混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討

全文

(1)混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討 Study on Concrete Technology, Current Industry Status and Strategy for Innovative Development. 內政部建築研究所研究報告中華民國 96 年 12 月. i.

(2)

(3) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討 Study on Concrete Technology, Current Industry Status and Strategy for Innovative Development. 研究主持人：葉世文協同主持人：張大鵬、許鎧麟研. 究員：陳柏存、王鶴翔、林世洪、施正元. 研究助理：李元凱. 內政部建築研究所研究報告中華民國 96 年 12 月. i.

(4) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. ii.

(5) 目次. 目次表次 ......................................................................................................................................... iii 圖次 ...........................................................................................................................................v 摘要 ..........................................................................................................................................ix 英文摘要 ..................................................................................................................................xi 第一章緒論 .............................................................................................................................1 第二章研究方法 .....................................................................................................................3 第一節研究目的........................................................................................................3 第二節研究流程........................................................................................................3 第三節研究範圍與分類............................................................................................4 第四節文獻蒐集........................................................................................................6 第五節問卷................................................................................................................7 第六節座談與訪視....................................................................................................7 第七節歸納與分析....................................................................................................8 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略 .........................................................9 第一節歐洲地區........................................................................................................9 第二節美國地區......................................................................................................23 第三節日本地區......................................................................................................50 第四節中國大陸地區..............................................................................................57 第四章我國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略 .......................................................67 第一節國內混凝土相關碩博士論文研究..............................................................67 第二節國內研究計畫及補助經費..........................................................................68 第三節國內營造廠及構造物..................................................................................73 第四節國內產業現況..............................................................................................76 第五節國內混凝土科技創新發展策略思維..........................................................84 第五章國內混凝土技術發展與策略之規劃 .......................................................................87 第一節問卷結果與分析..........................................................................................87 第二節專家座談會議............................................................................................110. i.

(6) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 第三節實地訪查.................................................................................................... 111 第四節 SWOT 分析...............................................................................................115 第五節科技發展及創新策略................................................................................117 第六章結論與建議 .............................................................................................................121 第一節結論............................................................................................................121 第二節建議............................................................................................................124 參考書目 ...............................................................................................................................127 附錄一國內混凝土科技研究、產能提昇及創新發展策略問卷 .....................................131 附錄二專家學者座談會之會議紀錄 .................................................................................139 附錄三訪視廠商座談會之會議紀錄 .................................................................................159 附錄四期中及期末報告之會議紀錄 .................................................................................169 附錄五期末及期末報告之會議紀錄 .................................................................................177. ii.

(7) 表次. 表次. 表 2-1. 混凝土科技重點分類表 .............................................................................................5. 表 2-2. 專家座談會邀請對象 .................................................................................................7. 表 3-1. 歷年高強度與高性能混凝土應用研討會時程 .......................................................22. 表 3-2. 歷年混凝土與混凝土結構潛變、乾縮及耐久性研討會 .......................................23. 表 3-3. 歷年纖維聚合物混凝土結構研討會 .......................................................................23. 表 3-4. 美國水泥及混凝土使用量與熟料產量表 (2002-2007 年) ....................................24. 表 3-5. 美國水泥及營造相關產業廠數、員工數與產值表 (2002-2007 年) ....................25. 表 3-6. 美國水泥產業廠數、員工數、產量與銷售值表 (2002-2007 年) ........................26. 表 3-7. 美國預拌混凝土廠數、員工數、產量與銷售值表 (2002-2007 年) ....................27. 表 3-8. 美國其它水泥產業廠數、員工數、產量與銷售值表 (2002-2007 年) ................27. 表 3-9. 美國混凝土營造產業廠數、員工數與營造值表 (2002-2007 年) ........................29. 表 3-10 美國水泥石材產業廠數、員工數與營造值表 (2002-2007 年) ............................29 表 3-11 JCI 年度大會發表論文統計一覧表 (2003-2005 年)...........................................57 表 3-12 中國硅酸鹽學會發展沿革 .......................................................................................58 表 3-13 中國大陸水泥逐年產量 (西元 1978 至 2005 年) ..................................................61 表 3-14. 2005 年中國大陸部分省、自治區、直轄市預拌混凝土企業生產情況統計 ..................................................................................................................................63. 表 4-1. 各年度各類補助研究計畫經費表(千元) ................................................................68. 表 4-2. 本國營造廠商家數及資本額發展趨勢表 ...............................................................74. 表 4-3. 近年來國內水泥產銷統計表 ...................................................................................78. 表 4-4. 近年來國內混凝土產銷統計表 ...............................................................................80. 表 4-5. 近年來國內土石料產銷量統計表 ...........................................................................82. 表 4-6. 近年來國內土石料產值統計表 ...............................................................................82. 表 5-1. 混凝土科技、相關產業發展與工程應用現況與需求問卷統計結果 (政府機關) ...............................................................................................................88. iii.

(8) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 表 5-2. 混凝土科技、相關產業發展與工程應用現況與需求問卷統計結果 (學術單位) ...............................................................................................................91. 表 5-3. 混凝土科技、相關產業發展與工程應用現況與需求問卷統計結果 (產業界) ...................................................................................................................94. 表 5-4. 混凝土科技、相關產業發展與工程應用現況與需求問卷統計結果 (顧問公司及營造廠) ...............................................................................................97. 表 5-5. 混凝土科技研究與創新發展措施調查之其它建議 .............................................100. 表 5-6. 混凝土相關產業發展與工程應用未來發展之其它建議 .....................................100. 表 5-7. 混凝土科技研究與創新發展措施調查之其它建議 .............................................101. 表 5-8. 提升國內混凝土產業及利潤措施認同調查之其它建議 .....................................108. iv.

(9) 圖次. 圖次. 圖 2-1. 研究計畫流程圖 .................................................................................................. 3. 圖 3-1. 歐洲預拌混凝土價格變化 (2001-2005) ............................................................17. 圖 3-2. 歐洲預拌混凝土產能變化 (2001-2005 年) .......................................................18. 圖 3-3. 歐洲各區域預拌混凝土產能比較 (2001-2005 年) ...........................................18. 圖 3-4. 歐洲國家預拌混凝土廠數比較 (2001-2005 年) ...............................................19. 圖 3-5. 歐洲國家預拌混凝土產量比較 (2001-2005 年) ...............................................19. 圖 3-6. 歐洲國家預拌混凝土價格比較 (2001-2005 年) ...............................................20. 圖 3-7. 歐洲國家預拌混凝土產能比較...........................................................................20. 圖 3-8. 美國水泥及混凝土使用量與熟料產量圖 (2002-2007 年).................................24. 圖 3-9. 美國水泥及營造相關產業廠數總圖 (2002-2007 年) ........................................25. 圖 3-10 美國水泥相關產業銷售值圖 (2002-2007 年) ....................................................27 圖 3-11 美國水泥相關產業每廠銷售值圖(2002-2007 年) ..............................................28 圖 3-12 美國預拌混凝土價格圖(2002-2007 年) ..............................................................28 圖 3-13 美國營造相關產業營造值圖(2002-2007 年) ......................................................29 圖 3-14 美國營造相關產業每廠營造值圖(2002-2007 年) ..............................................30 圖 3-15 目前美國混凝土協會技術委員會依分類分布情形 ...........................................41 圖 3-16 目前美國試驗與材料學會技術委員會依分類分布情形 ...................................41 圖 3-17 公共工程技術研究中心研究計畫案依分類分布情形(2000-2005 年)...............42 圖 3-18 波特蘭水泥協會研究出版品依分類分布情形 (2000-2007 年).........................43 圖 3-19 波特蘭水泥協會 2006 年研究計畫案依分類分布情形......................................43 圖 3-20 波特蘭水泥協會 2006 年研究獎助學金計畫依分類分布情形..........................44 圖 3-21 建築與防火研究實驗室 2000-2007 年間研究出版品依分類分布情形 ............44 圖 3-22 日本國土交通省建設技術研究開發體制............................................................51 圖 3-23 日本土木研究所十年間混凝土研發課題統計....................................................55 圖 3-24 JCI 混凝土研發課題統計 (2000-2007 年) .........................................................56 圖 3-25 JCI 混凝土研發課題統計 (2005-2007 年) .........................................................56. v.

(10) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 圖 3-26 中國大陸發表之混凝土相關博士論文統計 (2001-2007 年).............................57 圖 4-1. 國內發表之混凝土相關碩博士論文統計 (2001-2006 年). 圖 4-2. 各年度各類補助研究計畫經費發展趨勢圖........................................................69. .............................67. 圖 4-3 各類各年度各單位補助研究計畫經費發展趨勢圖..............................................69 圖 4-4. 90 年度各類研究計畫補助經費比較圖...............................................................70. 圖 4-5. 91 年度各類研究計畫補助經費比較圖...............................................................70. 圖 4-6. 92 年度各類研究計畫補助經費比較圖...............................................................71. 圖 4-7. 93 年度各類研究計畫補助經費比較圖...............................................................71. 圖 4-8. 94 年度各類研究計畫補助經費比較圖...............................................................72. 圖 4-9. 95 年度各類研究計畫補助經費比較圖...............................................................72. 圖 4-10 90~95 年度各類研究計畫補助經費比較圖.........................................................73 圖 4-11 本國營造廠商家數發展趨勢................................................................................74 圖 4-12 本國營造廠商資本額發展趨勢............................................................................75 圖 4-13 全國購屋者房價信心分數....................................................................................76 圖 4-14 近年來物價指數變化趨勢圖................................................................................77 圖 4-15 近年來國內水泥產銷統計圖................................................................................78 圖 4-16 近年來國內水泥產值變化趨勢圖........................................................................79 圖 4-17 近年來國內水泥產值變化趨勢圖........................................................................79 圖 4-18 近年來國內混凝土產銷量變化趨勢圖................................................................80 圖 4-19 近年來國內混凝土銷售值變化趨勢圖................................................................81 圖 4-20 近年來國內混凝土平均單價變化趨勢圖 .............................................................81 圖 4-21 近年來國內土石料產銷量變化趨勢圖 .................................................................83 圖 4-22 近年來國內土石料銷售值變化趨勢圖 .................................................................83 圖 4-23 近年來國內土石料平均單價變化趨勢圖 .............................................................84 圖 5-1. 混凝土科技現況調查 (政府機關) ........................................................................89. 圖 5-2. 混凝土科技未來發展調查 (政府機關) ................................................................89. 圖 5-3. 混凝土相關產業發展與工程應用現況調查 (政府機關) ....................................90. 圖 5-4. 混凝土相關產業發展與工程應用未來發展調查 (政府機關) ............................90. 圖 5-5. 混凝土科技現況調查 (學術單位) ........................................................................92. vi.

(11) 圖次. 圖 5-6. 混凝土科技未來發展調查 (學術單位) ................................................................92. 圖 5-7. 混凝土相關產業發展與工程應用現況調查 (學術單位) ....................................93. 圖 5-8. 混凝土相關產業發展與工程應用未來發展調查 (學術單位) ............................93. 圖 5-9. 混凝土科技現況調查 (產業界) ............................................................................95. 圖 5-10 混凝土科技未來發展調查 (產業界) ....................................................................95 圖 5-11 混凝土相關產業發展與工程應用現況調查 (產業界).........................................96 圖 5-12 混凝土相關產業發展與工程應用未來發展調查 (產業界) ................................96 圖 5-13 混凝土科技現況調查 (顧問公司及營造廠) ........................................................98 圖 5-14 混凝土科技未來發展調查 (顧問公司及營造廠) ................................................98 圖 5-15 混凝土相關產業發展與工程應用現況調查 (顧問公司及營造廠) ..................99 圖 5-16 混凝土相關產業發展與工程應用未來發展調查 (顧問公司及營造廠) ...........99 圖 5-17 混凝土科技研究與創新發展措施認同調查 (政府機關) ................................103 圖 5-18 提升國內混凝土產業及利潤措施認同調查 (政府機關) .................................103 圖 5-19 混凝土科技研究與創新發展措施認同調查 (學術單位) .................................104 圖 5-20 提升國內混凝土產業及利潤措施認同調查 (學術單位) .................................104 圖 5-21 混凝土科技研究與創新發展措施認同調查 (產業界) .....................................105 圖 5-22 提升國內混凝土產業及利潤措施認同調查 (產業界) .....................................105 圖 5-23 混凝土科技研究與創新發展措施認同調查 (顧問公司及營造廠) .................106 圖 5-24 提升國內混凝土產業及利潤措施認同調查 (顧問公司及營造廠) .................106 圖 A-1 第一次專家座談會之簽到單 ................................................................................155 圖 A-2 第二次專家座談會之簽到單 ................................................................................156 圖 A-3 第三次專家座談會之簽到單 ................................................................................157. vii.

(12) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. viii.

(13) 摘要. 摘要關鍵詞：混凝土科技、創新發展、策略、SWOT 一、研究緣起混凝土材料為國內公共建設最廣泛使用之工程材料，由 1970 年代開始，國內營建業隨著建設需求引進國外技術，與國內產官學界的共同努力，不論是配比設計理論、力學性質、耐久性質、化學摻料、混凝土產製品質、水泥及卜作嵐膠結材料的使用觀念等皆有明顯進步，也讓國內混凝土科技躋身進入國際之列。由於近年來國際混凝土科技蓬勃發展及強調永續發展，如何有效利用有限資源，實為我國提昇全球競爭力的基本課題，因此本研究藉由蒐集國內外混凝土科技發展與產業現況，並結合國內產官學界建議，希望能對於國內混凝土科技與創新發展計畫提出綜合性策略分析。二、研究方法及過程本研究藉由蒐集國內外混凝土科技發展與產業現況，參考國外創新發展管理與執行措施，利用問卷調查、實地訪視與專家座談等方式，充份聽取國內產官學界建議，經由 SWOT 矩陣配對分析，針對混凝土科技與產業創新發展計畫提出綜合性策略分析。三、重要發現根據各項資料蒐集分析、問卷訪談調查及 SWOT 分析結果顯示，目前國內混凝土技術及產業發展方面存在著：技術整合願景不清、技術彙整功能不彰、產業人才儲備不足、技術資訊流通不暢、產業供需資訊不明及產業社會形象不佳等問題。. ix.

(14) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 四、主要建議事項針對上述問題，本研究對於提升國內混凝土科技研究與創新發展(含品質提升) 之措施，及提升國內混凝土產業利潤之規劃，提出下列策略：建立技術發展願景、創設技術彙整平台、強化教育訓練機能、加強技術資訊流通、彙整產業供需資訊、改善產業社會形象等。. x.

(15) 英文摘要. ABSTRACT Keywords: concrete technology, innovative development, strategy, SWOT 1. Background Concrete material is the most commonly used engineering material for the infrastructure of Taiwan. Beginning from 1970s, the domestic construction industries started to introduce the foreign technology into Taiwan market to fulfill the demanding of domestic construction. Together with the joint efforts from sectors of domestic industry, government and academics, there exhibits a significant progress in the areas of theory of mixture proportions, mechanical properties, durability characteristics, chemical admixture, quality of concrete production, cement, application concepts of cementitious pozzolanic materials, etc. As such, the domestic concrete technology has matched the international level. Recently, due to the rapid international progress of concrete technology and the emphasis on the sustainability development, the topic of how to effectively apply the limited resource becomes a very fundamental issue to enhance our global competition capability. Therefore, through the collection of domestic and global information on the progress of concrete technology and current status of industry, and the combination of recommendations from sectors of domestic industry, government and academics, the purpose of this research aims at proposing a summary strategy analysis on the domestic concrete technology and innovative development projects of Taiwan. 2. Methodology and Process This study collected the domestic and international data on the progress of concrete technology and current industry status, referred to the way of management of oversea innovative development and measurements of implementation, applied the approaches of questionnaire survey, physical interview and expert’ s seminar, etc., completely adopted the propositions from sectors of domestic industry, government and academics, and carried out the SWOT matrix analysis. Finally, a summary strategy analysis on the domestic concrete technology and innovative development projects of Taiwan is proposed.. xi.

(16) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 3. Important Discoveries According to the analysis of various collective data, results from questionnaire survey and interview and SWOT analysis, the domestic problems on the concrete technology and industry development generally consist of the following issues: the prospect on the technology consolidation is ambiguous, the performance of technology reorganization is vague, the reserved industrial manpower is deficient, the stream flow for technology information is immobile, the information on industrial supply and demand is obscure, the social image of industry is poor, etc. 4. Major Recommendations By focusing on the above-mentioned problems, the study proposes the following strategies on the measurements to promote the research of domestic concrete technology and innovative development (including quality improvement), and on the planning to boost the benefits of domestic concrete industries: establish a prospect of the technology development, implant a platform of technology agglomeration, emphasize on functions of education and training, enforce a smooth stream flow of technology information, assembly a dependable information data bank of industrial supply and demand chain, improve a social image of industry to a respectable impression, etc.. xii.

(17) 第一章緒論. 第一章緒論混凝土材料一直是國內營建界與公共工程建設最廣泛使用之工程材料之一，最早可追溯至早期十八世紀前由荷蘭人引進「洋灰」開始，使用迄今已 30 餘年，早期使用混凝土配比採用體積法，直到 1970 年代開始，隨著六年經濟建設十項工程的執行過程，引進了國外最新的配比技術，而在國內各項公共建設與民營工程之大量需求下，各預拌廠提供之混凝土品質參差不齊，因此在 1985 年開始，國內學術界開始投入混凝土科技各方面研究，包括：配比設計、力學性質、耐久性質、特殊性能（耐火、隔熱等）、化學摻料等，並結合產官學界的共同努力，關於混凝土產製品質、配比理論、水泥及卜作嵐膠結材料的使用觀念、粗細粒料的料源觀念等雖均有長足的進步，重要之研究成果（如：高性能混凝土、自充填混凝土等）透過產學合作成功應用於工程實務，（高雄東帝士 85 層大樓、台北 101 等），也讓國內混凝土科技躋身進入國際之列，並持續多元化發展中。但不可諱言的，與歐美日先進國家相比，在此混凝土科技與創新發展的永續發展上仍處於起步階段，主要原因在於國內混凝土領域的專業研究議題、策略、目標等項目，均分散在各政府單位、學術單位及產業單位，單位間彼此大都無明確且有效的溝通管道，除造成研究項目重覆投入，造成資源浪費之外，許多理應投入研究發展的項目，反倒遺漏無人參與，更由於以往國內缺乏一個混凝土領域研究發展的專門統籌機構，致使全國大都數眾多零散的研究工作成果，難以匯集成明確與具體的研究趨勢，回饋至產官學界及國際舞台上。本研究基於國際混凝土科技蓬勃發展及強調永續發展之際，蒐集國內外混凝土科技發展與產業現況，並結合國內產官學界建議，希望能對於國內混凝土科技與創新發展計畫提出綜合性策略分析。. 1.

(18) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 2.

(19) 第二章研究方法. 第二章研究方法第一節研究目的由於科技持續進展及全球化之衝擊，為了讓國內混凝土材料科技與相關產業之發展能邁入新的紀元，迎向新挑戰，本計畫主要目標如下所述： 1.國內外混凝土科技與創新發展之系統性分類與評估。 2.國外混凝土產業發展策略之調查與分析。 3.未來國內混凝土科技與創新發展之策略定位。. 第二節研究流程本計畫將調查分析國內外混凝土科技發展與產業現況，結合國內產官學界建議，並對創新策略和未來方向進行系統評估。研究流程如圖 2-1 所示：. 國內. 研究開始. 國外. 混 1.政府機關凝補助/委託案土科 2.碩博士論文技混 1.混凝土材料凝產量及價格土產 2.企業現況調查業. 問卷調查. 專家座談. 企業訪談. 混凝土科技競爭力分析 SWOT 分析混凝土產業產業鍊分析訂定國內混凝土科技與產業發展策略. 混 1.重要研究組織的技術委員會及其研究計畫案凝土 2.重要研討會論文資料科 3.混凝土科技未來發展策略技與方向綱要混凝 1.混凝土材料產量及價格土產 2.相關企業現況調查業第一階段. 資料蒐集. 第二階段. 資料分析與策略擬定. 圖 2-1 研究計畫流程圖. 3.

(20) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 第三節研究範圍與分類由於混凝土科技涵蓋範圍廣泛，為方便本研究進行統計與分析，遂將混凝土科技主題分為設計分析、組成材料、成品材料、材料性質、維護維修補強、永續發展、管理及其它等八個主題，如表 2-1 所示，並分述如下： 1.設計分析綜觀混凝土工程皆經過設計分析階段，除了將性質目的明確之分析設計方法（美學、理論推導、數值、配比等）加以分類外，考慮本研究進行時之特殊性，另依各項施工工法做為分類依據。總計共 15 個細項，包括有節塊推進工法、懸臂工法、預力工法、預壘工法、預鑄工法、滾壓工法、鋼骨混凝土、複合工法、冰凍工法、耐震/隔震工法、美學設計、理論分析、數值分析、配比設計及其他。 2.組成材料係指混凝土製作所需之材料（含摻料）。總計共 11 個細項，包括有水泥、水、粗粒料、細粒料、輕質粒料、化學摻料、礦物摻料、纖維、奈米、光觸媒及其他。 3.成品材料凡具特殊材料、性能、製作方式及使用目的之混凝土成品屬之。總計共 17 個細項，包括有高強度混凝土、高性能混凝土、自充填混凝土、輕質混凝土、重質混凝土、巨積混凝土、再生混凝土、水中混凝土、活性粉混凝土、智能混凝土、透水混凝土、噴凝土、砂漿(含無收縮砂漿)、減音混凝土、彩色混凝土、超工作性混凝土及其他。 4.材料性質泛指材料之巨微觀特性與試驗方法。總計共 11 個細項，包括有力學性質、水泥微觀機理、耐久性(抗滲性、乾縮、體積穩定性、中性化、抗硫性、鹼粒料反應、氯離子滲透)、工作性、水化、防蝕/腐蝕、熱傳性質、聲學性質、材料試驗方法、改進試驗方法及其他。 5.維護維修補強涵蓋任何偵測得知混凝土因使用不當、災害、外力引致材料損壞或老劣化情形及可以延長服務年限之應用技術。總計共 7 個細項，包括有非破壞性檢測、火害、監測、延壽、診斷、量測及其他。 6.永續發展係將增進混凝土材料永續利用並降低環境衝擊之材料、工法與課題加以分類。總計共 9 個細項，包括有永續性、生態工程/法、綠色建材、水庫淤泥、再生粒料、溫室效應、全球暖化、環境(污染控制、廢料固化等)及其他。. 4.

(21) 第二章研究方法. 7.管理涵蓋混凝土材料在設計依據、施工流程、材料品管及產業經營方面之相關方法。總計共 11 個細項，包括有品質管理(含施工作業、養護等)、規範、自動化、教育訓練、決策、預測、經營、類神經、評估方法、灰色理論及其他。 8.其它上述七項主題無法涵蓋之項目屬之。另外，本研究對象著重於水泥混凝土方面，關於瀝青混凝土等路面材料之研究應用，則不納入研究範圍。. 表 2-1 混凝土科技重點分類表分類名稱 1.設計分析. 2.組成材料. 3.成品材料. 4.材料性質. 表列項目 101.節塊推進工法 102.懸臂工法 103.預力工法 104.預壘工法 105.預鑄工法 106.滾壓工法 107.鋼骨混凝土 108.複合工法 109.冰凍工法 110.耐震/隔震工法 111.美學設計 112.理論分析 113.數值分析 114.配比設計 115.其他 201.水泥 202.水 203.粗粒料 204.細粒料 205.輕質粒料 206.化學摻料 207.礦物摻料 208.纖維 209.奈米 210.光觸媒 211.其他 302.高性能混凝土(HPC) 303.自充填混凝土(SCC) 301.高強度混凝土(HSC) 305.重質混凝土 306.巨積混凝土 304.輕質混凝土 308.水中混凝土 309.活性粉混凝土 307.再生混凝土 311.透水混凝土 312.噴凝土 310.智能混凝土 314.減音混凝土 315.彩色混凝土 313.砂漿(含無收縮砂漿) 316.超工作性混凝土 317.其他 401.力學性質(含疲勞、衝擊等) 402.水泥微觀機理 403.耐久性(抗滲性、乾縮、體積穩定性、中性化、抗硫性、鹼粒料反應、氯離子滲透) 404.工作性 405.水化 406.防蝕/腐蝕 407. 熱傳性質 408.聲學性質 409. 材料試驗方法 410. 改進試驗方法 411.其他. 5.維護維修補強. 501.非破壞性檢測(NDT). 502.火害. 506.量測. 507.其他. 6.永續發展. 601.永續性 602.生態工程/法 603.綠色建材 604.水庫淤泥 606.溫室效應 607.全球暖化 608.環境(污染控制、廢料固化等) 701.品質管理(含施工作業、養護等) 702.規範 703.自動化 705.決策 706.預測 707.經營 709.評估方法 710.灰色理論 711.其他. 7.管理. 8.其它. 503.監測. 504.延壽. 505.診斷. 605. 再生粒料 609.其他 704.教育訓練 708.類神經. (無法包括在上述 7 項分類之其它項目). 5.

(22) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 第四節文獻蒐集關於混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討，首先需要了解混凝土相關科技與產業內涵，包含原料（水泥、粒料、摻料等）與產品（一般及特殊混凝土）供應製造廠商，以及工程設計、品質檢測、法令管制、技術開發、材料研究等機關團體之組織關係架構，而後蒐集國內外混凝土科技與產業現況資料及其創新發展之管理政策與執行措施，並且加以歸納分類整理，比較分析評量實施之方式與成效。 (一) 國外混凝土科技與產業現況。 1.針對歐洲、美加、日本、中國大陸等地區，蒐集相關文獻資料，綜合歸類整理分析。 2.科技方面包含重要學術研究機構之研發成果、重大混凝土工程案例等。 3.產業方面包含混凝土相關業別之分布及其規模及數量。 (二) 國內混凝土科技與產業現況。 1.以工程、科技與產業管理機關（內政部、交通部、經濟部、環保署、農委會、國科會、工程會等）為區別，蒐集相關文獻資料，綜合歸類整理分析。 2.科技方面包含重要學術研究機構之研發成果、重大混凝土工程案例等。 3.產業方面包含混凝土相關業別之分布及其規模及數量。 (三) 國外混凝土創新發展之管理政策與執行措施。針對歐洲、美加、日本、中國大陸等主要地區，蒐集與混凝土發展相關之管理政策與執行措施，包含重大之法令規範、重要之會議資料等，加以整理分析。 (四) 國內混凝土創新發展之管理政策與執行措施。以工程、科技與產業管理機關（內政部、交通部、經濟部、環保署、農委會、國科會、工程會等）為區別，蒐集與混凝土發展相關之管理政策與執行措施，包. 6.

(23) 第二章研究方法. 含重大之法令規範、重要之會議資料等，加以整理分析。. 第五節問卷設計系列之問題，進行混凝土科技研究、產能提昇及創新發展策略之問卷調查，而後分門別類整理所得結果，予以統計分析。問卷調查內容包含十個問題，除了基本資料及補充說明外，其中六個問題係根據八種類型（設計分析、組成材料、成品材料、材料性質、維護維修補強、永續發展、管理、其他等）之分類項目，填具前十名之優先順序，詳細之問題與表格如附件一所示，其結果分析請詳第五章第一節。. 第六節座談與訪視除上述問卷發放調查之外，本計畫於執行期間並採用舉辦專家座談會議及實地訪視等方式，彙集各界看法與建議。專家座談會議邀請對象如表 2-2 所示，其中涵蓋台灣北中南三區之產官學研專家，針對目前混凝土科技與產業現況與問題，藉由充分討論，群策群力集思廣益研商解決之道。實地訪視之混凝土產業對象包括預鑄廠、掺料業、預拌廠、砂石場、水泥廠、建築師、技師等相關業者，藉由與關鍵人員對談，釐清問題與癥結，研擬解決方案與對策。座談與訪視結果整理於第五章第二節。. 表 2-2 專家座談會邀請對象會議. 邀請與會專家學者. 專家座談（一）學界、公家機關及專家(北部)。專家座談（二）學者、公家機關、專家、業界及公會等單位(南部)。學者、製造生產業者（水泥、預拌廠、預鑄廠等）、專家座談（三）研究機構、顧問公司。. 7.

(24) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 第七節歸納與分析根據混凝土相關產業之互動關係，建置與科技連結之架構，以優勢（Strength）、劣勢（Weakness）、機會（Opportunities）及威脅（Threats）之 SWOT 矩陣配對，予以各種景況之分析，確立之混凝土科技與產業關係架構，另一方面，也將就管理與執行層面，考量人力結構、市場需求、資源分配、技術發展等要素，進行問卷調查、實地訪視與專家座談，綜合獲致之各項優勢（S）、劣勢（W）、機會（O）及威脅（T），再根據 Weihrich 所提出之 SWOT 分析理論，採行矩陣配對（Matching）方法：SO 策略表示掌握優勢並利用機會，即 Maxi-Maxi 原則；WO 策略表示克服劣勢並利用機會，即 Mini-Maxi；ST 策略表示掌握優勢且避免威脅，即 Maxi-Mini 原則；WT 策略表示克服劣勢且避免威脅，即 Mini-Mini 原則。一般而言，SO 策略屬於成長型策略，WT 策略屬於緊縮型策略，WO 策略與 ST 策略屬於穩定型策略，SWOT 矩陣配對可充分顯示此四個概念及其對應具體策略，而策略涵蓋技術可行、經濟效益、環境適切、法令周全、資源供應、社會接受、政府支持等層面。. 8.

(25) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略第一節歐洲地區壹、歐洲混凝土科技發展現況 (一) 營建材料系統結構實驗室與專家組織(RILEM) [1] 1. 機構簡介營建材料系統結構實驗室與專家組織 (The International Union of Laboratories and Experts in Construction Materials, Systems and Structures, RILEM, from the name in French: Réunion Internationale des Laboratoires et Experts des Matériaux, systèmes de construction et ouvrages) 成立於 1947 年, 其目的為提昇營建材料與結構領域之科技合作。 2. 刊物及出版品  期刊：Materials and Structures 材料與結構 (2002 年, Concrete Science and Engineering 期刊併入 Materials and Structures 期刊)  研討會論文集：截自 2007 年計有 52 本研討會論文集。經由統計分析，以「材料性質」類別居冠，「成品材料」類別居次。 3. 技術委員會截自 2007 年計有 43 個技術委員會，其中有 7 個委員會已完成工作，不再運作。經由統計分析，亦以「材料性質」類別居冠，「成品材料」類別居次。 4. 合作組織截自 2007 年計有 42 個合作組織。. (二) 結構混凝土協會(FIB) [2] 1. 機構簡介. 9.

(26) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 結構混凝土協會(The International Federation for Structural Concrete, FIB Fédération Internationale du Béton) 成立於 1998 年，係結合歐洲國際混凝土學會 (the Euro-International Concrete Committee, CEB - Comité Euro-International du Béton) 與國際預力協會(the International Federation for Prestressing, FIP Fédération Internationale de la Précontrainte)兩個獨立機構(CEB 與 FIP 均創始於 1952 年)。 2. 刊物及出版品  期刊：Structural Concrete 結構混凝土 (自 2002 年開始)  通訊：fib-news 知訊 (自 2003 年開始) 3. 技術委員會截自 2007 年計有 15 個與混凝土相關之技術委員會。經由統計分析，以「成品材料」與「設計分析」兩類別最多。 4. 合作組織截自 2007 年計有 13 個合作組織。 (三) 北歐混凝土聯盟(The Swedish Concrete Association Nordic Concrete Federation) [3] 北歐混凝土聯盟係由丹麥 Danish Concrete Society、芬蘭 Concrete Association of Finland 、冰島 Icelandic Concrete Association 、挪威 The Norwegian Concrete Association、瑞典 The Swedish Concrete Association 所組成。近 6 年該組織支助完成與混凝土相關之博士論文計 76 篇，其研究主題之排序依次為材料性質、成品材料、設計分析/組成材料、維護維修補強、永續發展/管理等。北歐諸國對於混凝土之研發與推廣，乃結合學術理論與產業實務，產學相得益彰(參考表 3-1)。 ( 四 ) 歐洲預拌混凝土組織 (European Ready Mixed Concrete Organization, ERMCO)[4]. 10.

(27) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 歐洲預拌混凝土組織有 24 個團體會員(除美國、土耳其及以色列外，其餘均於歐洲地區)，1967 年成立德國慕尼黑，當時歐洲只有 10%水泥使用於預拌混凝土， 2006 年，歐洲預拌混凝土數量已達三億五千萬立方米，相關中小企業達六千家，且水泥使用於預拌混凝土之比率超過 65%（註：2006 年全世界水泥產量二十五億四千萬噸，其中歐洲地區三億一千四百萬噸）。歐洲預拌混凝土組織與歐洲摻料協會(EFCA)、歐洲粒料協會(UEPG)、歐洲水泥協會(CEMBUREAU)互動密切。該組織提供混凝土之預拌公司家數及工廠間數、混凝土價格及數量、從業人數等訊息相當完整，俾於預估分析混凝土之發展。 (五) 水泥永續聯盟 (The Cement Sustainability Initiative, CSI)[5] 水泥永續聯盟於 1999 年成立，由世界上 18 個水泥製造商所組成，為世界永續發展事務委員會之計畫組織，全球 40%以上之水泥產自此 18 個水泥製造商。其目的係建立架構來幫助水泥業者探求永續發展之措施方法並朝向永續發展努力前進。2002 年時，擬定執行議程，項目涵蓋氣候保護與 CO2 管理、使用燃料與材料之責任、從業人員之健康與安全、對於土地及社區之衝擊、報導和聯繫。水泥永續聯盟的成員如包括美國 ASH GROVE 公司、義大利 ITALCEMENTI 公司、墨西哥 CEMEX 公司、法國 LAFARGE 公司、西班牙 CIMENTS MOLINS 和 CPV 公司、巴西 LIZ CIMENTOS 和 VOTORANTIM 公司、葡萄牙 SECIL PORTUGAL 和 CIMPOR 公司、印度 SCI 和 GRASIM 公司、愛爾蘭 CRH 公司、泰國 THE SLAM CEMENT GROUP 公司、日本太平洋公司、德國海德堡公司、希臘 TITAN 公司、瑞士 HOLCIM 公司。貳、歐洲混凝土科技發展策略 (一)歐洲營建研究網 (European Construction Research Network, E-Core)[6] E-Core 訂定營建研究技術發展（Research, Technology and Development，簡稱 RTD）策略之目的在於確認知識缺口及提出計畫之優先順序。經由內部外在行動之結合來呈現策略，具不同背景之精英於核心活動中建立初步原則，草擬條文及其各單元間之相互銜接。工作範疇包含確認主題、檢視世界上現有相關策略、歐洲. 11.

(28) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 營建環境、成立營建技術平台、研提 2030 年營建藍圖、進行流程及執行方案。與 E-Core 之合作組織計有 67 個機構，分別來自英國、德國、荷蘭、法國、希臘、丹麥、瑞典、挪威、芬蘭、愛爾蘭、比利時、奧地利、西班牙、葡萄牙、匈牙利、義大利、斯洛伐克等 18 國，包括業界 29 個機構、官方 5 個機構、學術 11 個機構以及研究 22 個機構。每兩個月出版技術刊物，介紹最新科技並發表營建案例。未來發展方向： 符合環境需求（最佳化製造、最小化衝擊等）。 符合使用者的要求與切望（產品達到預期性能、溝通完全透明化等）。 更新營建程序（考量生命週期、整合傳遞體系等）。 提高人力素質（改進工作環境、提昇工作品質等）。 開拓材料與技術領域（先進科技－奈米、生技及資訊等；系統－分散與控制、耐久性、再利用及感測等；服務－健康及安全等）。營建研究技術發展策略： 溝通策略(Communicating the strategy) 經由社會市場機制達成更新 (Achieving change through social and market mechanisms) 建立政治共識 (Building political consensus) 遍及各個層面 (Working at all levels) 經由標準規範創新 (Innovation through standards and technical specifications) 產業革新平台 (Industry transformation as the focus for European Construction Technology Plateform (ECTP)) 鼓勵工業更新 (Stimulating industry change) 暸解創新(Understanding innovation). 12.

(29) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 監測更新 (Monitoring change) 靈活策略 (A living strategy). (二)混凝土技術協會(The Institute of Concrete Technology, ICT)[7] 2007 年 35 屆混凝土技術協會技術年會之探討主題如次： 混凝土符合目的之挑戰。. 營建自動化方法。. 混凝土非破壞檢測技術。. 柔性混凝土拱。. 合成纖維。. 再生粒料應用於預鑄混凝土。. 微觀剖析混凝土。. 混凝土樓版。. 自動監測混凝土結構之狀況。. 自充填混凝土。. (三) 挪威混凝土創新中心(Concrete Innovation Centre, COIN) [8] 挪威混凝土創新中心位於挪威科技大學(The Norwegian University of Science and Technology，簡稱 NTNU) 。總經費：二億一千萬挪威幣(NOK)，執行時程： 2007 年至 2014 年。研發創新領域： 輕質混凝土 (Pioneers of strong lightweight concrete) 早期狀態 (Early phase important) 耐久強化 (Durable reinforcement) 智慧警告系統 (Intelligent warning systems) 環境考量 (Environmental considerations more important) 再生材料 (Using recycled material) 節省人力 (More concrete and less workers). 13.

(30) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 複合材料 (Sandwich elements) 多功能建築 (Multi-functional concrete buildings) 混凝土美化 (Concrete is beautiful). (四)德國海德堡水泥公司(Heidelberg Cement)[9] 德國海德堡水泥公司成立於 1873 年，其核心產品包含水泥、預拌混凝土、粒料等，規模名列世界前茅。員工 43,000 人，來自 50 個國家。.2006 年營業額達 92 億歐元，營收超過 10 億歐元，係源自迎合市場之發展與資金之有效運用。水泥產量幾近 8 千萬噸，預拌混凝土達 3 千 1 百萬立方公尺，粒料為 1 億零 4 百萬噸。發展策略： 垂直整合 (Vertical integration) 管理焦點更新 (A change in management focus) 成長市場強化履行 (Strengthened commitment in growing markets) 參與精實流程 (Participation in the process of consolidation) 承諾永續發展 (Committed to sustainability) (五) 法國拉法吉公司(Lafarge)[10] 法國拉法吉公司成立於 1833 年，其核心產品包含水泥、預拌混凝土、粒料、石膏等，規模名列世界前茅（水泥與粒料世界第一；預拌混凝土與石膏世界第三）。員工 71,000 人，來自 70 個國家。.2006 年營業額達 170 億歐元，營收超過 27 億歐元。發展策略： 1.目前進行之計畫 改進水泥之均勻度：工作度、凝結時間、使用溫度等(Improved uniformity of the. 14.

(31) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. cements: workability, setting time, usage temperature, and so on. ) 發展水泥摻料之應用：爐石、灰渣、卜作嵐等(Development of the use of cement additives: slag, ash, pozzolana and so on.) 確認一般與特殊水泥之差異因素(Identifying the factors of differentiation through mapping of both ordinary and special cements) 2.未來研發方向 既有混凝土之改善(Improving existing concrete) 發展創新類型之混凝土(Developing innovative types of concrete) 網路化組織(A networked organization) (六) 愛爾蘭 CRH 公司[11] 愛爾蘭 CRH 公司成立於 1970 年，係由成立於 1936 年之愛爾蘭水泥(Cement) 公司與成立於 1949 年路石(Roadstone)公司合併而成。其核心產品包含水泥、粒料、水泥製品等。CRH 公司遍及 28 個國家，員工人數達 8 萬人。發展策略： 堅守營建材料核心產業。(Stick to core businesses in building materials) 本地投資，成為市場最低成本者。(Invest at 'home'; be the low cost market leader) 海外發展，創造未來發展平台。(Develop 'overseas'; create platforms for future growth) 協商處理符合銷售供應所需。(Ne g ot i a t ede a l st ha tme e tt hes e l l e r s ’a ndCRH’ s needs) 移轉發展團隊通報區域產品集團管理者。(Devolved development teams reporting to regional and product group managers) 嚴格之評估、同意與審核方式。(Rigorous approach to evaluation, approval and review) 依時序增強由中型至較大之會報。(Generally mid-sized deals augmented from time to time with some larger transactions) 維持發展各部門均衡體系之目標。(Objective is to maintain and develop a balanced portfolio across regions, products and construction sectors). 15.

(32) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 專注於展示與成長。(Focus on performance and growth) (七)歐洲營建技術平臺(ECTP)[12] 基於社會、永續與技術發展考量，歐洲營建技術平臺經由分析二十一世紀必須克服之挑戰事項如下所示，以達成更具世界水準和競爭力之目標並釐定研發創新之策略。 營建程序工業化以確切地降低成本並提昇品質。 創造安全健康的工作及生活環境。 參與國家間法令暢行之工作已建立營建產品與服務之普級市場。 執行減少能源、材料、資源浪費之措施。 增加與低成本經濟體之競爭力。 認知營建創新與研發屬性之重要。 促進全面營建環境品質之改善。 強調老年及殘障者所需之運輸系統與建築設施。 讓營建業成為各層次供應練之先進知識經濟體。 支持整合與永續性之發展與維修。 確信文化建築古蹟之保存俾於豐盛社會。 強化供給與需求面之關係。 焦點從產品轉移至服務。重點工作範疇工作範疇中個別屬性者為城市與建築、地下營建、網路、文化遺產，整合屬性者為生活品質、材料、資訊技術。以個別屬性者為緯，整合屬性者為經，編織建構符合未來發展之藍圖。 16.

(33) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 參、歐洲預拌混凝土價格與產能根據歐洲預拌混凝土組織(ERMCO)2001 年至 2005 年之完整統計資料，比較十五個歐洲國家(1 芬蘭、2 挪威、3 瑞典、4 奧地利、5 比利時、6 法國、7 德國、 8 荷蘭、9 義大利、10 葡萄牙、11 西班牙、12 英國、13 愛爾蘭、14 波蘭、15 斯洛伐克。)，分為北中南西東五個區域：A 北歐：芬蘭、挪威、瑞典。B 中歐：奧地利、比利時、法國、德國、荷蘭。C 南歐：義大利、葡萄牙、西班牙。D 西歐：英國、愛爾蘭。E 東歐：波蘭、斯洛伐克。其預拌混凝土價格與產能，以及預拌廠家數與預拌混凝土數量，如下列圖示。以地區而言，北歐地區預拌混凝土價格最高，產能最低；東歐及南歐地區預拌混凝土價格較低，產能則較高。預拌混凝土價格由高而低之順序：北歐＞西歐＞中歐＞南歐＞東歐，預拌混凝土最高價格(北歐)約為最低價格(東歐)2.2 倍。預拌混凝土廠產能由高而低之順序：南歐＞東歐＞中歐＞西歐＞北歐，預拌混凝土廠最高產能(南歐)約為最低產能(北歐)3.2 倍，如圖 3-1 ~ 3-3 所示。. 價格(歐元/立方米). 120 100. A北歐. 80. B中歐. 60. C南歐. 40. D西歐. 20. E東歐. 0 2000. 2001. 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 年份. 圖 3-1 歐洲預拌混凝土價格變化（2001~2005 年）. 17.

(34) 產能(萬立方米/每間預拌廠). 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2000. A北歐 B中歐 C南歐 D西歐 E東歐. 2001. 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 年份. 平均產能(萬立方米/每間預拌廠). 圖 3-2 歐洲預拌混凝土產能變化（2001~2005 年）. 10 8 5.55. 6. 4.73 3.91. 4 2. 2.63 1.72. 0 A. B. C. D. E. 歐洲各區域. 圖 3-3 歐洲各區域預拌混凝土產能比較（2001~2005 年）以個別國家而言，如圖 3-4 ~ 3-7 所示，預拌混凝土廠數超過一千家者由高而低之順序依次為德國＞西班牙＞法國＞英國＞義大利；預拌混凝土產量每年超過兩千萬立方米者由高而低之順序依次為西班牙＞義大利＞德國＞法國＞英國；預拌混凝土價格超過 75 歐元者由高而低之順序依次為挪威＞瑞典＞芬蘭＞英國＞法國；預拌混凝土產能超過五萬立方米者由高而低之順序依次為比利時＞葡萄牙＞荷蘭＞義大利＞西班牙。德國擁有最多家預拌混凝土廠(1714 間)；西班牙預拌混凝土產量最多(7158 萬立方米/年)；挪威預拌混凝土價格最高(123.2 歐元/立方米)；比利時預拌混凝土產能最高(8.76 萬立方米/間)。. 18.

(35) 國家. 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1. 45 185 244 1084 1421 168 1060 138 1714 1223 102 222 188 153 100. 0. 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 預拌廠數(間). 國家. 圖 3-4 歐洲國家預拌混凝土廠數比較（2001~2005 年） 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1. 170 756 740 2404 7158 1024 5838 790 4014 3292 890 918 244 241 230. 0. 1000. 2000. 3000. 4000. 5000. 6000. 7000. 8000. 產量(萬立方米/年). 圖 3-5 歐洲國家預拌混凝土產量比較（2001~2005 年）. 19.

(36) 國家. 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1. 47.76 44.78 65.38 78.34 48.12 53.14 58.94 71.14 60.88 75.22 53.78 58.08 98.44 123.2 83.58. 0. 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 平均價格(歐元/立方米). 國家. 圖 3-6 歐洲國家預拌混凝土價格比較（2001~2005 年）. 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1. 3.74 4.08 3.03 2.22 5.04 6.1 5.51 5.73 2.34 2.69 8.76 4.14 1.3 1.58 2.29. 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 產能(萬立方米/每間預拌廠). 圖 3-7 歐洲國家預拌混凝土產能比較. 肆、歐洲混凝土相關規範（一）混凝土(concrete) EN 206 concrete （二）混凝土試驗 (concrete testing) EN 12350 testing fresh concrete. 20. 9. 10.

(37) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. EN 12390 testing harden concrete （三）水泥 (cements) EN 197 cement （四）水泥試驗 (cement testing) EN 196 methods of testing cement （五）飛灰 (fly ash) EN 450 fly ash for concrete （六）矽灰 (silica fume) prEN 13263 silica fume for concrete （七）粒料 (aggregates) prEN 12620 aggregates for concrete prEN 13139 aggregates for mortar （八）粒料試驗 (aggregate testing) EN 932 tests for general properties of aggregates EN 933 tests for geometrical properties of aggregates EN 1097 tests for mechanical and physical properties of aggregates EN 1367 tests for thermal and weathering properties of aggregates EN 1744 tests for chemical properties of aggregates （九）混凝土保護與修護 (concrete protect and repair) EN 1504 product and systems for the protect and repair of concrete structures. 21.

(38) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 伍、會議與混凝土科技相關之國際會議，2007 年執行中計有 38 場，2008 年籌備中計有 9 場。經由統計分析，2007 年國際會議以「組成材料」類別之會議居冠，「永續發展」類別之會議居次；2008 年國際會議以「材料性質」類別之會議最多，其次為「永續發展」類別之會議(參考表 3-1)。對於舉行好幾屆之會議，值得加以關注，一方面會議課題觸及混凝土科技與產業之核心，另一方面是項會議所探討之內容持續不斷有突破性之成果呈現。以下三種近期舉行第 8 屆與混凝土相關之國際會議，正好驗證前述關注之理由。 (一) 高強度與高性能混凝土應用研討會(Symposium on Utilization of High-Strength and High-Performance Concrete) ：1987 年起每三年舉行一次，各屆舉辦之時間及地點如表 3-1 所示。表 3-1 歷年高強度與高性能混凝土應用研討會時程. 屆次時間 1987 1 1990 2 1993 3 1996 4 1999 5 2002 6 2005 7 2008 8. 地點(國家) Stavanger (Norway) Berkeley (USA) Lillehammer (Norway) Paris (France) Sandefjord (Norway) Leipzig (Germany) Washington D.C. (USA) Tokyo (Japan). (二) 混凝土與混凝土結構潛變、乾縮及耐久性研討會(Conference on Creep, Shrinkage and Durability of Concrete and Concrete Structures) ：1958 年起不定時舉行，各屆舉辦之時間及地點如表 3-2 所示。. 22.

(39) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 表 3-2 歷年混凝土與混凝土結構潛變、乾縮及耐久性研討會. 屆次時間 1958 1 1968 2 1978 3 1986 4 1993 5 2001 6 2005 7 2008 8. 地點(國家) Munich (Germany) Munich (Germany) Leeds (UK) Evanston (USA) Barcelona (Spain) Cambridgem (USA) Nantes (Brazil) Ise-Shima (Japan). (三) 纖維聚合物混凝土結構研討會 (Symposium on Fiber Reinforced Polymer Reinforcement for Concrete Structures) ，1993 年起每兩年舉行一次，各屆舉辦之時間及地點如表 3-3 所示。表 3-3 歷年纖維聚合物混凝土結構研討會. 屆次時間 1 1993 2 1995 3 1997 4 1999 5 2001 6 2003 7 2005 8 2007. 地點(國家) Vancouver (Canada) Ghent (Belgium) Sapporo (Japan) Baltimore (USA) Cambridge (UK) Singapore (Singapore) Kansas City (USA) Patras(Greece). 第二節美國地區壹、美國混凝土產業發展現況美國混凝土產業於 2005 年美國消耗 1 億 2 千萬噸水泥，較 2004 年增加 5.6%，主要增加原因為低利率房貸，促使購屋增加，建築業景氣熱絡。美國水泥自足率達九成，剩下不足部份，多進口自中國、加拿大、泰國與希臘。其水泥製成品出口比率不足 1% [13]。. 23.

(40) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 表 3-4 與圖 3-18 為 2002-2007 年度美國水泥及混凝土使用量與熟料產量，水泥使用量從 1 億 4 百萬公噸增至 1 億 2 千 5 百萬公噸；混凝土使用量在 6 年間，從 3 億 5 千萬立方米增至 4 億 2 千萬立方米；熟料產量則於 9 千 1 百萬公噸增至 9 千 4 百萬千公噸。自 2002 年至 2005 年，水泥使用量與混凝土使用量呈現快速成長，成長率約為 17%，2005 年之後成長皆趨於緩慢；熟料產量則呈現微幅增長或衰退的徘徊狀態。表 3-4 美國水泥及混凝土使用量與熟料產量表（2002-2007 年） [13] 2002. 2003. 103,769. 107,537. 349,865 91,179. 水泥使用量/熟料產量(千公噸). 水泥使用量. 2004. 2005. 2006. 2007. 114,892. 121,573. 123,125. 125,096. 362,576. 387,369. 409,889. 415,133. 421,788. 91,777. 93,654. 93,654. 93,315. 93,927. 熟料產量. 混凝土使用量. 150000. 500000. 140000. 450000. 130000. 400000. 120000. 350000. 110000. 300000. 100000. 250000. 90000. 200000. 150000. 80000 2002. 混凝土使用量(千立方米). 年度水泥使用量 (千公噸) 混凝土使用量 (千立方米) 熟料產量 (千公噸). 2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 年份. 圖 3-8 美國水泥及混凝土使用量與熟料產量圖（2002-2007 年）. 表 3-5 為 2002-2007 年度美國水泥及營造相關產業廠數、員工數與產值總表，營造相關業者和水泥相關業者總廠商數。產業廠數 85%屬於營造相關業者，2002 年約有 6 萬 2 千廠，至 2007 年增加到約 7 萬 4 千廠，6 年成長了近 18%，其中水 24.

(41) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 泥相關業者家數偏向穩定微量增加，主要增幅多由營造相關產業所貢獻 (見圖 3-9)。員工總數 72%屬於營造相關業者，2002 年約 2007 年全美約有 78 萬從業人員，至 2007 年增至約 94 萬從業人員，增幅達 20%。表 3-5 美國水泥及營造相關產業廠數、員工數與產值表（2002-2007 年）[13] 年度. 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 水泥相關工廠 (廠) 營造相關機構 (廠). 9,289 53,185. 9,723 54,520. 10,414 58,381. 10,942 60,807. 11,056 61,523. 11,233 62,358. 總工廠/機構 (廠). 62,474. 64,244. 68,796. 71,746. 72,578. 73,591. 水泥相關工廠員工數 (人) 營造相關機構員工數 (人). 217,573 228,081 245,765 259,209 260,968 265,326 565,731 581,928 624,130 655,808 662,276 672,039. 總員工數 (人). 783,304 810,004 869,893 915,012 923,244 937,362. 水泥相關銷售值 (百萬美元) 平均單位銷售值 (千美元/廠) 平均單位銷售值 (千美元/人). 43,886 4,725 202. 46,923 4,826 206. 52,067 5,000 212. 60,909 5,567 235. 68,322 6,180 262. 73,214 6,518 276. 營造相關營造值 (百萬美元) 平均單位營造值 (千美元/廠) 平均單位營造值 (千美元/人). 54,230 1,020 96. 56,899 1,044 98. 62,498 1,071 100. 67,714 1,114 103. 70,898 1,152 107. 76,285 1,223 114. 總計. 水泥相關業者. 營造相關業者. 80000 70000 60000. 廠數. 50000 40000 30000 20000 10000 0 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 年份. 圖 3-9 美國水泥及營造相關產業廠數總圖（2002-2007 年）. 25.

(42) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 表 3-5 中顯示水泥相關產業銷售值，2002 年銷售值為 439 億美元，至 2007 年已增加到 732 億美元，6 年之間成長高達 67%；2002 年水泥相關業者平均每廠銷售值為 473 萬美元，至 2007 年已增加到 652 萬美元，此 6 年間，平均每廠銷售值成長了 38%；2002 年平均每人銷售值為 20 萬美元，至 2007 年增加至 28 萬美元，成長率為 37%。表 3-5 中顯示營造相關業者之營造值，6 年來呈現穩定成長，2002 年總營造值為 542 億美元，2007 年為 763 億美元，成長率為 40%；此 6 年間，營造相關業者平均每廠營造值從 102 萬美元增加到 122 萬美元，成長率為 20%，其中混凝土營造廠營造值較高，在 2007 年比水泥石材營造廠之營造值高出了 57%；此外，平均每人銷售值方面，從 2002 年每人 9.6 萬美元，2007 年增至每人 11.4 萬美元，成長率為 18%。水泥相關產業細分為水泥產業、預拌混凝土產業、其它水泥產業三纇，此三類 2002 至 2007 年度之詳細廠數、員工數、產量與銷售值分別如表 3-6 ~ 3-8 所示，水泥相關產業個別銷售值如圖 3-10 所示，水泥相關產業每廠銷售值如圖 3-11 所示。整體而言，水泥產業是個特例，水泥產業之工廠家數一直維持在 109 家，但每廠銷售值在此段期間成長了 64%，特別在 2004 年以後大幅度的上揚，從 7 千 7 百萬美元增加到 2007 年的 1 億 1 千 4 百萬美元，4 年之間有接近五成的成長率。表 3-6 美國水泥產業廠數、員工數、產量與銷售值表（2002-2007 年）[13] 年度工廠 (廠) 員工數 (人) 水泥產量 (千公噸) 銷售值 (百萬美元) 單位銷售值 (美元/公噸) 單位銷售值 (千美元/廠). 26. 2002 109 17,546 83,126 7,610 91.55 69,817. 2003 109 18,676 88,409 8,068 91.26 74,017. 2004 109 18,869 89,312 8,413 94.20 77,186. 2005 2006 2007 109 109 109 19,887 20,003 20,134 94,131 94,880 95,429 9,975 11,526 12,459 105.97 121.48 130.55 91,514 105,741 114,300.

(43) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 表 3-7 美國預拌混凝土廠數、員工數、產量與銷售值表（2002-2007 年） [13] 年度. 2002 2003 2004 2005 2006 2007 工廠 (廠) 5,564 5,747 6,034 6,325 6,457 6,533 員工數 (人) 98,454 101,153 106,779 112,102 114,385 115,740 混凝土產量 (千公噸) 78,213 80,457 84,807 89,442 91,181 92,314 混凝土產量 (千立方米) 263,715 271,272 285,947 301,579 307,434 311,242 銷售值 (百萬美元) 21,513 22,246 24,670 29,096 33,326 35,793 單位銷售值 (美元/公噸) 275.06 276.50 290.90 325.31 365.50 387.73 單位銷售值 (美元/立方米) 81.58 82.01 86.28 96.48 108.40 115.00 單位銷售值 (千美元/廠) 3,867 3,871 4,089 4,600 5,161 5,479. 表 3-8 美國其它水泥產業廠數、員工數、產量與銷售值表（2002-2007 年） [13] 年度. 2002 工廠 (廠) 3,616 員工數 (人) 101,573 水泥產量 (千公噸) 111,868 銷售值 (百萬美元) 15,300 單位銷售值 (美元/公噸) 136.77 單位銷售值 (千美元/廠) 4231. 水泥相關業者總計. 2003 3,867 108,252 118561 16,609 140.09 4,295. 水泥業. 2004 4,271 120,117 131,817 18,984 144.01 4,445. 預拌混凝土廠. 2005 4,508 127,220 140,758 21,838 155.14 4,844. 2006 2007 4,490 4,591 126,580 129,452 139,936 143,652 23,470 24,963 167.72 173.77 5,227 5,437. 其它水泥相關業者. 80000. 銷售值(百萬美元). 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 年份. 圖 3-10 美國水泥相關產業銷售值圖（2002-2007 年）. 27.

(44) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 水泥相關業者平均. 預拌混凝土廠. 其它水泥相關業者. 140000. 水泥相關業者平均、預拌混凝土廠、其他水泥相關業者每廠銷售值 (千美元/廠). 9000 120000 8000 100000. 7000 6000. 80000. 5000 60000. 4000 3000. 40000. 2000. 水泥業每廠銷售值 (千美元 /廠 ). 10000. 水泥業. 20000 1000 0 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 0 2007. 年份. 圖 3-11 美國水泥相關產業每廠銷售值圖（2002-2007 年）. 圖 3-12 顯示預拌混凝土的價格持續上漲，每立方米預拌混凝土之價格從 2002 年 81.6 美元，至 2007 年成長至 115 美元，6 年來成長了近 41%，特別 2004 年以後成長更為顯著。. 預拌混凝土價格(美元/立方米). 150 130 110 90 70 50 30 10 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 年份. 圖 3-12 美國預拌混凝土價格圖（2002-2007 年）. 28.

(45) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 營造相關產業細分為混凝土營造廠、水泥石材營兩纇，此二類 2002 至 2007 年度之詳細廠數、員工數與營造值分別如表 3-9 與表 3-10 所示，營造相關產業營造值如圖 3-13 所示，營造相關產業每廠營造值如圖 3-14 所示，混凝土營造廠營造值和水泥石材營造值之比率約為 6:4。表 3-9 美國混凝土營造產業廠數、員工數與營造值表（2002-2007 年）[13] 年度. 2002 機構 (廠) 27,509 員工數 (人) 310,059 營造值 (百萬美元) 33,979 單位營造值 (千美元/廠) 1,235. 2003 28,275 319,559 35,767 1265. 2004 30,241 342,485 39,269 1,299. 2005 31,580 361,086 42,661 1,351. 2006 2007 31,973 32,431 364,787 370,249 44,681 48,098 1,397 1,483. 表 3-10 美國水泥石材產業廠數、員工數與營造值表（2002-2007 年） [13] 年度機構 (廠) 員工數 (人) 營造值 (百萬美元) 單位營造值 (千美元/廠). 2002 25,676 255,672 20,251 789. 2003 26,245 262,369 21,132 805. 營造相關業者總計. 2004 28,140 281,645 23,229 825. 混凝土營造廠. 2005 29,227 294,722 25,054 857. 2006 2007 29,550 29,927 297,489 301,790 26,217 28,187 887 942. 水泥石材營造廠. 90000 80000. 營造值 (百萬美元 ). 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 年份. 圖 3-13 美國營造相關產業營造值圖（2002-2007 年）. 29.

(46) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 營造相關業者平均. 混凝土營造廠. 水泥石材營造廠. 1600. 每廠營造值 (千美元 /廠 ). 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 2007. 年份. 圖 3-14 美國營造相關產業每廠營造值圖（2002-2007 年）. 貳、美國混凝土科技發展現況本研究計畫案之美國部份，針對五個混凝土相關重要研究機構、學會、協會或政府單位進行資料收集，單位名稱如下：美國混凝土協會 (American Concrete Institute, ACI) 、美國試驗與材料學會 (American Society for Testing and Materials, ASTM) 、公共工程技術研究中心 (Infrastructure Technology Institute, ITI) 、波特蘭水泥協會 (Portland Cement Association, PCA) 、美國國家標準與技術中心 (National Institute of Standards and Technology, NIST) 之建築與防火研究實驗室 (Building and Fire Research Laboratory, BFRL)。 (一) 美國混凝土協會 (ACI) [14] 美國混凝土協會創立於 1904 年，總部設於密西根 Farmington Hills，協會透過每年主導 125 個研討會，管理 14 個不同的認證，發行超過 400 種技術文件，並提供學生獎學金，以促進混凝土的新知識發展。 1. 各類委員會. 30.

(47) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. 現有執行委員會. (Board Committees) 、認證委員會. (Certification. Committees) 、會議委員會 (Convention Committees) 、教育委員會 (Education Committees) 、國際交流委員會 (International Committees) 及 112 個技術委員會 (Technical Committee, TC) ，負責會務推動、混凝土教育、混凝土相關認證、混凝土相關課題之規範研究與工作。另成立美國混凝土協會基金會 (ACI Foundation) ，內有：混凝土研究委員會 (Concrete Research Council, CRC) 、獎學金委員會 (Scholarship Council) 及混凝土策略發展委員會 (Concrete Strategic Development Council, SDC)。 2. 研討會與會議美國混凝土協會贊助會議、研討會、會議、專題討論、活動，每年舉辦了春季與秋季會議，匯集 1,300 至 1,500 位美國混凝土協會會員、客戶以及與混凝土相關之從業人員。每三年美國混凝土協會舉辦國際型研討會，每年在美國主導超過 100 個專題討論，內容涵蓋各式各樣和混凝土科技相關的主題，例如：結構設計、耐久性、修補、故障檢修、路板、鋪面設置等。 3. 出版品美國混凝土協會已經出版超過 400 種標準、規範、委員會報告、手冊、專題論文集以及特別的文件，內容涵蓋多種不同主題，例如：混凝土耐久性、預拌比例、營建技術、混凝土結構設計等。重要的出版品包括：美國混凝土協會建築規範 ACI 318，廣為美國與國際上作為規範之依據，以及混凝土施工手冊 (Manual of Concrete Practice, MCP) ，其六大部份幾乎涵蓋所有的協會的規範、標準與委員會報告。國際混凝土 (Concrete International) 是美國混凝土協會每個月出版的雜誌，它的發行是匯集了混凝土領域最專業的技術—工程師、建築師、承包商、製造商、對混凝土技術與實務有卓越貢獻的技術專員。這些都是具有影響力的團體共同製作所有不同類型的混凝土結構所必須的指導要點，以完成美國混凝土協會之規範與標準。此外還每月出版混凝土學術專業期刊材料期刊 (Materials Journal) 與結構期刊 (Structural Journal) ，提供學術與實務研究之交流管道。. 31.

(48) 混凝土科技與產業現況暨創新發展策略之探討. 4. 教育 1964 年起，美國混凝土協會開始在混凝土領域中推行優良的教育方案，美國混凝土協會目前在美國每年主導超過 150 個專題討論，約 5,000 位出席者參與探討各種混凝土技術相關的主題。指導員是從美國混凝土協會委員會成員中挑選出來，有教育工作者、工程師、承包商、顧問、材料供應商、以及不同主題卓越的專家。 5. 認證由超過 100 個地方性贊助團隊組成國際型網路，執行美國混凝土協會提供 14 個認證方案，建構了混凝土營建產業中專業雇員基本認證要求，認證的檢定與可選擇的訓練課程。 (二) 美國試驗與材料學會 (ASTM) [15] 國際美國試驗與材料學會 (American Society for Testing and Materials International, ASTM International) 建立於 1898 年，提供產業、政府與環境之發展新的標準需求，不同的產業在區間上的差異之選擇，建立產品與服務更安全、更好、更具成本效益的一致性標準。 1. 技術委員會目前有 130 個主要技術委員會，由技術專家來自超過 120 個國家之生產者、使用者、消費者、政府與學術界的專業人員組成，涵蓋金屬材料、複合材料、聚合材料、水泥材料、岩石、土壤、木材等領域之標準研發。 2. 出版品標準化新聞 (Standardization News) 是國際美國試驗與材料學會的正式月刊，提供美國試驗與材料學會標準研發活動，全球標準化趨勢的相關新聞與專題文章。國際美國試驗與材料學會視窗 (Access ASTM International) 提供給國際美國試驗與材料學會全球客戶的每季線上出版品，在 2005 年之前國際美國試驗與材料學會視窗是印刷出版。國際美國試驗與材料學會商業連結 (ASTM International. 32.

(49) 第三章各國混凝土科技與產業現況暨創新發展策略. Business Link) 為半年度刊物，包含美國試驗與材料學會標準化新聞，提供商業界與科技主題連結之資訊。 3. 研討會與工作小組美國試驗與材料學會研討會提供成員一個發表研究發現與交流的機會。每年約舉辦近 20 個多元科技主題的研討會，主題通常涉及目前新科技最關鍵性部份，建立創新發展之技術基礎，並覆核國際美國試驗與材料學會標準。研討會是由美國試驗與材料學會技術委員會所贊助，並經常和政府機關以及全國性、世界性的專業組織共同舉辦。 4. 訓練課程美國試驗與材料學會技術與專業訓練課程是為政府部門與一般企業所設計，提供高品質、可獲取認證的持續性技術教育方案。 5. 專業性/實驗室交互檢視測試方案美國試驗與材料學會之跨實驗室互檢方案 (Interlaboratory Crosscheck Program, ILCP) 與實驗精通方案 (Proficiency Testing Program, PTP) ，遇到與參與相同方案的實驗室，當其資料數據有所出入時，有能力自行評估所建構測試模式之性能。 (三) 公共工程技術研究中心 (ITI) [16] 1993 年西北大學接受聯邦政府的委託，提供 1,800 萬美元，以六年的時間創立公共工程技術研究中心，規劃將公共工程技術透過研究、發展，從研究室帶入商業市場、商業化以及教育界，推動運用於務實上，栽培未來領袖，並克服艱困公共工程管理與政策之挑戰。此一中心於 1998 年公共工程技術研究中心成為前六大大學運輸中心，再獲得聯邦政府贈與 1,200 萬美元，執行為期六年的「21 世紀運輸平衡法案 (TEA-21)」。 (四) 波特蘭水泥協會 (PCA) [13] 波特蘭水泥協會為獨立運作機構，其研究經費來源，從結盟企業和政府單位平均獲得。目前合作研究單位包括：美國住宅及都市發展部(Department of Housing. 33.