 36 實驗條件設定 ... 36第二節 實驗試體設計 ... 44 3.2.1 磁磚計畫 ... 44 3.2.2 試體製作 ... 45 第四章 實驗數據分析 ... 49 第一節 破壞界面層分析 ... 52 第二節 黏著強度數據 ... 60 4.2.1 剪力試驗 ... 60 4.2.2 拉拔試驗 ... 62 第三節 黏著強度數據修正 ... 65 4.3.1 剪力試驗 ... 65 4.3.2 拉拔試驗 ... 69 4.3.3 黏結材料強度 ... 71 第四節 破壞臨界點 ... 72 4.4.1 剪力試驗之破壞臨界點 ... 72 4.4.2 拉拔試驗之破壞臨界點 ... 74 第五章 結論與建議 ... 76 第一節 結論... 76 5.1.1 破壞界面層 ... 76 5.1.2 四個工區之破壞臨界點 ... 76 5.1.3 與參考論文之比較 ... 78 5.1.4 實務上應用 ... 80 第二節 建議... 81 5.2.1 建議... 81 5.1.2 後續研究 ... 82 參考文獻 83 附錄 85
圖目錄
磁磚受力示意圖 ... 2 高雄市楠梓區某 5 樓建案之結構體 ... 3 (資料來源：2019 年 4 月拍攝) ... 3 高雄市楠梓區某 5 樓建案施作打底層 ... 4 (資料來源：2019 年 4 月拍攝) ... 4 高雄市楠梓區某 5 樓建案防水層施作 ... 4 (資料來源：2019 年 4 月拍攝) ... 4 高雄市岡山區某 4 樓建案黏著層施作 ... 5 (資料來源：2018 年 12 月拍攝) ... 5 外牆磁磚界面層示意圖(單位：mm) ... 6 研究流程 ... 6 實驗儀器示意圖 ... 7 結構體不灑水工區剪力與拉拔試驗對照圖(吳柏叡，2018) ... 8 結構體灑水工區剪力與拉拔試驗對照圖(吳柏叡，2018) ... 8 施工流程與變因 ... 9 研究限制拉力示意圖 ... 10 研究架構圖 ... 11 圖 2-1 外牆磁磚文獻分類圖 ... 12 圖 2-2 建築物外牆劣化及經過年數關係 ... 14 圖 2-3 外牆磁磚劣化因素 ... 15 圖 2-4 高雄市六樓以上之公寓大廈外牆磁磚剝落統計及屋齡分析 ... 16 圖 2-5 拉拔試驗示意圖 ... 22 圖 2-6 拉拔試驗機構造 ... 23 圖 2-7 隆起樣態 ... 33 圖 2-8 隆起樣態 ... 33 圖 2-9 高雄市左營區某處民宅 ... 34 圖 2-10 需檢測位置標示及劣化區域 ... 34 圖 3-1 試體位置(上為北方) ... 36 圖 3-2 實驗試體 ... 36 圖 3-3 實驗流程圖 ... 37 圖 3-4 磁磚切割器 ... 38圖 3-7 拉力荷重元件 ... 38 圖 3-8 剪力試驗機使用原理 ... 39 圖 3-9 磁磚拉拔試驗機 ... 39 圖 3-10 拉拔試驗機使用原理 ... 39 圖 3-11 MS-7003 水分計 ... 40 圖 3-12 繪製大小 4.5×9.5cm ... 41 圖 3-13 磁磚切割 ... 41 圖 3-14 確認磁磚切割位置 ... 41 圖 3-15 拌合環氧樹脂(AB 膠) ... 42 圖 3-16 將 AB 膠塗抹於墊片上 ... 42 圖 3-17 黏貼墊片並靜置 4 分鐘 ... 42 圖 3-18 絕緣膠帶黏貼並固定墊片 ... 42 圖 3-19 鋼索與磁磚水平垂直 ... 43 圖 3-20 5 秒/圈等速施加荷重 ... 43 圖 3-21 水平校正 ... 43 圖 3-22 3 秒/圈等速施加荷重 ... 43 圖 3-23 剪力試驗機與試體關係示意圖(左圖) ... 43 圖 3-24 拉拔試驗機與試體關係示意圖(右圖) ... 43 圖 3-25 磁磚計畫正立面圖 單位：mm ... 44 圖 3-26 測定表面含水率位置 ... 47 外牆磁磚剪力試驗位置與空鼓率設定 為磁磚剪力試驗位置………. 49 外牆磁磚剪力試驗後牆體……… 49 外牆磁磚拉拔試驗位置與空鼓率設定 為磁磚剪力試驗位置……… 50 外牆磁磚拉拔試驗後牆體 50 磁磚拉拔位置 51 剪力試驗原始數據 單位：kgf/cm2 62 拉拔試驗(原始數據)圖 64 (結構體灑水)線性迴歸圖 65 (結構體不灑水)線性迴歸圖 65 (結構體灑水)線性迴歸圖 65 (結構體不灑水)線性迴歸圖 65 (結構體灑水)線性迴歸圖 67 (結構體不灑水)線性迴歸圖 67 剪力試驗(結構體灑水)線性迴歸圖 68 剪力試驗(修正後)圖 68 (結構體灑水)線性迴歸圖 69 (結構體不灑水)線性迴歸圖 69
拉拔試驗(修正後)圖 70 拉拔試驗迴歸分析 單位：kgf/cm2 71 結構體灑水的黏結材料強度 71 結構體不灑水的黏結材料強度 71 剪力與拉拔試驗數據 72 結構體不灑水拉拔試驗多項式迴歸 73 結構體不灑水拉拔試驗多項式迴歸 73 結構體不灑水拉拔試驗多項式迴歸 74 結構體不灑水拉拔試驗多項式迴歸 75 圖 5-1 剪力與拉拔試驗數據 77 圖 5-2 剪力與拉拔試驗數據比較 78 圖 5-3 剪力與拉拔試驗數據比較 79
表目錄
外牆磁磚隆起樣態 ... 1 外牆磁磚規格尺寸(單位：mm) ... 5 結構體不灑水工區剪力與拉拔試驗對照表(吳柏叡，2018) ... 8 結構體灑水工區剪力與拉拔試驗對照表(吳柏叡，2018) ... 8 結構體不灑水及灑水的比值計算表 ... 9 實驗變因 ... 9 關於界面層拉拔檢測既有文獻比較表 ... 13 國內外牆磁磚施工法 ... 18 日本外牆磁磚施工法 ... 19 新建建築物外牆施工檢驗方法及相關規定整理 ... 21 接著力實驗流程 ... 21 拉拔試驗施作說明 ... 23 拉拔試驗後破壞狀況示意表 ... 24 工地現場調查資料統整 ... 25 A 工地現場調查工序紀錄(日期：2018 年 12 月 11 日至 17 日) ... 27 B 工地現場調查工序紀錄(2019 年 1 月 4 日至 10 日) ... 27 C 工地現場調查工序紀錄(2019 年 4 月 19 日至 26 日) ... 28 調查案例之磁磚材料、配比及各層面厚度 ... 29 楠梓區建築物外牆磁磚隆起樣態 ... 30 隆起樣態觀察 ... 31 磁磚隆起高度 ... 35 實驗材料配比、成分及強度 ... 37 拉拔試驗機/簡易型引張儀（R－30000ND）規格 ... 40 MS-7003 水分計規格 ... 40 數據設定 ... 45 實驗標示介紹 ... 45 試體施作工序紀錄 (日期：2020 年 4 月 10 日至 12 日) ... 46 混凝土結構體灑水前後含水率表(%RH) ... 48 表 4-1 實驗標示介紹 51 表 4-2 磁磚破壞界面層計算方式 52 表 4-3 結構體不灑水、灑水工區磁磚剪力試驗剝落界面統整表 53 表 4-4 結構體不灑水、灑水工區磁磚拉拔試驗剝落界面統整表 53 表 4-5 灑水工區的剪力試驗界面層破壞樣態 54表 4-6 不灑水工區的剪力試驗界面層破壞樣態 55 表 4-7 灑水工區的拉拔試驗界面層破壞樣態 55 表 4-8 不灑水工區的拉拔試驗界面層破壞樣態 55 表 4-9 70%空鼓剪力試驗各工區破壞界面比例 57 表 4-10 40%空鼓剪力試驗各工區破壞界面比例 57 表 4-11 35%空鼓剪力試驗各工區破壞界面比例 58 表 4-12 25%空鼓剪力試驗各工區破壞界面比例 58 表 4-13 40%空鼓拉拔試驗各工區破壞界面比例 59 表 4-14 30%空鼓拉拔試驗各工區破壞界面比例 59 表 4-15 結構體灑水工區的剪力試驗強度 60 表 4-16 結構體不灑水工區的剪力試驗強度 61 表 4-17 結構體灑水工區的拉拔試驗強度 63 表 4-18 結構體不灑水工區的拉拔試驗強度 63 表 4-19 結構體灑水剪力試驗強度(單位 kgf/cm2) 66 表 4-20 結構體不灑水剪力試驗強度(單位 kgf/cm2) 67 表 4-21 結構體灑水拉拔試驗強度(單位 kgf/cm2) 69 表 4-22 結構體不灑水拉拔試驗強度(單位 kgf/cm2) 70 表 5-1 剪力及拉拔試驗破壞臨界點與區間強度變化關係表 76 表 5-2 剪力及拉拔試驗破壞臨界點與多項式迴歸破壞臨界點比較表 77 表 5-3 灑水工區之剪力及拉拔試驗數據(單位：kgf/cm2) 79 表 5-4 灑水工區之剪力及拉拔試驗數據(單位：kgf/cm2) 80 表 5-5 實地拉拔試驗表(拍攝時間：2019 年 6 月 15 日) 80
第一章
緒論
第一節研究動機與目的
1.1.1 研究動機 台灣位於亞熱帶和熱帶氣候交接處，島嶼亦處於地震帶上，建築物容易受到自然環 境影響。建築物的外牆因施工品質、地震等導致界面層產生劣化，進而危及行人的生命 財產安全。有鑑於建築物公共安全，高雄市政府在 103 年度清查市內 4256 棟 6 層以上 公寓大廈外牆磁磚劣化。普查結果發現未使用磁磚的建物僅占 2%，高雄市建築物外牆 常用的外裝修材是磁磚。外牆磁磚劣化狀況中，磁磚剝落佔調查總數 20%，白華及汙損 各佔 44%及 59%，而隆起及裂縫各佔 8%及 3%，正常的僅有 15%(高雄市政府工務局， 2014)。建築物外裝修材劣化問題相當嚴重。 磁磚的施工界面包含打底水泥砂漿層、防水層與黏著層等，當界面層出現空鼓並且 失去黏著強度時，容易發生隆起現象。外牆磁磚產生空鼓時，表面上不一定能立即辨識， 增加了公共安全的潛在風險。為能確認隆起與剝落現象的破壞界面，在高雄市楠梓區進 行二丁掛磁磚調查。調查對象共 25 棟，劣化界面層位於黏著層者佔有 68%。表 1-1 為 兩棟案例，可見到劣化界面位於黏著層。因此本研究以黏著層空鼓率的設定來規劃實驗 研究。 外牆磁磚隆起樣態 地點 拍攝日期 外牆磁磚隆起樣態 高雄市楠梓區宏昌街 2019 年 5 月 高雄市楠梓區旗楠路 2019 年 5 月2018 年 12 月至 2019 年 4 月進行四例工地調查，結果顯示僅有一例在結構體不進 行表面灑水，有三個案例皆在打底層施作前進行灑水濕潤牆面的動作。從工地訪談中得 知，灑水的目的是增加結構體表面濕潤，避免施作打底層時，砂漿水分被結構體吸收而 導致乾裂。施作打底層前是否需在結構體灑水，在工地現場並無統一說法，因此在實驗 設計裡增加結構體灑水與否作為實驗變因，觀察黏著強度數據以評估此工序的必要性。 目前業界較常使用黏著強度試驗是拉拔試驗，拉拔試驗的拉力是與外牆磁磚呈垂直。 但磁磚本身具有重量，經外力易導致磁磚剝落，與外牆磁磚呈現平行向的剪力卻甚少被 討論，此平行施力方式在論文中統稱為剪力實驗。因此本研究同時進行拉拔試驗和剪力 試驗，以求更全面地分析黏著強度。拉力的示意圖如圖 1-1 所示。 磁磚受力示意圖 1.1.2 研究目的 探討磁磚黏著層空鼓比例與黏著強度關係，並尋求破壞臨界點。結構體灑水與否 及黏著層空鼓比例為實驗變因。以拉拔及剪力試驗進行黏著強度分析。空鼓比例的設 定從 25%至 75%，間隔為 5%，共十一工區空鼓比例，每區張貼三塊磁磚。研究目 的： 1. 磁磚施工界面遭受破壞之樣態與黏著強度之關係。 2. 不同空鼓比例下的拉拔與剪力強度及其破壞臨界點。 3. 結構體灑水與否對於拉拔與剪力試驗強度之影響。 拉拔試驗 (與外牆垂直) 平行施力 統稱剪力試驗 (與外牆平行)
第二節
研究對象與方法
1.2.1 相關用語定義 以下針對面磚工程的各項界面層作名詞界定，依序為混凝土結構體、打底層、防水 層及黏著層。 1. 結構體 根據「建築技術規則建築設計施工篇」第一章二十三條定義，外牆為建築物外圍之 牆壁。本研究所稱建築物外牆係指包覆建築物結構體、不包含內部牆體，區分室內外的 混凝土壁體，且壁體上貼附磁磚作為裝修材料，厚度為 15 公分之混凝土壁體。工地調 查裡，混凝土結構體施作打底層前進行牆面灑水，目的是為了清潔表面粉塵與潤濕牆面， 避免施作打底層時砂漿水分被牆體吸收，以致乾裂情形。 理解結構體灑水對於混凝土結構體及打底層之間的重要性，此一項目是本研究的重 點之一。 高雄市楠梓區某 5 樓建案之結構體 (資料來源：2019 年 4 月拍攝) 2. 打底層 面磚工程使用水泥砂漿作為黏著材料時，由於砂的清潔度對黏著強度相當重要，為 了讓水泥材料發揮最好的黏結性能，在施作打底層須注意牆面的清潔度，避免粉塵及雜 物讓打底層黏著性能降低。(李文田，2005) 根據「公共工程施工綱要規範」第 09220 章水泥砂漿粉刷之定義，以 1:3 水泥砂漿 填抹，並使用刮尺按照灰誌刮平，填抹厚度為 1 至 2 公分，水泥砂漿拌合 1 小時內需使 用完畢，粉刷打底至少 1.5 公分，粉光修飾至少需 1 公分。高雄市楠梓區某 5 樓建案施作打底層 (資料來源：2019 年 4 月拍攝) 3. 防水層 臺灣在建築物防水工程(屋頂層、地下室、浴室等)的使用範圍廣泛。台灣氣候屬於 亞熱帶氣候，加上近年天氣遽變，許多因素導致防水塗料的接著強度問題有很大的疑慮。 (莊志成，2016) 防水工程的施工環境須注意五點：(1)下雨或下雪不可施工、(2)下雨後 土地表面及內部必須確認乾燥後才可施工、(3) 地面若有結凍或結霜時不可施工、(4) 低 溫下施工會降低防水材接著力，室外溫度或地面低於 5 度時應暫停施作、(5)強風期間 應停止施工。(洪明瑞等，2003) 高雄市楠梓區某 5 樓建案防水層施作 (資料來源：2019 年 4 月拍攝) 4. 黏著層 磁磚工程經由適當的規劃設計、配比及施工，確保水泥砂漿及接著劑品質，即使在 惡劣的暴露環境下，磁磚的接著還是可以達到品質標準免於剝落或脫落。(陳瑞鈴，2016) 由工地訪談鋪貼磁磚的師傅，得知塗抹於牆上之黏著劑厚度至少在 3mm 左右，若無法 控制則會影響磁磚黏貼品質。(林立翔，2019)
磁磚黏著劑按照各家廠商建議之配比加水拌合後即可使用，使用前需確認水灰比、 凝結時間、黏貼時效，才能確實得到材料的強度，張貼磁磚時要確認底材的清潔與否， 確保磁磚與黏著劑的界面層處理良好。 高雄市岡山區某 4 樓建案黏著層施作 (資料來源：2018 年 12 月拍攝) 1.2.2 研究對象 外牆磁磚以面積來看從大至小分為二丁掛磚、方塊磚、小口磚、馬賽克磚。表 1-2 為訪問建材行所整理之外牆磁磚常見規格尺寸。經文獻回顧發現面積越大的磁磚產生劣 化且剝落的機率較高(蕭仁俊等，2018)。另一原因為工地調查後得知目前市面上普遍使 用的磁磚為二丁掛磚，因此本研究選擇二丁掛磚作為實驗的研究對象。 外牆磁磚規格尺寸(單位：mm) 名稱 尺寸(長×寬) 二丁掛磚 227×60、230×55、230×50 方塊磚 100×100、、95×95、80×80 小口磚 45×95 馬賽克磚 45×45、30×30、25×25、23×23、20×20、18×18、11×11 實驗試體由現場最常見的硬底施工法作為鋪貼。試體的工序由結構體至磁磚面依序 是混凝土結構體→打底層（1：3 水泥砂漿打底，厚度 20mm）→防水層（彈性水泥，厚 度 2mm）→黏著層（磁磚黏著劑，厚度 5mm）→磁磚→勾縫（磁磚填縫劑，厚度 2mm）。 試體剖面圖如圖 1-5 所示。
外牆磁磚界面層示意圖(單位：mm) 1.2.3 研究方法 確立研究的議題與目的後，透過資料蒐集與前置實驗進行實驗規劃。資料蒐集方式 除了文獻回顧外，還有田野調查。從現場調查確認工地施工工序，擬定試體施作方式。 劣化案例調查中得知二丁掛外牆磁磚隆起現象以西向最多，其次是西南及西北向，推測 因日照時數長及冬季東北季風導致，因此本研究將試體磁磚面朝西向。研究流程如圖 1-7，先從動機訂定主題及目的，接下來進行文獻蒐集及現場調查，使用實驗法去印證並 撰寫結論。 研究流程 以下為實驗法及實驗變因的說明。 1. 實驗法： (1) 剪力及拉拔試驗： 黏著強度包含拉拔與剪力試驗。拉拔試驗機拉力和磁磚牆面呈垂直，剪力試驗機拉 混凝土結構體，厚度 1500。 打底層，厚度 20。 防水層，厚度 2。 黏著層，厚度 5。 二丁掛磚，尺寸大小 50×230。 研究主題 研究目的 研究問題 文獻回顧 現場調查 實驗法 結論
黏著強度試驗 儀器 名稱 剪力試驗機 拉拔試驗機 實驗儀器示意圖 2. 實驗變因 (1)結構體灑水與否： 如動機所述，工地現場對於打底層前是否需要灑水潤濕結構體表面的說法不一。因 此，在施作試體時，將結構體灑水與否納入實驗設計，試體牆在施作時分成上半部結構 體不灑水及下半部結構體灑水。 (2)黏著層空鼓率的變化： 本研究為「外牆磁磚黏著強度與黏著層空鼓比例關聯性之研究」(吳柏叡，2018)之 延伸論文，因此實驗的條件以此論文為基礎做設定。 空鼓率 0%、25%、50%、75%的比值關係彙整於表 1-5。空鼓 0%結構體不灑水的剪 力拉拔比值為 0.15，灑水為 0.13，兩者相減差值為 0.02。將差值與兩者比值相除各得 0.15 與 0.13。空鼓 25%兩者工區比值為 0.19 與 0.14。比值相減差值為 0.05，差值與兩 者比值相除各得 0.26 與 0.36。空鼓 50%兩者工區比值為 0.48 與 0.12。比值相減差值為 0.36，差值與兩者比值相除各得 0.75 與 3。空鼓 75%兩者工區比值為 0.44 與 0.43，比值 互減之差為 0.01，差值與兩者比值相除後均得 0.02。 平行施力 垂直拉力
從上述文獻中發現以下兩點。 (a)由表 1-5 中可見，空鼓 75%剪力拉拔比值差除以比值為 0.02，趨近於 0，因此空鼓 率 75%以上不做討論。 (b)空鼓 0%剪力拉拔比值差除以比值為 0.13 與 0.15。空鼓 25%剪力拉拔比值差除以 比值為 0.26 與 0.36。空鼓率 0%至 25%之數值影響度低因此不列入實驗範圍。 綜合上述論述，把空鼓比例 25%至 75%作為實驗設定，為求得更精確的破壞臨界點 討論，空鼓比例間隔為 5%。進行剪力及拉拔試驗，分析不同空鼓比例的黏著強度變化 趨勢以找出破壞臨界點。 結構體不灑水工區剪力與拉拔 試驗對照表(吳柏叡，2018) 單位：kgf/cm2 空鼓比例 75% 50% 25% 0% 剪力試驗 0.72 0.91 1.17 1.75 拉拔試驗 1.64 1.89 6.21 11.94 剪力/拉拔 0.44 0.48 0.19 0.15 結構體不灑水工區剪力與拉拔 試驗對照圖(吳柏叡，2018) 結構體灑水工區剪力與拉拔試 驗對照表(吳柏叡，2018) 單位：kgf/cm2 空鼓比例 75% 50% 25% 0% 剪力試驗 0.57 0.63 0.77 1.61 拉拔試驗 1.33 5.39 5.67 12.77 剪力/拉拔 0.43 0.12 0.14 0.13 結構體灑水工區剪力與拉拔試 驗對照圖(吳柏叡，2018) 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 0 5 10 15 20 75% 50% 25% 0% 剪力/拉拔 剪力試驗 拉拔試驗 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 0 5 10 15 20 75% 50% 25% 0% 剪力/拉拔 剪力試驗 拉拔試驗
結構體不灑水及灑水的比值計算表 空鼓比例 75% 50% 25% 0% 結構體不灑水 剪力/拉拔比值 0.44 0.48 0.19 0.15 結構體灑水 剪力/拉拔比值 0.43 0.12 0.14 0.13 以上兩者差值 0.44-0.43=0.01 0.48-0.12=0.36 0.19-0.14=0.05 0.15-0.13=0.02 差值/結構體不灑 水剪力/拉拔比值 0.01/0.44=0.02 0.36/0.48=0.75 0.05/0.19=0.26 0.02/0.15=0.13 差值/結構體灑水 剪力/拉拔比值 0.01/0.43=0.02 0.36/0.12=3 0.05/0.14=0.36 0.02/0.15=0.15 試體工序流程如圖 1-11 所示。在進行打底層前，分為結構體灑水和不灑水工區； 黏著層鋪設時，設定不同比例的空鼓率，表 1-6 說明詳細實驗變因。 施工流程與變因 實驗變因 項目 變因 1 結構體灑水與否 變因 2 空鼓率 25%、30%、35%、40%、45%、 50%、55%、60%、65%、70%、75% 1.2.4 研究限制 本研究限制如下： 1.外牆磁磚經外力產生劣化導致剝落，磁磚本身的自重加上重力加速度危及公共安 全。「磁磚自重」不納入實驗強度計算。 打底層 防水層 黏著層 磁磚 填縫 「變因 2」空鼓率 「變因 1」結構體
2.剪力試驗使用鋼索接續墊片施加拉力使得磁磚破壞。平行施力過程所產生之「彎 矩」不納入論文討論範圍。圖 1-12 為研究限制拉力的示意圖。 研究限制拉力示意圖 第三節
研究架構
本研究架構分為五章，第一章為研究動機與目的、範圍與對象及架構。第二章為 文獻回顧及現場調查。回顧與外牆磁磚劣化及拉拔試驗相關文獻。現場調查包括外牆 磁磚隆起現況、現地施作拉拔試驗及工地調查。 第三章介紹實驗儀器與條件、施工方法並設計實驗計畫，進行拉拔及剪力試驗。 其實驗條件為黏著層空鼓比例與結構體灑水與否。第四章為拉拔及剪力試驗數據結果 分析並統整找出各工區強度臨界值，配合黏著層破壞比例分析觀看結果。綜合上述內 容提出結論與建議以及未來的研究方向。 磁磚重力 二丁掛磚(尺寸 50×230mm) 拉拔墊片 彎矩研究架構圖 第一章 研究動機與目的 研究範圍與對象 研究架構與流程 文獻回顧 現場調查 施工方法與材料設定 材料 剪力試驗 結論與建議 工具 工地 現場調查 現場施作 拉拔試驗 外牆磁磚隆 起樣態觀測 實驗條件 黏著層空鼓比例 結構體(不)灑水 水灰比 實驗計畫 拉拔試驗 外牆磁磚 拉拔試驗 外牆磁磚 施工法 剪力破壞臨界點 拉拔破壞臨界點 破壞界面層分析 第二章 第三章 第四章 第五章
第二章
文獻回顧與現場調查
第一節 文獻回顧
透過文獻回顧了解國內外牆磁磚相關文獻及研究。節次為三節，第一節內容為外牆 磁磚劣化及拉拔試驗技術之文獻回顧，第二節為高雄市楠梓區隆起磁磚案例調查，第三 節為外牆磁磚隆起現場拉拔試驗數據統整。 國內近 10 年與外牆磁磚相關的碩博士論文共 40 篇；議題可分為以下五項，依序是 (1)磁磚檢測、(2)外牆磁磚劣化原因、(3)外牆磁磚劣化發生界面、(4)施工材料及(5) 施工 方法。其中以磁磚檢測 35%為最高比例，其次為外牆磁磚劣化原因佔 25%，而外牆磁磚 劣化發生界面及施工材料各佔 15%，施工方法佔 10%。五項議題中與此研究相關的議 題有三項：磁磚檢測、外牆磁磚劣化原因、外牆磁磚施工界面，後續針對三項進行敘述。 圖 2-1 是外牆磁磚文獻分類比例圖。 圖2-1 外牆磁磚文獻分類圖 40 篇論文當中提取 4 篇與本研究相關的論文。依照時間順序前後為 2010 年的「面 磚工程施工中影響混凝土與水泥砂漿黏著強度因子之研究」，使用拉拔試驗探討水泥砂 漿在不同齡期的強度變化。2014 年的「磁磚黏貼界面抗拉強度研究」，利用不同施工法 進行拉拔試驗探討磁磚界面層劣化原因與強度。上述兩篇論文當中，參考拉拔試驗方法 及步驟，避免試驗方式不對導致數據錯誤。2016 年的「高層建築外牆磁磚打底層與防水 層對黏著強度影響之研究」，以拉拔試驗探討結構體灑水與否及防水層施作與否影響到 黏著強度，同時測量界面層溫濕度比較關聯性，參考此篇論文的結構體灑水與否是否影 響界面層強度，也因工地調查發現結構體灑水說法不一，因此納入實驗變因之一。2018 35% 25% 15% 15% 10% 磁磚檢測 外牆磁磚劣化原因 外牆磁磚劣化發生界面 施工材料 施工方法著層空鼓率對黏著強度影響，同時測量界面層溫溼度比較關聯性。上述既有文獻比較表 彙整於表 2-1。目前黏著強度試驗皆使用拉拔試驗，僅一篇論文提及剪力實驗。論文指 出黏著界面層產生 25%空鼓時強度驟降。但設定的空鼓比例區間過大，無法確認哪一空 鼓比例為臨界值。因此本研究將縮小空鼓比例區間，探討不同空鼓黏著強度影響。 關於界面層拉拔檢測既有文獻比較表 題目 學校/ 系別 作者/ 年 測定儀器 對象 研究方法 研究成果 面磚工程 施工中影 響混凝土 與水泥砂 漿黏著強 度因子之 研究 國立高 雄第一 科技大 學 營建工 程系 顏主恩 2010 RT3000LD 簡易型引張 試驗器 水泥 砂漿 界面 層 1.混凝土的 7、 14、28 天齡期 強度 2.混凝土含水狀 況 3.水泥砂漿厚度 4.砂含泥量 各個齡期 的研究因 子對於實 驗界面層 的影響效 果 磁磚黏貼 界面抗拉 強度研究 國立雲 林科技 大學 營建工 程系 曾禾光 2014 (E142)數位 式拉拔強度 試驗機 6*6c m 陶瓷 質磚 1.單.雙層防水 效果 2.試體灌水浸泡 於 3、6、9、 12、15 天拉拔 試驗 3.破壞界面位置 利用不同 防水施工 法及浸泡 天數不同 的拉拔試 驗影響效 果 高層建築 外牆磁磚 打底層與 防水層對 黏著強度 影響之研 究 國立高 雄大學 創意設 計與建 築學系 洪偉修 2016 R-30000ND 簡易型引張 儀 Hygropin 混凝土溫濕 度計、MS-7003 水分計 二丁 掛磁 磚 防水 界面 層 1.試體灑水與 否.有無防水層 2.界面層溫濕度 測量 3.拉拔試驗 4.不同工法拉拔 強度關係 5.破壞界面位置 1.結構體 有灑水的 磁磚黏著 強度高 2.無防水 層的磁磚 黏著強度 高 外牆磁磚 黏著強度 與黏著層 空鼓比例 關聯性之 研究 國立高 雄大學 創意設 計與建 築學系 吳柏叡 2018 R-30000ND 簡易型引張 儀 Hygropin 混凝土溫濕 度計、MS-7003 水分計 二丁 掛磁 磚 黏著 界面 層 1.黏著層空鼓分 配 2.界面層溫濕度 測量 3.剪力試驗 4.拉拔試驗 5.破壞界面位置 6.結構體灑水與 否 1.拉拔試 驗強度較 高 2.黏著層 出現劣化 後，強度 已大幅下 降
2.1.1 外牆磁磚劣化原因 隨著時間的增長，外牆磁磚的安全性、機能性及經濟性都有可能降低。（高蔡義， 2000）而外牆磁磚的損壞，可分為因地震等地非常時期發生的損壞及平常期間所發生的 損壞兩者，日常損壞多半於發生在施工後短期內，可能原因為施工不良及設計不良，還 有可能是因為材料及黏著層劣化所造成的破壞。(盧珽瑞，2010) 如下圖 2-2 為建築物外牆劣化問題發生的頻率的浴缸曲線，建築物完成初期，可能 因施工不良、設計問題與材料不恰當產生劣化，到了中期，上述問題可能有出現且被解 決後，問題發生頻率降低。末期則因許多問題被克服後，取而代之的就是日常維護不當 後產生的問題，這類問題大多為偶發的居多。(小笠原和博，2007) 建築物外牆附置物品為首當其衝抵抗惡劣環境，不論這些問題發生在哪一階段，須 盡快修護改善，以免問題日益嚴重。外牆磁磚劣化原因中可分為： (1) 初期發生劣化的原因有人為施工、施工方法錯誤及材料配比不當。 (2) 後期發生劣化的原因為自然環境與維護不良所導致。 圖2-2 建築物外牆劣化及經過年數關係 (資料來源：小笠原和博，2007)
依磁磚劣化現象的種類分類五種，為白華、汙損、龜裂、隆起、剝落，而白華及汙 損僅造成建築不美觀並無立即危險，因此僅列出會造成為害之劣化。剝落與隆起現象均 表示外牆磁磚界面已發生脫黏現象。(厲娓娓，2017)隆起為剝離情況已相當嚴重，可由 肉眼確認磁磚已有成外突狀之變形現象；此情況占大宗，且具有掉落傷人之危險性。剝 落為外牆裝修材料已產生脫落、損壞的狀況。龜裂為磁磚產生裂痕，由目視可以確認磁 磚已存在損壞現象。剝落為磁磚黏著層與粉刷層或粉刷層與結構體的界面產生間隙，導 致材料分離，通常無法以目視確認此劣化之發生。(盧珽瑞，2010) 建築物外牆表皮因承受自然力的破壞（日照、酸雨、砂塵、鹽害、地震、颱風等）， 造成外牆附置物與外牆面材的風化現象、混凝土強度降低、混凝土中性化、磁磚剝落、 磁磚吐黑、紅磚白華、壁癌等問題。外牆磁磚劣化可分為兩者，物理性劣化與時代性劣 化。物理性劣化意指結構體、構造物與設備歷經自然外力、磨損、振動與故障等因素造 成劣化。時代性劣化意指因技術革新、社會需求量增加因素造成建築物的價值降低。(江 立偉，2009) 圖2-3 外牆磁磚劣化因素 磁磚材料劣化位置可分為三種: 磁磚與張貼用之水泥砂漿之間、張貼用的水泥砂漿 與底材的水泥砂漿粉刷之間及底材的水泥砂漿粉刷與結構體之間，由此可知磁磚劣化不 能歸咎於單一原因，檢討磁磚缺陷原因需全面性的考量。(蔡慶豐，2003)
引起磁磚空鼓原因相當多，從施工養護條件、操作方法及材料各方面都有可能，主 要分為以下幾點：結構體清理不當、黏著層塗佈不均、晾置時間過長、磁磚使用前浸泡 時間不夠、氣候溫差大等。(劉偉輝，2002) 外牆磁磚產生劣化的因子非常多，產生劣化現象的原因並非單一因素造成。其劣化 現象可概略分為自然因素與人為因素，本研究中主要探討人為因素中的施工因素。外牆 磁磚劣化樣態其中以剝落與隆起具公共安全危險，進行田野調查外牆磁磚隆起樣態作為 設置空鼓比例依據。 本研究針對高雄市建築外牆磁磚施工法做調查，因此回顧高雄市外牆磁磚狀況發現， 建築外牆裝修材料經常使用二丁掛磁磚，據 2014 年高雄市政府統計六樓以上之公寓大 廈，屋齡超過 16 年的磁磚掉落比例急遽提高，其中以 21 至 25 年的 26%為最高；其次 是 16 至 20 年佔 24%。(高雄市政府，2014)參閱圖 2-4。 圖2-4 高雄市六樓以上之公寓大廈外牆磁磚剝落統計及屋齡分析 (資料來源：高雄市 103 年度推動建築物加強公共安全成果專輯) 2.1.2 外牆磁磚施工法 依據行政院公共工程委員會所頒布的公共工程施工綱要規範的 09310 章瓷磚，施 工方法分為兩者，是軟底施工法及硬底施工法。工地普遍使用硬底工法，以下以硬底 2 6 7 24 26 23 21 22 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 5年以下 6-10年 11-15年 16-20年 21-25年 26-30年 31-35年 36年以上 百分比 (%) 高雄市六樓以上之公寓大廈 外牆磁磚剝落統計及屋齡分布
1. 薄漿工法（硬底施工法） (1) 打底砂漿層 a. 應依契約圖說所示位置先以水泥砂漿粉刷打底控制高程與洩水坡度，除契約圖說另 有規定外，應以容積比 1：3 水泥砂漿施作。 b. 同時應在底層施作階段將高程、洩水、排水坡度及瓷磚分割等，依據契約圖說所示 予以嚴格控制。 (2) 薄漿工法 a. 施工面清理（洗）乾淨、灑水潤濕後，先鋪佈一層工程司核可之接著劑或濃稠之水 泥漿液。 b. 依瓷磚之厚度選用適當之有齒刮（鏝）刀，並將接著砂漿（以經工程司核可之接著 劑與水泥砂漿均勻拌和而成）依單一方向鋪佈、刮勻於施工面上，亦同時在瓷磚背面 將接著砂漿均勻刮佈於其上。 c. 均勻地將瓷磚壓實於施工面上，施工面及瓷磚背面之接著砂漿之刮紋應互相垂直。 d. 以木槌或橡皮槌輕輕敲擊以調整其高程。 磁磚施工法可分為糰狀貼法、改良式砌起貼法、壓貼著法及馬賽克貼法，不論何 種貼法均需按裝修圖定出基準線、定標準餅、拉水線，以保持裝修牆面及勾縫之平 直。糰狀貼法係將混凝土底層澆水潤濕，於磁磚背面填充水泥砂漿，由上而下壓貼於 牆面，每天好一列隨即將背面空隙處填充水泥漿，每日張貼之高度，二丁掛約為 1.2~1.5 公尺， 三丁掛及四丁掛約為 0.7~0.9 公尺；改良式砌起貼法為糰狀的改良式施工法，相 異之處為底層經適度的水泥砂漿粉刷後，再依糰狀貼法將磁磚壓貼在牆面。壓著貼法 是底層澆水潤濕後，上粉刷以黏著貼面用之水泥砂漿厚約 5~8 公釐，每塗抹約 2 平方 公尺左右隨後即以工具將磁磚輕壓貼埋入水泥砂漿中，勾縫隆起之水泥砂漿則使用鏝 刀裝修；壓者貼法細分為壓著貼法及衝擊式壓著貼法。馬賽克貼法的底層可比照水泥 粉刷施作，裝貼時將底層澆水潤濕後，再均勻抹上一層厚約 2~3 公釐之貼面水泥漿， 隨後由牆頂往下依次壓貼，用木鏝刀輕敲壓著，於貼面水泥砂漿未硬化前，將面刷濕
剝下，並快速掉整勾縫寬度及排列，貼面水泥砂漿硬化後，以白水泥濕作勾縫，並清 理表面雜屑污泥(營造法與施工，2011)。表 2-2 為國內磁磚施工法重點整理。 國內外牆磁磚施工法 施工法名稱 施工法圖說 內容 糰狀貼法 每日磁磚張貼高度限制，且 張貼磁磚時間較長。 改良式 砌起貼法 施工效率較低，但對施工人 員技術要求較高。較糰狀貼 法更適合丁掛尺寸磁磚。 壓著貼法 施工快速，但牆面平整度較 差。 衝擊式 壓著貼法 利用震動工具對磁磚表面加 壓使磁磚均勻張貼。對打底 層平整度要求較高。
馬賽克貼法 對施工人員技術要求較高。 需控制每塊磁磚黏著砂漿的 用量。 (資料來源：營造法與施工，2011) (2)日本外牆磁磚施工法 磁磚施工法分為糰狀貼法、壓著貼法、改良式壓著貼法、衝擊式壓著貼法、黏著 劑貼法及馬賽克貼法。 糰狀貼法於磁磚背面填充水泥砂漿，由上至下壓貼於牆面；壓著貼法施作打底層 後以黏著水泥砂漿厚約 5~8mm 並以工具將磁磚輕壓貼水泥砂漿之中。改良式壓著貼 法於牆面及磁磚背面皆塗抹黏著劑張貼並以工具將磁磚輕壓貼埋入水泥砂漿中。衝擊 式壓著貼法使用震動工具在張貼完成的磁磚表面施加壓力，使黏著力增加，此作法對 於打底層平整度要求較高。黏著劑貼法使用彈性接著劑增加黏著力。馬賽克貼法為多 片磁磚為單位，於磁磚背後塗抹黏著劑張貼，較節省時作時間(日本全國磁磚業協會， 2008)。表 2-3 為日本磁磚施工法重點整理。 日本外牆磁磚施工法 施工法名稱 施工法圖說 內容 糰狀貼法 磁磚黏著力較高。張貼磁磚時間 較長，但對於打底層平整度要求 較低。
改良式糰狀貼 法 對施工人員技術要求較高，施工 效率較低。較糰狀貼法更適合丁 掛尺寸的磁磚。 壓著貼法 施工快速，牆面平整度較差。 改良式 壓著貼法 對施工人員技術要求較高；磁磚 黏著力高於壓著貼法。 衝擊式 壓著貼法 震動工具對磁磚表面加壓，使得 磁磚均勻張貼，不易剝落。對打 底層平整度要求較高。 黏著劑貼法 使用彈性黏著劑，磁磚黏著力 強，適合較大尺寸磁磚。 馬賽克貼法 對施工人員技術要求較高。需控 制每塊磁磚黏著砂漿的用量。 (資料來源：タイル手帖，全國タイル業協会，2008) 2.1.3 外牆磁磚拉拔試驗 外牆壁面上採用磁磚拉拔試驗機測試該磁磚的黏著強度，其優點是可以立即得到黏 著強度，了解接著之性能。使用限制為磁磚試驗後的位置需進行修補、不適用於表面有 較大凹凸的磁磚及僅能測定部分的磁磚。(厲娓娓，2018)
各國對於拉拔試驗的強度標準說法不一。國家標準 CNS12611(陶瓷面磚接著劑)制 定接著劑強度約為 6kgf/cm2。日本規定的拉拔強度 4kgf/cm2(適用於壓貼工法的磁磚)、 香港規定的拉拔強度 5kgf/cm2。(厲娓娓，2018)對於新建建築物外牆施工 檢驗方法日本、臺北市及高雄市都有相關規定，如下表所示。 (翁佳樑，2016) 新建建築物外牆施工檢驗方法及相關規定整理 日本 臺北市 高雄市 打診 確認 採用 有 無 無 範圍 全面打診 無 無 拉拔 試驗 採用 有 有 有 強度 4kg/cm2 以上 6kg/cm2 以上 4kg/cm2 以上 數量 每 100m 2擇一點進 行一案至少 3 處。 各向立面取 1 處， 至少 3 處。 每五層各向立面擇 二處不同樓層外牆 位置進行。 位置 無指定。需由監督 人員選定。 無指定。 無指定。拉拔位置 應距陽台 1.5 公尺 以上。 (資料來源：翁佳樑，2016) 日本全國磁磚協會於 2008 年提出磁磚手冊。內文有提及黏著力試驗步驟及注意事 項，以下進行黏著力試驗流程說明。磁磚手冊提及的標準施工法運用於日本大樓、集合 住宅、大廈等施工現場。能將這些步驟運用於我的實驗計畫中。 接著力實驗流程 接著力實驗流程 注意點 1.雨天時試體上的黏著劑會產生影響，不建議在雨天進行實驗。 2.二丁掛磁磚進行實驗容易產生偏心並會影響強度，所以切割成小口磚 的大小再進行拉拔實驗。 檢查 1.施工後兩周以上再進行拉拔實驗。 2.試驗體的數量，每 100m2以下，至少施作一個。若此牆全面都要黏貼 磁磚，需要測定三個。 3.測定強度結果 4N/mm2才合格。 準備 1.磁磚進行黏貼時，施作面積(各層/各面)取決於需要進行拉拔試驗之磁 磚數量。 2.試驗後，實驗記錄與報告書要同時製作。 管理 1.施工過後經兩周以上進行檢查，如上方所述會有特定的檢查範圍。
2.黏著力試驗數據若與上述標準不同，需探究原因、重新修補再進行一 次實驗。 技術者 1.確定實驗位置個數。 2.檢查時關係者需一同進行檢查。 3.結束之後需要製作報告書。 (資料來源：タイル手帖，全國タイル業協会，2008) 試驗體確定進行拉拔實驗，需於施工完成後兩周以上方可進行。進行實驗前需先將 測試磁磚四周圍的勾縫切斷並至結構體。當受測物進行實驗產生破壞後，破壞界面層不 侷限於磁磚與黏著砂漿的界面破壞，破壞層面大致可分為四項，混凝土結構體與打底層、 打底層與防水層、防水層與黏著砂漿、黏著砂漿與磁磚。 拉拔墊片的尺寸盡量與磁磚尺寸相符合。二丁掛磁磚尺寸為 227×60mm，相較於其 他磁磚相比較大，試驗時容易因偏心作用，導致施力偏差，故切成 108×60mm 大小作測 試大小的磁磚，避免拉拔試驗軸心旋轉造成數據誤差。 圖2-5 拉拔試驗示意圖 (資料來源：タイル手帖，全國タイル業協会，2008) 拉拔試驗機的構造原理如下圖所示。原理為依靠油壓的方式以轉動軸承，同時加壓 測試物並造成破壞。拉拔試驗主要確認試驗後強度與試驗破壞界面層關係。
圖2-6 拉拔試驗機構造 (資料來源：タイル手帖，全國タイル業協会，2008) 進行拉拔試驗過程應注意下列事項： 1. 使用拉拔機，其加載荷重速率需保持在 3 秒/圈為原則。 2. 使用環氧樹脂須注意劑量比例及工作時間。 3. 使用手持圓鋸機時，為乾式切割故須避免切割鋸片過熱。(顏主恩，2010) 進行拉拔試驗後，需紀錄拉拔強度數據之外，該試驗後之磁磚破壞樣態應須立即完 整拍照記錄，磁磚拉拔試驗操作方式如表 2-6 所示。 拉拔試驗施作說明 1.試驗體周圍勾縫必須 切斷至結構體 2.墊片上塗抹黏著劑 (AB 膠) 3.試驗體與測試物黏貼 完成/使用膠帶固定 4.試驗體進行拉拔實驗 (資料來源：タイル手帖，全國タイル業協会，2008)
試驗後不僅討論數據變化，也要探討破壞界面層位置。界面層破壞位置分為兩者， 一為界面層各層之間交接處產生破壞，二為該界面層區間內產生破壞。假使為第二項界 面層(以黏著層為例)區間產生破壞，代表該黏著材料本身強度較高。 工地黏貼的外牆磁磚表面具花紋且凹凸不平，目的是增加美觀性。進行拉拔試驗前 須先黏墊片，故該磁磚表面需要是光滑面，納入選擇磁磚條件。試驗後之磁磚破壞界面 層比例與磁磚背面的狀況可參閱表 2-7 破壞狀況示意表。 拉拔試驗後破壞狀況示意表 有水泥砂漿底材存在時 直接張貼時 標 示 圖示 斷裂位 置 標 示 圖示 斷裂位置 試 － 襯 試體墊片 與磁磚之 間 試 － 襯 試 體 墊 片 與 磁 磚 之 間 襯 破 磁磚破壞 襯 破 磁磚破壞 襯 － 鋪 磁磚與鋪 貼用水泥 砂漿之間 襯 － 鋪 磁 磚 與 鋪 貼 用 水 泥 砂漿之間 鋪 破 鋪貼用水 泥砂漿破 壞 鋪 破 鋪 貼 用 水 泥 砂 漿 破 壞 鋪 － 底 鋪貼用水 泥砂漿與 水泥砂漿 底材之間 鋪 － 凝 水 泥 砂 漿 底 材 與 混 凝土之間 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 水泥砂漿底材 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 水泥砂漿底材 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 水泥砂漿底材 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 水泥砂漿底材 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 水泥砂漿底材 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 混凝土
底 破 水泥砂漿 底材破壞 凝 破 混 凝 土 破 壞 底 － 凝 水泥砂漿 底材與混 凝土之間 (資料來源：中島和幸，2007) 凝 破 混凝土破 壞
第二節 外牆工地現場調查
為了解現行外牆磁磚施工法，前往高雄市三個工地進行外牆磁磚施工法的調查，藉 由現場調查確認外牆磁磚施作方法及流程，彙整外牆磁磚施工法、材料及使用的配比以 設計實驗用試體。 2.2.1現場調查資料 2018 年 12 月至 2019 年 10 月間，前往高雄市三個工地進行現場調查，表 2-8 為個 案例外牆磁磚工序及現場訪談的內容重點。表 2-9 是 A 案例外牆磁磚施工工序的照片 說明。表 2-10 是 B 案例外牆磁磚施工工序的照片說明。表 2-11 是 C 案例的外牆磁磚工 序的照片與說明。 工地現場調查資料統整 案 例 位址 規模 外牆磁磚工地現場訪談重點 A 高雄 市岡 山區 2018 年 12 月 3F 1. 混凝土結構體→表面清潔（灑水）→吊線→灰誌→門窗安裝→樓 層、窗框防水→打底層（第一天）→晾置時間（兩天）→防水層 （第四天）→黏著層第一層 0.5cm（第五天）→磁磚黏貼→填縫 →清洗 2. 打底層以 1：3 水泥砂漿調配水泥（環球水泥），厚度約 2cm 3. 防水層依廠商說明調配彈性水泥(金絲猴防水塗料)，厚度約 0.2cm 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 水泥砂漿底材 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 水泥砂漿底材 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 水泥砂漿底材 混凝土 試體墊片 磁磚 鋪貼用水泥砂漿 混凝土4. 黏著層第一層櫻梅曲折性多用途磁磚石材黏著劑，厚度 0.5cm 5. 填縫劑泥康高防水.高強度磁磚防水填縫劑，厚度 0.5cm 6. 工序與各界面材料示意圖。 B 高雄 市鳳 山區 2019 年 1 月 15F 1. 混凝土結構體→表面清潔（無灑水）→ 吊線→灰誌→門窗安裝→ 黏著層→打底層（第一天）→晾置時間（兩天）→防水層施作（第 三天）→黏著層（第四天）→磁磚（第四天）→填縫→清洗 2. 打底層以師傅經驗值調配水泥砂漿（太陽牌水泥），厚度約 2cm 3. 防水層依廠商說明調配彈性水泥(金絲猴 PU 防水塗料)，厚度約 0.1 至 0.2cm 4. 黏著層依廠商說明調配，T-bar 標準黏著劑，厚度 0.5cm 5. 工序與各界面材料示意圖。 C 高雄 市楠 梓區 2019 年 4 月 5F 1. 混凝土結構體→表面清潔整平（灑水）→吊線→灰誌→門窗安 裝→黏著層（第一天）→打底層（第一天）→晾置（三天）→防水層 第一層施作（第七天）→防水層第二層施作窗框位置及牆面轉角處 （第九天）→標記磁磚黏貼處（第十天）→黏著層（第十天）→磁磚 →填縫 2. 打底層以師傅經驗值調配水泥砂漿（環球水泥），厚度約 2cm
A 工地現場調查工序紀錄(日期：2018 年 12 月 11 日至 17 日) 1.拌勻黏著劑 2.施作黏著層 3.黏貼磁磚 4.調整磁磚間距 B 工地現場調查工序紀錄(2019 年 1 月 4 日至 10 日) 1. 施作打底層 2. 施作防水層 3. 黏著劑拌合完成 4. 施作黏著層 5.黏貼磁磚 6.調整磁磚間距 7.調整磁磚間距 8.磁磚黏貼完成 驗條配加入水泥中。 4. 防水層依廠商說明調配彈性水泥(金絲猴防水塗料)，厚度約 0.2cm 5. 海菜粉加黏著層磁磚黏著劑依廠商說明調配，厚度 0.4cm 6. 工序與各界面材料示意圖。
C 工地現場調查工序紀錄(2019 年 4 月 19 日至 26 日) 1.拌勻水泥砂漿 2.施作黏著劑 3.施作打底層 4.刮除部分砂漿 5. 木幔刀整平 6. 調和彈性水泥 7.防水層施作 8.防水層完成 9.防水劑調和 10.施作防水層 11.放樣 12.彈墨線 13.拌合黏著劑 14.施作黏著層 15.黏貼磁磚 16.調整間隙 2.2.2 調查結果 本節調查工地外牆磁磚施工過程，是為了後續實驗試體設計與磁磚計畫參考。A 及 B、C 案例當中，皆會在打底層前先進行灑水的動作，目的是為了濕潤結構體的表面。 經評估後，一般工地較常見的磁磚施工法為 A 案例，因此採用 A 案施工法作為實驗試
在調查過程中，不同規模的建築物興建當中，防水層塗佈的位置些許差異。依照訪 談後的結果為，除了整棟建築進行防水層塗佈，有些工地會上第二次防水，在窗框、門 框、樓層轉角處進行防水層塗抹。因此本實驗依照現況施作防水層。 近期台灣普遍的建築案常用的外牆裝修材是以二丁掛磁磚為主。調查的三個案例中 皆使用二丁掛磁磚，依據各項工序的施作材料、配比厚度進行調查。 施作外牆磁磚打底層材料為水泥砂漿，比例是水：水泥：砂漿=1：1：3。防水層皆 以彈性水泥，材料配比以廠商說明調配比例為主。黏著層的材料為磁磚黏著劑，比例為 水：磁磚黏著劑=1：3。磁磚黏著劑本身依照比例與水拌勻後即可使用，黏性高於海菜 粉。 調查時發現部分工地會把海菜粉加入磁磚黏著劑拌合後作使用，師傅的說法是磁磚 黏著劑本身黏性已足夠，加入海菜粉便可再增加其磁磚黏著劑黏性。不過，普遍被業界 所採納還是磁磚黏著劑拌合水作使用。 調查案例之磁磚材料、配比及各層面厚度 案 例 材料與品牌 現場施作配比 廠商建議配比 界面厚度 A 打底層:環球水泥 1:3 水泥砂漿 無 約 20mm 防水層:金絲猴彈性水泥 1:0.3(彈性水泥:水) 1:0.3(彈性水泥:水) 約 2mm 黏著層:櫻梅磁磚黏著劑 依師傅經驗調配 1:0.28(黏著劑:水) 約 5mm B 打底層:太陽牌水泥 依師傅經驗調配 無 約 20mm 防水層:金絲猴彈性水泥 1:0.3(彈性水泥:水) 1:0.3(彈性水泥:水) 約 1-2mm 黏著層:T-bar 黏著劑 1:0.3(黏著劑:水) 1:0.28(黏著劑:水) 約 5mm C 打底層:環球水泥 1:3 水泥砂漿 無 約 20mm 防水層:金絲猴彈性水泥 1:0.3(彈性水泥:水) 1:0.3(彈性水泥:水) 2mm 黏著層:櫻梅磁磚黏著劑 1:0.3(黏著劑:水) 1:0.28(黏著劑:水) 約 4mm
第三節 二丁掛磁磚現場調查
為了解外牆磁磚隆起樣態，調查高雄市楠梓區住宅建築物磁磚隆起案例，藉此規劃 實驗計畫。同時調查建築物屋齡、劣化位置、樓層等項目。 2.3.1 高雄市楠梓區隆起磁磚案例調查 在 2019 年 4 月至 5 月間，調查高雄市楠梓區四個區域，各為右昌、楠梓、土庫、 援中港，而調查對象為具有二丁掛隆起磁磚的住宅建築物，表 2-13 彙整楠梓區建築物 外牆磁磚隆起樣態。 楠梓區建築物外牆磁磚隆起樣態 （○代表符合選項，－代表未符合） 建 物 編 號 楠梓區 地理位 置 竣 工 年 屋 齡 結 構 形 式 樓 層 隆起樓 層 隆起樣態狀況 劣化 界面層 位置 外牆材質 二 丁 掛 方 塊 磚 小 口 磚 援中港 1 中和里 95 12 RC 6 3、4、6 複合磁磚剝落之隆起 黏著層 ○ - - 2 藍田里 10 1 6 RC 4 2 多片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 右昌 3 和昌里 64 44 RB 3 2、3 複合磁磚剝落之隆起 黏著層 ○ - - 4 和昌里 - - RC 6 3、4 複合磁磚剝落之隆起 黏著層 ○ - - 5 興昌里 86 21 RC 4 1、2 複合磁磚剝落之隆起 打底層 ○ - - 6 宏昌里 87 20 RC 4 2、3、4 複合磁磚剝落之隆起 黏著層 ○ - - 7 秀昌里 83 25 RC 6 2、3、4 多片磁磚隆起 打底層 ○ - - 8 秀昌里 83 25 RC 5 5 單片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 9 宏昌里 77 30 RB 4 2、3 多片磁磚隆起 黏著層 ○ ○ - 10 慶昌里 78 29 RC 13 5 多片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 11 久昌里 94 13 RC 4 2 多片磁磚隆起 黏著層 ○ ○ - 楠梓 12 東寧里 83 24 RC 8 3 多片磁磚隆起 打底層 - ○ -14 享平里 78 30 RB 4 2、3、4 多片磁磚隆起 打底層 ○ - - 15 享平里 78 30 RB 4 2、3、4 多片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 16 享平里 78 30 RB 4 2、3 多片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 17 享平里 78 29 RB 4 4 多片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 土庫 18 清豐里 83 24 RC 17 7、11、 13 單片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 19 清豐里 92 15 RC 4 2、3、4 多片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 20 清豐里 93 14 RC 4 2、3 單片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 21 清豐里 92 15 RC 4 3、4 複合磁磚剝落之隆起 打底層 - - ○ 22 清豐里 92 15 RC 4 3、4 多片磁磚隆起 打底層 - - ○ 23 清豐里 93 14 RC 5 2 複合磁磚剝落之隆起 黏著層 ○ - - 24 清豐里 96 12 RC 4 4 多片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 25 清豐里 96 12 RC 4 3 單片磁磚隆起 黏著層 ○ - - 本節進行磁磚隆起樣態現場調查，用意是當作研究中的磁磚計畫參考。調查中得知 磁磚樣態大致分為三類，整片(單片或多片)隆起、複合磁磚剝落隆起及伴隨結構劣化之 隆起。由表 2-14 現場調查之案例可發現，多數磁磚空鼓處僅靠著短向黏著力固定，因 此實驗的磁磚計畫模擬真實狀況以短向為出發，設定不同比例之黏著層空鼓率。 隆起樣態觀察 建物 編號 時間/地點 隆起樣 態狀況 劣化 界面層 位置 模擬空鼓示意 (斜線為空鼓區) 外牆磁磚隆起樣態觀察 1 2019 年 4 月/高雄市 楠梓區大 學 58 街 複合磁 磚剝落 之隆起 黏著層 短向 4 2019 年 5 月/高雄市 楠梓區後 昌路 876 巷 複合磁 磚剝落 之隆起 黏著層 長向 短向 具黏著作用 空鼓區 具黏著作用 空鼓區
6 2019 年 5 月/高雄市 楠梓區宏 昌街 複合磁 磚剝落 之隆起 黏著層 短向 7 2019 年 5 月/高雄市 楠梓區後 昌路 2 弄 多片磁 磚隆起 打底層 長向 8 2019 年 5 月/高雄市 楠梓區後 唱路 876 巷 單片磁 磚隆起 黏著層 短向 10 2019 年 5 月/高雄市 楠梓區新 昌街 多片磁 磚隆起 黏著層 長向 12 2019 年 5 月/高雄市 楠梓區青 農路 多片磁 磚隆起 打底層 長向 具黏著作用 空鼓區 空鼓區 具有黏著作用 具黏著作用 空鼓區 具黏著作用 空鼓區 具黏著作用 空鼓區
14 2019 年 5 月/高雄市 楠梓區楠 梓西巷 21 弄 多片磁 磚隆起 打底層 短向 18 2019 年 4 月/高雄市 楠梓區旗 楠路 單片磁 磚隆起 黏著層 短向 24 2019 年 5 月/高雄市 楠梓區土 庫路 多片磁 磚隆起 黏著層 短向 2.3.2 磁磚拉拔試驗 在 2019 年 4 月及 5 月對高雄市楠梓區住宅建築物進行外牆磁磚劣化調查，圖 2-7 及圖 2-8 是所拍攝磁磚隆起現況。多數二丁掛磁磚隆起以整片(單片或多片)隆起較常見， 多數單片剝落的外牆磁磚無勾縫，有勾縫的外牆磁磚較多呈現的狀態為隆起。推估填縫 劑具附著力，使得磁磚周圍有黏著強度。填縫劑與外牆磁磚隆起有相對關係。 圖2-7 隆起樣態 圖2-8 隆起樣態 具黏著作用 空鼓區 具黏著作用 空鼓區 具黏著作用 空鼓區
於現場調查中取得一棟位在高雄市左營區的民宅同意而進行牆面拉拔試驗。此棟建 築物外牆磁磚已多處剝落及隆起。於 2019 年 6 月至此民宅進行拉拔試驗，民宅照片如 圖 2-9，照片中黑色框線為調查位置。圖 2-10 中，編號 1、編號 2、編號 3 為拉拔位置， 此三處的隆起高度不一。 圖2-9 高雄市左營區某處民宅 圖2-10 需檢測位置標示及劣化區域 編號 1、編號 2、編號 3 之受測物隆起高度分別為 0.35、0.45、0.7 公分，拉拔試驗 後，其數值整理於表 2-12 中，編號 1、2 拉拔成功。編號 3 在儀器固定墊片上時，因為 重力關係，使得該測驗之磁磚掉落外，未得到拉拔實驗數據。 編號 1 編號 2 編號 3
磁磚隆起高度 照片 編號 1 2 3 隆起高度(cm) 0.45 0.35 0.7 拉拔試驗強度 (kgf/cm2) 1.48 1.44 ×
第三章
實驗計畫
本章敘述實驗的前置規畫及實驗步驟，共分為兩節。第一節敘述實驗條件、實驗儀 器及實驗步驟。第二節介紹實驗試體設計，其中包含了磁磚計畫及實驗試體製作。第一節 實驗條件與實驗儀器
本研究的實驗試體位在高雄市楠梓區國立高雄大學校園內，如圖 3-1 地圖上標示黑 點的位置。劣化案例調查中得知二丁掛外牆磁磚隆起現象以西向最多，因此將試體磁磚 面朝西向。試體完成後靜置兩周，於靜置時間完畢進行磁磚剪力及拉拔試驗。試體牆鋪 貼磁磚的時間從 2020 年 4 月 10 日至 12 日共三天。2020 年 4 月 27 日至 6 月 16 日，每 周兩次，早上 9:30-11:30 進行剪力與拉拔實驗。有雨天時不進行實驗。合計共 51 天。 實驗條件設定 本研究的試驗牆體符合一般工程建築物外牆標準。外牆磁磚鋪貼中所使用的材料比 例、設計強度將參考各家廠商及現場調查的結果。打底層的水泥使用東南牌水泥，水灰 比為 0.3（水：水泥砂漿），設計抗壓強度為 175kgf/cm²(資料來源：東南水泥股份有限 公司)；防水層使用貓王牌彈性水泥，水：彈性水泥配比為 0.2：1，強度部分廠商並無相 圖3-1 試體位置(上為北方) 黑點為試體位置，黑色框線是學校範圍 (地圖資料來源：Google map) 圖3-2 實驗試體 (拍攝日期：2020 年 4 月)磁磚黏著劑配比為 0.3：1，7 天抗拉設計強度可大於 10kgf/cm²(資料來源：建鴻興業股 份有限公司)。上述說明材料配比、預期強度、化學成分彙整於表 3-1。 實驗材料配比、成分及強度 依據文獻回顧與現場調查歸納出重點後提出兩點實驗變因。第一點實驗變因為「施 作打底層前混凝土灑水與否」，第二點實驗變因為「黏著層空鼓率設定」。固定因子為 「混凝土結構體」、「防水層」及「二丁掛磁磚」。本研究根據文獻回顧及工地現場調 查後，設計實驗試體並進行正式實驗。 圖3-3 實驗流程圖 項目 比例 預期強度 化學成份 打底層 1:1:3 (水:水泥:砂) 28 天齡期抗壓強度 175kgf/cm²(2500psi) 石灰(CaO)、氧化矽(SiO2)、氧化 鋁(Al2O3)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化 鎂(MgO)、三氧化硫(SO3)。 防水層 0.2:1 (水:彈性水泥) 無 水泥、石英砂(SiO2)、高分子乙烯 樹脂:(丙烯酸 C3H4O2)、細骨材。 黏著層 0.3:1 (水:磁磚黏著劑) 7 天拉拔強度大於 10 kgf/cm² 水泥、石英砂(SiO2)、高分子聚酯 樹脂(乙烯-醋酸乙烯共聚物 CH3COOCH=CH2)、細骨材。 實驗規劃 磁磚計畫 實驗試體施工 實驗結果分析 拉拔試驗 剪力試驗
實驗儀器介紹 此節介紹實驗過程中所使用的儀器設備，包含各項儀器規格及用途等。實驗中會使 用的儀器有磁磚拉拔機、剪力試驗機、數據紀錄器，測量混凝土結構體表面濕度使用混 凝土水分計，先行實驗之工具如磁磚切割機、手持圓鉅機，如圖 3-4、3-5。 1. 磁磚剪力試驗機 此台機器為廖硃岑老師研究室與典瑞企業有限公司共同開發的磁磚剪力試驗機如 圖 3-6 所示。儀器為手搖式試驗機，最大判讀刻度 1000kgf、拉拔速度為 5sec/圈、機器
拉拔數值為(kgf)，試驗結果須經由 S-Type Universal Load Cells 拉力荷重元件讀取數據
並記錄，如圖 3-7。儀器為鋁合金材質，最大拉拔力 1000kgf，額定輸出 2.0±10%。拉力 荷重元件起始拉力為-0.5 公斤，實驗數值會再加回 0.5 公斤。國內相關的拉拔數值均以 (kgf/cm2)表示，本研究之試驗數據經由計算後以(kgf/cm2)表示。儀器使用原理圖如 3-8 所示。 圖3-6 磁磚剪力試驗機 圖3-7 拉力荷重元件 圖3-4 磁磚切割器 圖3-5 磁磚切割機
圖3-8 剪力試驗機使用原理 2. 磁磚拉拔機(R-30000ND) 使用サンコーテクン株式会社生產的拉拔器/簡易型引張儀(R-30000ND)。儀器為手 搖式試驗機，最大拉拔力 30KN、最小判讀刻度 0.1N、拉拔速度為 3sec/圈、機器拉拔數 值為(N/mm2)。國內相關的拉拔數值均以(kgf/cm2)表示，本研究後續試驗之數據經由計 算後以(kgf/cm2)表示。儀器使用原理圖如 3-9 所示。 圖3-9 磁磚拉拔試驗機 圖3-10 拉拔試驗機使用原理
拉拔試驗機/簡易型引張儀（R－30000ND）規格 型號 R—30000ND 最大荷重 30000N(約 3000kgf) 荷重測定範圍 0 至 30,000N 儀器重量 4.9kg 儀器大小 420 × 255 × 325 mm 荷重精度 非直線: ±3%F.S±1digit 傾斜校正範圍 ±2.5 度 電源 乾電池 4 個 連續使用時間 約 20 小時 負荷方式 油壓＋手動回轉式油壓 壓力範圍 0 至 5.0MPa 3. MS-7003 水分計 本研究探討結構體灑水是否對水泥砂漿和混凝土牆的黏合以及強度造成影響。因此 需要量測混凝土牆表面水份，故使用混凝土表面水分計，如圖 3-10。用途為測量表面含 水率，詳細儀器規格如表 3-3 所示。 圖3-11 MS-7003 水分計 MS-7003 水分計規格 應用 量測混凝土的表面含水量 檢測範圍 0 至 100％RH 顯示 紅色 LED 和液晶數字顯示 液晶屏尺寸：52 × 37 mm 數字尺寸：16mm（0.62“） 探測 2 針(可外接獨立探針) 儲存 最大記錄及最小讀數值 採樣時間 約 0.8 秒 環境溫度 0 至 50°C 環境濕度 小於 80％RH 下 電源 鹼性 006P，MN1604（PP3）DC 9V 電池
實驗步驟 此小節說明剪力試驗及拉拔試驗的流程。會先敘述試驗前準備的前置作業，後續說 明剪力試驗步驟及拉拔試驗。 1. 拉拔墊片前置作業 圖3-12 繪製大小 4.5×9.5cm (1) 外牆磁磚切割： 磁磚表面須繪製墊片大小以利切割，大小為 4.5cm×9.5cm。使用手持圓鋸機將磁磚 與勾縫交接處進行切割，目的一是為了避免受測磁磚周邊呈現不規則破壞導致數值準確 性降低，目的二為防止勾縫對磁磚拉拔強度的影響。磁磚進行切割時其切割深度須大於 水泥砂漿打底層。 使用手持圓鋸機切割磁磚試體時，避免讓鋸片及切割面過度摩擦導致過熱產生火花， 且注意鋸片的磨損度。進行切割磁磚試體時也須注意固定鋸片的螺栓是否鬆脫，若聽到 機器運轉聲音不對時，就要立即停止並使用工具將螺栓拴緊。 磁磚試體切割時需注意磁磚細屑，必須配戴口罩及護目鏡。 圖3-13 磁磚切割 圖3-14 確認磁磚切割位置
(2) 磁磚墊片黏貼： 進行試驗前把拉拔墊片黏至磁磚上，在拉拔墊片上均勻塗抹環氧樹酯（AB 膠）， 對準磁磚位置加壓貼合並等待 5 至 10 分鐘，再將拉拔墊片的四周以絕緣膠帶黏貼固定 墊片，並防止水氣及外界因素滲入切割縫中，墊片靜置一天達最高強度完全硬化後進行 拉拔試驗。 使用環氧樹脂塗抹拉拔墊片貼於磁磚表面時，須手持墊片壓貼 5 至 10 分鐘，確保 黏膠表面初凝時不會滑落。 圖3-15 拌合環氧樹脂(AB 膠) 圖3-16 將 AB 膠塗抹於墊片上 圖3-17 黏貼墊片並靜置 4 分鐘 圖3-18 絕緣膠帶黏貼並固定墊片 2. 實驗設備定平 (1)剪力試驗機定平： 為了避免剪力試驗時鋼索與試體形成偏心影響試驗數據讀數。故先進行剪力試驗機 垂直及水平校正。校正完成即可實驗。此試驗 5 秒/圈等速施加荷重直至磁磚掉落。
圖3-19 鋼索與磁磚水平垂直 圖3-20 5 秒/圈等速施加荷重 (2) 拉拔試驗機定平： 為了避免拉拔試驗時儀器位置沒有固定影響試驗數據讀數。故先進行拉拔試驗機的 水平校正。校正完成即可實驗。拉拔試驗 3 秒/圈等速施加荷重直至磁磚掉落。 圖3-21 水平校正 圖3-22 3 秒/圈等速施加荷重 設計試體時需考慮兩者試驗儀器高度的限制。剪力試驗機本身高度為 1000mm，因 考量剪力試驗機高度限制，故試體設計之上半部磁磚計畫規劃是剪力試驗。 拉拔試驗機機身高度為 420mm，此機器為手持式儀器，並無高度及移動的限制， 故試體設計之下半部磁磚計畫規劃為拉拔試驗。以下為兩者儀器的關係示意圖。 圖3-23 剪力試驗機與試體關係示意圖(左圖) 圖3-24 拉拔試驗機與試體關係示意圖(右圖)
