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中 華 大 學 碩 士 論 文

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(1)

中 華 大 學

碩 士 論 文

臺灣地區預拌混凝土及其材料之價格波動分析 Analyzing the price fluctuation of ready mixed

concrete and materials in Taiwan

系 所 別:土木與工程資訊學系碩士班 學號姓名: E 09704008 鄭 憲 忠 指導教授:楊 朝 帄

博 士

中 華 民 國 九十九 年 八 月

(2)

摘 要

混凝土及其材料(砂、碎石及水泥)為營建物料之大宗,其價格之波動會直接反 應之施工經費上;惟業界往往認為政府之物價調整尚有不足或不即時之處,致蒙受損 失。為此,本研究廣泛蒐集 2006~2009 間之相關資料,分析混凝土及其材料之價格波 動情形。

研究發現(1)從 2006 至 2009 年間,單項指數之漲幅於砂為 23.3%、碎石為 36.5%、

水泥為 7.7%及混凝土為 9.5%,(2)砂之工程會價格有隨著市場機制在調整,且普 遍高於市場價格,(3)碎石價格波動於北區 4~5%、中區 10~15%,而南區之碎石價 格並無明顯波動,(4)水泥之工程會價格與市場價格之連動性高,價差約為定值,(5)

混凝土之市場及工程會價格動態變化趨勢皆相近及(6)混凝土及其材料價格之漲、

跌轉折點,皆與大陸砂石出口政策、全球金融風暴、國內景氣等相關。

關鍵字:混凝土及其材料、物物價價指指數數、、價價格格波波動動。

(3)

Abstract

Concrete and its related materials (sand, aggregate and cement) are the bulk of construction materials, the price volatility will directly reflect on the construction costs.

But the industries commonly think that the government’s price adjustment is not on time or enough cause them huge lose. For this, the study broadly collected the related information at the period from 2006 to 2009 to analyze the price volatility of concrete and its materials.

The study found that (1) from 2006 to 2009, the rising rate for single item is, 23.3% for sand, 36.5% for aggregate, 7.7% for cement and 9.5% for concrete, (2) for sand, the price on PCC (Public Construction Commission) is adjusted based on the market price, and mostly higher than the market price, (3) the price volatility for aggregate is 4~5% in north region, 10~15% in central region, and is insignificant in south region, (4) the adjusted cement price will always follow the marketing price, (5) the adjusted price for concrete are almost the same on the market and PCC, (6) the rising/dropping price rate of the concrete and its materials are always follow the export policy of the sand of Mainland China, global financial tsunami and domestic prosperity.

Keywords:Concrete and its related material、Price lndex、Price volatility

(4)

誌 謝

時光苒轉流逝,猶記二年前帶著惶恐不安的心情,踏入了中華大學土木與工程資 訊系研究所就讀,如今二年的研究所課程已悄悄從你我手中溜過,此時心中滿懷感恩 的心情,感謝恩師 楊朝帄教授之悉心指導、觀念啟迪及研究方向引導與匡正,尤其 在論文寫做作方面更蒙恩師逐字斧正,使得本論文能順利付梓,謹致上十二萬分之謝。

在這段帶職進修期間,感謝服務機關各位長關、同仁之支持與包容。同學賴明宏、

黃慶源及丁原禹等人相互之扶持,尤其於論文撰寫期間感謝劉宗銘、蔡玟琳夫婦協助 資料整理工作,另外晉誠、昭正、仲芳、建文、國城、明益等學長的加油打氣。感謝 老婆翠鳳在這幾年間細心照顧吾女,讓我能心無旁騖專心學習與研究,也謝謝小女在 我這段求學期間的體諒,更要感謝家姐鳳蓮在這段期間的支持與鼓勵。

結束了人生另一旅程,將又邁進另一階段,回首過去,謝謝有各位相陪,今後各 奔前程,祝福大家闔家帄安,萬事順心,因為有你讓我的人生更加豐富,珍重再見。

謹 識 鄭憲忠 於新竹.香山 2010.8.16

(5)

目 錄

中文摘要 --- i

英文摘要 --- ii

誌謝 --- iii

目錄 --- iv

圖目錄 --- vi

表目錄 --- viii

第一章 緒論 --- 1

1.1 研究背景與動機 --- 1

1.2 研究目的 --- 1

1.3 研究方法概述 --- 2

1.4 論文架構 --- 4

第二章 文獻回顧 --- 5

2.1 營造業之經營 --- 5

2.2 物價波動對工程履約能力之影響 --- 8

2.3 營建資材之供需 --- 11

第三章 研究作業流程 --- 14

3.1 研究範疇界定 --- 14

3.2 編撰作業 --- 14

3.2.1 混凝土及其材料性質之編撰作業 --- 14

3.2.2 混凝土及其材料產銷之編撰作業 --- 17

3.2.3 混凝土及其材料物價之編撰作業 --- 19

第四章 混凝土及其材料之性質 --- 21

4.1 砂及碎石之來源 --- 21

4.2 砂之性質要求 --- 24

4.3 碎石之性質要求 --- 25

4.4 水泥之性質要求 --- 28

4.5 混凝土之性質要求 --- 32

(6)

第五章 混凝土及其材料之產銷 --- 42

5.1 砂石之產銷 --- 42

5.1.1 北區之砂石產銷 --- 42

5.1.2 中區之砂石產銷 --- 43

5.1.3 南區之砂石產銷 --- 45

5.1.4 東區之砂石產銷 --- 46

5.2 水泥之產銷 --- 47

5.2.1 臺灣水泥史 --- 47

5.2.2 臺灣水泥之產量及消耗量 --- 49

5.3 混凝土之產銷 --- 53

第六章 混凝土及其材料之物價動態分析 --- 56

6.1 營造工程物價 --- 56

6.1.1 台灣地區物價指數 --- 56

6.1.2 台灣地區營造工程物價指數 --- 59

6.1.3 公共工程物價 --- 65

6.2 混凝土及其材料之指數調整 --- 68

6.3 砂、碎石、水泥及混凝土之價格波動 --- 73

6.3.1 砂之價格波動 --- 73

6.3.2 碎石之價格波動 --- 80

6.3.3 水泥之價格波動 --- 87

6.3.4 混凝土之價格波動 --- 92

第七章 結論與建議 --- 97

7.1 結論 --- 97

7.2 建議 --- 98

參考文獻 --- 99

(7)

圖目錄

圖 1.1 研究流程圖 --- 3

圖 2.1 進度落後計畫之原因類別權重(曹建文,2008) --- 11

圖 3.1 混凝土及其材料性質之編撰作業流程 --- 16

圖 3.2 混凝土及其材料產銷之編撰作業流程 --- 18

圖 3.3 混凝土及其材料物價之編撰作業流程 --- 20

圖 4.1 臺灣地區土石採取場數量之歷年變遷情形--- 23

圖 4.2 臺灣地區砂石碎解洗選場數量之歷時變遷情形 --- 24

圖 4.3 水泥製造流程示意 (東南水泥,2009) --- 30

圖 4.4 混凝土分類 --- 33

圖 4.5 預拌混凝土之製程(國產混凝土公司,2009)--- 34

圖 4.6 預拌廠之混凝土生產設備(國產混凝土公司,2009) --- 34

圖 4.7 ACI 之混凝土配比設計(國產混凝土公司,2009) --- 35

圖 4.8 坍度詴驗情形(國產混凝土公司,2009) --- 36

圖 5.1 亞洲地區主要國家之水泥生產量變遷 (臺灣區水泥工業同業公會,2009) --- 50

圖 5.2 臺灣地區水泥消耗量變遷(臺灣區水泥工業同業公會,2009) --- 52

圖 5.3 臺灣地區每人每年水泥消耗量變遷(臺灣區水泥工業同業公會,2009) --- 52

圖 5.4 臺灣地區水泥之產銷變遷(臺灣區水泥工業同業公會,2009) --- 53

圖 6.1 臺灣地區營造工程物價指數分類 --- 58

圖 6.2 公共工程價格資料庫機制流程(行政院公共工程委員會,2004) --- 67

圖 6.3 砂單項、卵塊石單項、砂石及級配料中類之指數調整情形 --- 71

圖 6.4 水泥單項、混凝土單項、水泥及其製品中類之指數調整情形 --- 72

圖 6.5 中類指數及總指數之調整情形 --- 73

圖 6.6 北區砂價格之波動情形 --- 76

圖 6.7 中區砂價格之波動情形 --- 77

圖 6.8 南區砂價格之波動情形 --- 78

圖 6.9 東區砂價格之波動情形 --- 79

圖 6.10 北區碎石價格之波動情形 --- 83

(8)

圖 6.11 中區碎石價格之波動情形 --- 84

圖 6.12 南區碎石價格之波動情形 --- 85

圖 6.13 東區碎石價格之波動情形 --- 86

圖 6.14 北區水泥價格之波動情形 --- 89

圖 6.15 中區水泥價格之波動情形 --- 90

圖 6.16 南區水泥價格之波動情形 --- 90

圖 6.17 東區水泥價格之波動情形 --- 91

圖 6.18 北區混凝土價格之波動(175

kgf / cm

2) --- 94

圖 6.19 中區混凝土價格之波動(175

kgf / cm

2) --- 94

圖 6.20 南區混凝土價格之波動(175

kgf / cm

2) --- 95

圖 6.21 東區混凝土價格之波動(175

kgf / cm

2) --- 95

(9)

表目錄

表 2.1 各主要影響因素之

BNP

i值及其排序 --- 8

表 4.1 砂之級配規定(林金面,2003b) --- 24

表 4.2 碎石之級配規定(林金面,2003b) --- 25

表 5.1 亞洲地區主要水泥生產國之生產量(臺灣區水泥工業同業公會,2009) --- 49

表 5.2 臺灣地區水泥消耗量(臺灣區水泥工業同業公會,2009) --- 51

表 6.1 營造工程物價指數(CCI)查價項目及其權重(主計處網站,2009) --- 60

表 6.2 臺灣地區各月混凝土及其材料之物價指數(2006~2009) --- 68

表 6.3 臺灣地區各月之砂價格(2006~2009) --- 74

表 6.4 砂之單項指數及價格之漲跌幅一覽 --- 80

表 6.5 臺灣地區各月之碎石價格(2006~2009) --- 81

表 6.6 碎石之單項指數及價格之漲跌幅一覽 --- 87

表 6.7 臺灣地區各月之水泥價格(2006~2009) --- 88

表 6.8 水泥之單項指數及價格之漲跌幅一覽 --- 92

表 6.9 臺灣地區各月強度 175

kgf / cm

2之混凝土價格(2006~2009) --- 92

表 6.10 混凝土之單項指數及價格之漲跌幅一覽 --- 96

(10)

第一章 緒論

1.1 研究背景與動機

近年來,國際原物料價格波動劇烈,迫使國內營造物價隨之起伏劇大,公共工程 營建契約通常履約期間較長,其承包商可能遭受之物價波動影響較他行業劇烈,致使 相關工程營建廠商無法因應工程成本價格提高,進而導致廠商倒閉或資金調度不足,

嚴重影響工程進度,造成目前公共工程計畫完工時程莫大之衝擊或停擺(例如:員林 市區鐵路高架化建設計畫案,原核定經費40.72億元,期程為95年2月起至102年2月 止,因受物價調整及不可抗拒之因素,將所需經費調高至69.25億元,工程期程調整 延至103年6月;另臺鐵內灣支線改善工程計畫案內,承包商基泰營造因資金調度不 足,進而導致工程進度嚴重落後,造成工程解約,致該工程重新招標及工程進度延宕 落後10個月等)。

因此,就公共工程及國家經濟而言,營建產業為國內經濟重要指標之一,其景氣 之興衰將牽動整體經濟發展。其為活絡經濟發展,立法院通過「98 年度中央政府振 興經濟擴大公共建設特別預算案」,預定 98 年至 101 年間 4 年投資 4,998 億元,計 畫中規劃 20 項重點投資建設,64 項執行計畫,98 年度預算可望達 1,506 億元,,為增 加公共工程建設支出;另由於近期的風災所造成橋樑、道路的損害,重建工程也預期 會增加對鋼材、砂石、水泥的需求,將可於短期內可有效活絡國內經濟,長期則強化 未來競爭潛力體質,因此本研究探討台灣地區預拌混凝土及其材料價格之波動分析,

藉以作為後續政府公共工程建設招標之參考。

1.2 研究目的

雖然政府根據物價指數變化,調整工程材料物價,並對施工中之工程准以調整經 費;但業界尚認為物價指數有時差、物價調整會不足或不即時等,致蒙受損失,為為解

(11)

決目前之問題,本研究蒐集混凝土及其材料:砂、碎石、水泥性質及其產銷,國內價 格分析漲跌波動實際情形,俾供工程相關物價調整作業檢討之參考。

1.3 研究方法概述

本研究廣泛蒐集 2006/1~2009/12 間經濟部礦務局之「年度砂土石產銷調查報 告」、水泥公司之水泥價格及產量、工程會之物價資料庫及營建物價刊物等,並繪製 成圖表,藉以分析混凝土及其材料之價格波動情形。

圖 1 為本論文研究之編撰作業之流程,而其細項分列如下:研究範疇界定、研究背景 及動機說明、文獻回顧、混凝土及其材料之性質、混凝土及其材料之產銷、混凝土及 其材料之物價動態分析、結論與建議等。

(12)

圖 1 研究流程圖

臺 灣 地 區 預 拌 混 凝 土 及 其 材 料 之 價 格 波 動 分 析

研 究 背 景 及 動 機 說 明

文 獻 回 顧

混 凝 土 及 其 材 料 之 性 質

混 凝 土 及 其 材 料 之 產 銷

混凝土及其材料之物價動態分析

結 論 與 建 議

1. 營造業經營 2. 物價波動對工程

履約能力影響 3. 營建資材供需

1. 砂及碎石之來源 2. 砂之性質要求 3. 碎石之性質要求 4. 水 泥 之 性 質 要

求 1

.

砂石之產銷

2.水泥之產銷 3.混凝土之產銷

物 價指 數

指 數調 整

物 價波 動

(13)

1.4 論文架構

本論文共計七章:第一章「緒論」說明研究背景與動機、目的及研究流程等。第 二章「文獻回顧」分(1)營造業經營、(2)物價波動對工程履約能力影響、(3)營 建資材供需。第三章「研究作業流程」分(1)研究範疇界定、(2)混凝土及其材料 性質之編撰、(3)混凝土及其材料產銷之編撰、(4)混凝土及其材料物價之編撰。

第四章「混凝土及其材料之性質」,說明(1)砂及碎石之來源、(2)砂之性質要 求、(3)碎石之性質要求、(4)水泥之性質要求。第五章「混凝土及其材料產銷」,

探討(1)砂石之產銷、(2)水泥之產銷、(3)混凝土之產銷。第六章「混凝土及其 材料之物價動態分析」,就(1)營建工程物價、(2)混凝土及其材料之指數調整、(3)

砂、碎石、水泥及混凝土之價格波動分析等。並將本論文總結於第七章「結論與建議」

裡,闡述研究具體成果,並建議待研究事項。

(14)

第二章 文獻回顧

於本章,茲將所回顧之文獻分成營造業經營、物價波動對工程履約能力影響及營 建資材供需,三部份彙整之。

2.1 營造業之經營

營建產業之經營活動為國內經濟重要指標之一,其景氣之興衰將牽動整體經濟發 展;在營建產業當中,營造業的營業生產總額及企業家數的數量及比重皆領先其他行 業。營造業為資金、技術、人力之高度整合行業,具有昂貴、多樣、不可移動之性質,

加上交易行為多是「先交易後生產」,與一般製造業之「先生產後交易」有所不同,

這些因素使得營造業之經營特性異於一般行業。於經營上,營造業之特性如下(洪嫦 闈等,2008):

一、產業特性

1. 影響其它產業甚鉅。

2. 地域性強烈。

3. 結合服務業與製造業特性。

4. 產品具有獨特性與不移動性。

5. 廠商多為中小型企業。

二、業務特性

1. 易受經濟景氣影響。

2. 生產過程不易掌控、風隩偏高。

3. 資本及勞力密集產業。

4. 業務無連貫性,導致經驗無法累積。

(15)

三、財務特性

1. 易受外在環境因素影響。

2. 資金需求較服務產業較高。

3. 偏好短期融資,負債比率高。

4. 墊款值的多寡主宰企業財務體質。

5. 企業自有資金偏低。

6. 大型企業多進行多角化經營。

由前述特性知曉:

1. 營造業之業務來源收入受政府政策、房地產市場或民間企業的需求而改變。

2. 營運成本受到上下游產業景氣與金融貸款利率、原物料價格波動之影響。

3. 財務穩定度隨著負債比例、墊款值的多寡及融資策略而改變。

4. 營建工程係以固定資本形成毛額為大宗,機器及設備次之,而運輸工具與無形固 定資產約均低於 10%。

5. 由於營造業成立所需資本額不高,廠商家數容易增多,自然形成完全競爭市場。

6. 於完全競爭市場,個別廠商沒有影響價格之能力,只能接受由市場所決定的價格,

而廠商可以自由進出這個產業。

另一方面,內政部營建署(2007)為了瞭解營造業營運情形及其變動趨勢,於 1999 年起開始每年度調查、編製 「營造業經濟概況調查報告」。此報告之主要調查、

分析內容含營造業的收益力、安定力、活動力、成長力與生產力五個面向,藉以檢視 營造業整體和各地區、各等級營造業之年度經營績效與體質。五個面向之分析內涵如 下所述:

1. 收益力分析:係為瞭解企業之獲利能力,檢視其營業毛利率等。

2. 安定力分析:係為瞭解企業之償債能力及財務結構,檢視其流動比率及負債對淨 值比率等。

(16)

3. 活動力分析:係為瞭解企業之經營效率,檢視其存貨週轉率及應收帳款週轉率等。

4. 成長力分析:係為瞭解企業邁向更好經營之能力,檢視其營業收入成長率等。

5. 生產力分析:係為測定企業之投入產出比率之大小,檢視其每位員工營業額等。

「營造業經濟概況調查報告」分為四章:

第一章

係描述調查目的、對象、週期、調查方法、抽樣方法與偏差值矯正等,並羅列母體結 構與基本資料。

第二章

係調查結果分析,以圖表展示各等級廠商、各地區或年度之統計參數,並說明數據涵 意。

第三章

係歷年調查結果之時間係列趨勢分析,選擇重點指標顯示各年度之數據變化趨勢。

第四章

係就每年度的企業單位數、從業員工人數、勞動報酬支出、各項收入支出金額與比例、

實際運用資產淨額、生產總額的金額與類別,以及使用土地與建築物面積等,提出趨 勢性分析。

惟鑑於此報告僅就統計參數變化概略描述之,並未深究其變化原因,且部份調查 結果因欠缺一致性,故洪嫦闈等(2008)進一步根據此調查報告,透過時間序列、交 叉分析,對營造產業近幾年之企業經營趨勢、營運效益及市場競爭程度等進行整體研 析,期能深入瞭解歷年營建產業的脈象。即營造業於 1980 年代達到顛峰,之後便持 續下滑至 2005 年營建產業生產毛額僅佔全國 GDP 之 1.86%,呈現衰退現象;惟 2004 年起,營建工程固定資本形成毛額逐年增長,其附加價值則在數年後方會呈現。另一 方面,於完全競爭市場機制下,只要有利可圖,新廠商可以自由地加入這個產業,在 資金門檻限制低的情況下,廠商家數自然容易增多。而營造業係以承攬工程案件為主

(17)

要業務項目,標價最低者為採購對象,廠商的競爭能力與利潤完全取決於市場的供 需,致造成廠商著重短期市場的供需量,並形成低價搶標之風氣,長期下來實屬高度 競爭產業。

2.2 物價波動對工程履約能力之影響

影響公共工程執行之因素甚多且錯綜複雜,此等因素存在於工程之規劃、設計、

用地取得、發包及施工階段裡,為了能在各個環節適時控管此等影響因素,必頇將其 具體的彙整與歸類。尤文祥(2004)廣泛蒐集(1)監察院交通及採購委員會之公共工程施 工品質調查意見、(2)工程會彙整之歷年工程施工查核缺失及(3)交通部彙整之歷 年工程施工查核缺失,彙整出九大類別(政策類別、技術類別、經濟類別、環境類別、

管理類別、行政類別、施工類別、規劃類別及風隩類別)之 91 項影響因素;續使用 多準則層級分析法,對主辦機關人員施行系列意見調查,篩選出 44 項主要影響因素,

並對其重要度排序(參見表 2.1)。

表 2.1 各主要影響因素之

BNP

i值及其排序

(尤文祥,2004;許雄江,2005;鍾承憲,2005)

項目 主辦機關 設計監造單位 承包商

BNP

i 排序

BNP

i 排序

BNP

i 排序 政策類別

勞工安全與衛生政策 .0232 8 .0915 38 .0199 19 政府品質管理政策 .0109 43 .0217 23 .0296 8 工程查核法規 .0135 40 .0199 36 .0298 7 採購法 .0169 29 .0209 32 .0351 5 公權力之落實 .0180 25

專任技師(士)之認證 政策

.0214 28 .0183 22 技術類別

品質管理之教育與訓 練制度

.0163 32 .0165 45 .0377 4 品質管制制度 .0153 34 .0201 34 .0250 13 品質保證制度 .0118 41 .0192 40 .0073 44 承包商施工技術 .0174 26 .0185 41 .0284 9

(18)

項目 主辦機關 設計監造單位 承包商

BNP

i 排序

BNP

i 排序

BNP

i 排序

新機具及設備 .0196 37 .0155 28

經濟類別

導入價值工程分析法 .0363 1 .0246 6

物價波動 .0271 4 .0247 3 .0392 3 承包商履約能力 .0189 18 .0216 25 .0247 14 標價 .0137 39 .0211 30 .0711 1 承包商規模與視野 .0010 44 .0200 35 .0524 2

政府不履約情形 .0199 19

環境類別

地方政府之環境法規 .0272 3 .0218 22 .0185 21 管路管理機關間之協

調

.0171 27 .0195 38 .0214 17 剩餘土石方處理 .0167 30 .0211 30 .0255 12 施工用地取得 .0152 35 .0217 23 .0124 31 交通可及性 .0182 23 .0246 4 .0101 38 管理類別

工地安全管理 .0243 5 .0223 20 .0240 15 管理缺失之矯正及預

防措施

.0185 22 .0237 10 .0107 35 管理措施之自主檢查 .0192 17 .0185 41 .0148 29 採購法對轉包的限制 .0142 38 .0208 33 .0324 6 管理系統之自主檢查 .0203 15 .0212 29 .0112 34 行政類別

文件查核 .0234 7 .0215 27 .0160 25 工程人員之責任感 .0171 28 .0230 16 .0235 16 文件缺失之矯正及預

防措施

.0206 14 .0230 16

工務行政 .0146 37 .0105 37

行政人力 .0189 20 .0264 1 .0100 39

相關法規 .0223 20 .0179 24

施工類別

工程師之能力 .0189 18 .0216 25 .0182 23 作業員之經驗 .0213 12 .0231 14 .0120 32 技工之供需 .0185 21 .0230 16 .0106 36 施工缺失之矯正及預

防措施

.0182 24 .0236 11 .0083 43 施工效率 .0212 13 .0234 13 .0120 32 規劃類別

設計審查 .0236 6 .0170 44 .0157 27 設計缺失 .0224 9 .0245 5

續表 2.1 各主要影響因素之

BNP

i值及其排序

(19)

項目 主辦機關 設計監造單位 承包商

BNP

i 排序

BNP

i 排序

BNP

i 排序 契約條款合理性 .0219 10 .0243 7

施工介面之調和性 .0165 31 .0185 41 .0090 41 設計監造公司之專業

.0114 42 .0236 11 .0095 40

設計規劃期程 .0129 30

設計滿足需求之程度 .0090 41

風隩類別

地質鑽探 .0316 2 .0227 19 .0262 11

群眾抗爭 .0213 11 .0158 26

趕工計畫 .0242 8 .0208 18

法規及規範之認知 .0152 36 .0254 2 .0067 45 臨時設施之災害 .0162 33 .0231 14

天然災害 .0203 16 .0238 9 .0281 10

BNP

i:以模糊層級分析法計算各主要影響因素之代表模糊權重。

鍾承憲(2005) 及許雄江(2005)庚續對監造單位及承包商人員施行系列意見調 查,也對 44 項主要影響因素進行重要度排序。見表 2.1,發現主辦機關或監造單位或 承包商所排序前十項之 22 項主要影響因素中含「物價波動(重要度排序於主辦機關 4、監造單位 3、承包商 3)」項及「標價(重要度排序於主辦機關 39、監造單位 30、

承包商 1)」項。知曉,公共工程營建契約通常履約期間較長,其承包商可能遭受之 物價波動影響較他行業劇烈。

此外,曹建文(2008)分析工程會列管 2002 年~2006 年交通部所屬 13 局執行一 億元以上重大工程計畫(164 件)之預算執行資料,發現進度落後之計畫共 74 件,

預算執行率落差介於-5%~-70%間,大多集中於第二季與第四季間;各局計畫進度落 後之發生時間點以施工階段最多、次之為工程設計階段及計畫審議階段。參見圖 2.1,

得知前五項之進度落後原因類別依序為工務行政、規劃設計、用地及地上物、承包商 及發包;而在承包商方面之主要進度落後原因為財務狀況不良、營建物料上漲等,致 常以無力施作為由,申請停工或辦理解除契約等。

(20)

16%

12%

13%

2% 13%

3%

9%

5%

27%

規劃設計 發包

用地及地上物 承包商 材料 施工 風隩 監造 工務行政

圖 2.1 進度落後計畫之原因類別權重(曹建文,2008)

2.3 營建資材之供需

2008 年第三季隨著金融危機蔓延全球,因市場需求瞬間萎縮,導致全球資材供 過於求;因此國內營建相關產業也受到波及,為此政府相繼推動公共工程建設以刺激 經濟景氣。所宣告的『愛台 12 項建設』,政府出資部份高達 2 兆 6,500 億元,其中 全島便捷交通網和污水下水道建設兩項所需經費比率即佔達 64%。此外,由於近期的 風災所造成橋樑、道路的損害,重建工程也預期會增加對鋼筋、預拌混凝土、砂石、

型銅、鋼板、瀝青混凝土、水泥以及柏油等大宗資材的需求,因此於短期內將可有效 活絡國內經濟,長期則強化未來競爭潛力體質。為因應金融危機後營建需求量體之增 加,國內營建材料之供給量是否足夠,係值得關注之焦點;為此,李佳龍、黃正翰(2009)

針對國內大宗資材供需量體做分析。即依據 2009 年度預算及未來國內經濟景氣,推 估 2010 至 2012 年度中央政府預算總額應不致有太大之變化,且每年營建用大宗資材 價格將以約 1%之幅度上漲;則所推估 2010 至 2012 年間之大宗資材供需情況如下:

(21)

1. 展望 2010 年,雖然景氣不確定性仍高,全球景氣可望在各國積極貨幣與財政攻策 挹注下溫和復甦。

2. 國內固定投資形成毛額自 1886 年起每年度逐步向上增加,且自 2006 年度起營建 工程之年度固定資本形成毛額已超過新台幣一兆元,表示整體營建產業逐年成長。

3. 展望未來在政府積極推動挽救經濟之措施下,評估未來營建材料價格將呈現帄穩 狀態。

4. 由於 2004-2007 期間之經濟成長率大於 4%,顯示當時國內公共建設與地方建設均 十分活絡,因當時大型施工機具並無發生不足狀況,故認為 2010 至 2012 年間之 機具供給亦無虞。

5. 工程會於 2009 年對營建相關公會調查人力需求情形,顯示短期內並無人力短缺現 象。

6. 由於 90%以上之柏油係台灣中油所生產,且優先供給國內,故供給無虞。

7. 2010 年以後之鋼筋,H 型鋼、鋼板、瀝青混凝土、砂石及水泥等之需求量均較 2008 年以前低。

根據徐敏晃、張俊鴻(2008)之研究資料,高雄港洲際貨櫃中心的外堤工程及台 電一 0 七號碼頭承包商傳出跳票案,22 家受害的下游協力廠商估計被倒閉的總金額 約 2 億元左右,其中預拌混凝土業者損失金額約在 4,000 萬元左右,已嚴重影響該業 者之生計與資金調度。由此事件可以發現,營建重要材料價格持續上漲已屬國際趨 勢,國內營建相關產業若能將原物料的成本轉嫁給下游廠商則影響較小(如鋼構廠),

若因承攬公共工程而無法快速調整合約金額(如營造廠),或因競爭者激烈而無法調整 價格(如預拌混凝土廠),就只能苦撐。

預拌混凝土屬於加工產業,其成本含原物料費、運輸費及廠內管銷費,容易估算。

因為預拌混凝土的成本分析近乎透明,故原物料上漲應反映至售價上;然業者為求生 存,往往削價競爭,先以低價標得工程,再想辦法獲取利潤,致混凝土品質不好。故 工程採購人員在辦理預拌混凝土採購時,應依循下述步驟:

(22)

1. 要求廠商提供配比表及報價。

2. 探訪原物料(砂、石、水泥等)單價。

3. 由柴油價格換算運輸成本。

4. 核對報價的合理性。

5. 挑選有信譽的廠商或是經由第三公正單位驗證合格者。

6. 自行驗廠等。

(23)

第三章 研究作業流程

於本論文之第二章,已回顧了營造業經營、物價波動對工程履約能力影響及營建 資材供需等之文獻,於本章對後續章節編撰之具體作業程序及步驟說明之。

3.1 研究範疇界定

自 2006 年全球市場需求旺盛及原物料成本上漲等因素,使國內營造物料價格飆 漲,2008 年又因國際原油價格上揚,導致各產業的運輸成本大幅上漲。政府為避免 營造物價劇烈波動,影響政府各公務單位推動之公共工程建設,即陸續頒布相關物價 調整處理原則及辦法,期能以補貼方式,協助營造業解決此項問題。但營造業者表示 補貼業者之營造工程物價指數,因為多調查「牌價」,未能反應真實原物料漲價情形,

所以指數漲幅未能符合實際產品漲幅。

為探討此類問題,本研究以營建工程物價指數分類裡之材料大類-混凝土為探討 對象;因為混凝土製程所需之材料為水、水泥、砂、碎石,故亦應一併考量其性質、

產銷及價格動態變化,期能從相關數據中,瞭解營造業者所提營造物調與售價波動落 差之情形。而於價格時間序列之動態變化數據蒐集上,考慮時效性及數據來源刊物之 刊行期間,僅使用 2002~2008 混凝土及其材料之產銷數據及 2006/1~2009/12 之物價 數據,並對其分析之。數據來源刊物以政府出版品為主,學術性期刊及會刊等為輔,

如臺灣區水泥工業同業公會統計資料、經濟部礦物局公布之統計資料、財團法人臺灣 營建研究院所出版之營建物價期刊;其能從資料中加以比對,充實本研究之內容。

3.2 編撰作業

3.2.1 混凝土及其材料性質之編撰作業

圖 3.1 為此編撰作業之流程,而其細項如下列:

1. 混凝土之優點、缺點及性質補救措施。

(24)

2. 砂及碎石之來源說明,含土石採取區及碎解洗選場數量、年度砂(土)石生產及 銷售量等,資料摘自經濟部礦務局「臺灣地區砂土石產銷調查報告」。

3. 土石採取相關法規概述,如土石採取法、都市計畫法、非都市土地使用管制規則 等。

4. 臺灣地區土石採取許可區數量之歷年變遷分析。

5. 臺灣地區之砂石碎解洗選場營運情形。

6. 臺灣地區砂石碎解洗選場之歷年變遷分析。

7. 砂之性質要求說明。

8. 碎石之性質要求說明。

9. 對臺灣地區之砂石特性說明,含宜蘭縣、台北縣、桃園縣、新竹縣、苗栗縣、台 中縣、南投縣、彰化縣、雲林縣、嘉義縣、台南縣、高雄縣、屏東縣、花蓮縣及 台東縣。

10. 水泥之性質要求。

11. 水泥製造流程簡述,含採礦、生料研磨、熟料燒成、水泥研磨及包裝等程序。

12. 各水泥種類之性質及適用構造物說明,含第Ⅰ型、第Ⅱ型、第Ⅲ型、第Ⅳ型及第

Ⅴ型之波卜特蘭水泥。

13. 混凝土之分纇及其性質要求,含常質混凝土、預鑄或特密混凝土、預拌混凝土及 普通混凝土等。

14. 預拌混凝土之製程說明,含原 料 生 產、運 送、儲 存、生 產 拌 和,並 經 由 預 拌 車 運 送 至 工 地 現 場 等 。

15. 混凝土之配比設計說明。

16. 新拌混凝土的工作度判釋及缺陷原因。

17. 混凝土之養護方式說明,含滯水、澆水、覆蓋、護膜、蒸氣及噴霧灑水等。

18. 行政院公共工程委員會「公共工程地型預拌混凝土設備設置及拆除管理要點」內 容說明。

(25)

圖 3.1 混凝土及其材料性質之編撰作業流程 混 凝 土 及 其 材 料 性 質 之 編 撰

砂 及 碎 石 來 源 之 編 撰

1. 土石採取區及

碎解洗選場數

2. 年度砂(土)

石生產及銷售

3. 土石採取相關

法規概述

砂 性 質 要 求 之 編 撰

碎 石 性 質 要 求 之 編 撰

水 泥 性 質 之 編 撰

混 凝 土 性 質 要 求 之 編 撰

預 拌 混 凝土 之製 程

混 凝 土 之配 比設 計

混 凝 土 之養 護方 式

1. 水泥製造流程

2.

各水泥種類之 性質及適用構 造物

對臺灣地 區含宜蘭 縣等 15 縣 市之砂石 特性說明

(26)

3.2.2 混凝土及其材料產銷之編撰作業

圖 3.2 為此編撰作業之流程,而其細項如下列:

1. 北區之砂石產銷說明,含宜蘭縣、臺北縣、桃園縣、新竹縣。

2. 中區之砂石產銷說明,含苗栗縣、台中縣、南投縣、彰化縣、雲林縣。

3. 南區之砂石產銷說明、含嘉義縣、台南縣、高雄縣、屏東縣。

4. 東區之砂石產銷說明、含花蓮縣、台東縣。

5. 臺灣水泥史。

6. 臺灣水泥之產量及消耗量。

7. 臺灣地區水泥消耗量。

8. 臺灣地區水泥消耗量變遷。

9. 臺灣地區每人每年水泥消耗量變遷。

10. 臺灣地區水泥之產銷變遷。

11. 混凝土之產銷。

12. 水泥比重及配比說明。

(27)

圖 3.2 混凝土及其材料產銷之編撰作業流程 混 凝 土 及 其 材 料 產 銷 之 編 撰

砂石產銷之編撰【含北、中、南、東區】

水 泥 產 銷 之 編 撰

臺灣水泥產量及銷 耗量

臺灣地區水泥消耗 量變遷

臺灣地區水泥產銷 變遷

臺灣水泥史 萌芽期 重建期 擴建期 繁榮期 成熟期 產業東移期

混 凝 土 產 銷 之 編 撰

水 泥 比 重 及 配 比 說 明

混 凝 土 需 求 量

(28)

3.2.3 混凝土及其材料物價之編撰作業

圖 3.3 為此編撰作業之流程,而其細項如下列:

1. 台灣地區物價指數說明,含總指數、基本分類指數及特殊分類指數等。

2. 臺灣地區營造工程物價指數分類。

3. 台灣地區營造工程物價指數說明。

4. 物價指數連動調整條款說明。

5. 臺灣地區各月混凝土及其材料之營造工程物價指數彙整及分析。

6. 臺灣地區各月之砂價格彙整及動態分析(北區、中區、南區、東區)。 7. 臺灣地區各月之碎石價格彙整及動態分析(北區、中區、南區、東區)。 8. 臺灣地區各月之水泥價格彙整及動態分析(北區、中區、南區、東區)。

9. 臺灣地區各月強度 175

kgf / cm

2之混凝土價格彙整及動態分析(北區、中區、南 區、東區)。

(29)

圖 3.3 混凝土及其材料物價之編撰作業流程 混 凝 土 及 其 材 料 物 價 之 編 撰

物 價 指 數 之 編

混凝土及其材料指數調整情形之編撰

臺灣地區各月混凝土及其材料之營造工程

物 價 波 動 分

台灣地區物價指 數:

總指數

基本分類指數 特殊分類指數

台灣地區營造工程 物價指數

1. 編製用途 2. 編製要點

砂 之 單 項 指 數

卵 石

、 塊 石 單 項 指 數

砂石 及 級配 料 之中 類 指數

水 泥 之 單 項 指 數

混 凝 土 之 單 項 指 數

水泥 及 其製 品 之中 類 指數

總 指 數

砂 物 價

碎 石 物 價

水 泥 物 價

混 凝 土 物 價

(30)

第四章 混凝土及其材料之性質

土木、建築材料之種類分金屬材料、非金屬材料、複合材料及聚合物等;其中混 凝土系由水、砂(細骨材)、碎石(粗骨材)及水泥混合而成之複合材料,具黏結、

流動、填隙及凝結等功用,未凝結前可注入模版中塑造形狀,凝結後呈硬固狀,具高 抗壓強度,為土木、建築工程中用量最大者。作為土木、建築工程之基本材料,混凝 土之優點為耐久、抗壓、防火、可塑、防蝕、耐磨、防水、隔熱及低成本等,然仍有 抗張力低、延展性差、重量大及易因溫差而龜裂等缺點。惟在使用上可以下列措施補 救(林金面,2003a):

1. 加入鋼筋提高抗張力。

2. 加入聚合物增加延展性。

3. 加入纖維或鋼筋避免龜裂。

4. 加入輕骨材減輕自重。

按所定配比將水、砂、碎石及水泥拌合而成混凝土;依中華民國建築技術規則 340 條,混凝土所用之水頇清潔、無油、酸、鹼、鹽、有機物及其它對混凝土與鋼筋 有害之物質,預力混凝土及混凝土中埋設鋁物時,必頇無氯離子。如用非飲用水,應 先製出砂漿方詴體,其 7 天及 28 天強度不得小於以飲用水製出者之 90%;砂漿方詴 體之檢驗法應依 CNS1010.R3032 水硬性水泥墁料抗壓強度法檢驗之。以下續對砂、

碎石來源及砂、碎石、水泥、混凝土之性質說明之。

4.1 砂及碎石之來源

於本節茲根據經濟部礦務局(臺灣地區砂土石產銷調查報告,2002~2008),彙整 說明砂及碎石之來源。此報告係以臺灣地區各縣市為調查範圍,調查對象為現有土石 採取區及碎解洗選場,進行碎解洗選場每年之砂(土)石生產、銷售量及其機械設備、

員工人數等基本資料調查。進行實地調查,並請當地砂石公會配合參與調查;依據各

(31)

縣市調查結果,予以核對、彙整及區分統計類別,分別作成各類統計表。

砂及碎石之料源皆來自「土石採取場」,其中碎石係又在「砂石碎解洗選場」將 卵石、塊石破碎、分篩及洗淨之產物。依土石採取法第 10 條第 4 款規定,申請土石 採取場或砂石碎解洗選場,必頇以取得用地為前提,續依「都市計畫法」或「非都市 土地使用管制規則」之規定程序,辦理變更為土石採取專用區後,再依「土石採取法」

相關規定營運。

圖 4.1 為臺灣地區土石採取許可區數量之歷年變遷情形,茲整理其各年度數量變 遷如下:

2002 年:267 區(河川 198 區、陸上 66 區、海域 3 區)。

2003 年:113 區(河川 51 區約 180 公頃、陸上 62 區約 245 公頃)。 2004 年:53 區(河川 32 區約 155 公頃、陸上 21 區約 85 公頃)。 2005 年:43 區(河川 17 區約 103 公頃、陸上 24 區約 97 公頃、海域

2 區約 8 公頃)。

2006 年:22 區(陸上 19 區約 64 公頃、海域 3 區約 8 公頃)。 2007 年:19 區(陸上 16 區約 60 公頃、海域 3 區約 14 公頃)。 2008 年:25 區(陸上 22 區約 77 公頃、海域 3 區約 14 公頃)。

由前述知曉,許可之土石採取場數量於 2002 年曾經多至 267 區,惟於 2004 年遽 減至 53 區,之後仍持續減少,至 2008 年僅存 25 區。土石採取場數量之減少大多是 河川部份,至 2006 年因政府全面禁採河川砂石,故已完全沒有位置於河川者。取而 代之的是陸上及海域之土石採取場,但除海域者有些許增加外,陸上者並無增加之趨 勢;故為因應景氣復甦之建設需求,對陸砂之開發及河川砂石開採之解禁可能更形迫 切。

(32)

0 50 100 150 200 250 300

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

年度

土石採取許可區數量 ( 區)

圖 4.1 臺灣地區土石採取場數量之歷年變遷情形

另一方面,臺灣地區之砂石碎解洗選場因為原料取得及洗選取水之便,通常就近 設立於河川區內。近年來因颱風、地震及豪雨,造成橋墩、河川構造物破壞及河岸地 貌的改變,因此位於河川區的砂石碎解洗選場備受爭議與指責。水利署已於近年陸續 對位於河川行水區內之砂石碎解洗選場,以違反「水利法」及「河川管理辦法」之規 定強制予以拆除,導致今後砂石碎解洗選場需改設於非都市土地區。

圖 4.2 為臺灣地區砂石碎解洗選場之歷年變遷情形,其各年度之數量為 2002 年 462 場、2003 年 476 場、2004 年 410 場、2005 年 392 場、2006 年 395 場、2007 年 450 場、2008 年 476 場,知曉其雖曾經於 2005 年減少至 392 場,惟於 2008 年又回升 至 476 場。以 2008 年為例,476 處砂石碎解洗選場之分布為臺北縣 14、桃園縣 19、

新竹縣 12、苗栗縣 33、台中縣 40、彰化縣 17、南投縣 37、雲林縣 38、嘉義縣 6、

台南縣 9、高雄縣 48、屏東縣 83、宜蘭縣 29、花蓮縣 53、台東縣 25 及離島 4。知曉 砂石碎解洗選場分布數量較多之前五個縣依序分別為屏東縣、花蓮縣、高雄縣、台中 縣及雲林縣。

(33)

300 400 500 600

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

年度

砂石碎解洗選場數量 (場)

圖 4.2 臺灣地區砂石碎解洗選場數量之歷時變遷情形

4.2 砂之性質要求

混凝土之骨材依粒徑 D 大小分粗石(D<15 ㎝)、粗骨材(4.76 ㎜<D<15 ㎝)及 細骨材(D<4.76 ㎜),依材質分天然骨材及人造骨材,依重量分常重骨材(比重為 2.6~2.7 者)、輕質骨材(比重<2.6 者)及重質骨材(比重>2.7 者);本研究所指之砂 相當於混凝土之常重細骨材。表 4.1 為砂之級配規定;另為判定砂是否潔淨,頇依 CNS491 規範施行含泥土重量詴驗,其容許之含泥量為粘土塊=1~1.5%、煤灰=0.25~1%

(林金面,2003b)

表 4.1 砂之級配規定(林金面,2003b) 篩號及

孔徑 No.

8 3

"

9.53 ㎜

No.4 4.76 ㎜

No.8 2.38 ㎜

No.16 1.19 ㎜

No.30 0.58 ㎜

No.50 0.30 ㎜

No.100 0.15 ㎜ 通過重

量百分 比

100 95~100 80~100 50~85 25~60 10~30 2~10

(34)

4.3 碎石之性質要求

此處所指之碎石相當於混凝土之常重粗骨材,表 4.2 為碎石之級配規定;另為判 定碎石是否潔淨,頇依 CNS491 規範施行含泥土重量詴驗,其容許之含泥量為粘土塊

<0.25%、煤灰=0.25~1% (林金面,2003b)

表 4.2 碎石之級配規定 (林金面,2003b) 粒徑範

通過重量百分比

50.8 ㎜ 38.1 ㎜ 25.4 ㎜ 19.1 ㎜ 12.7 ㎜ 9.53 ㎜ 4.75 ㎜ 2.38 ㎜ 50.8 ㎜

~4.75 ㎜

95~100 35~70 10~30 0~5 <5 25.4 ㎜

~4.75 ㎜

95~100 35~70 10~30 0~5 <5 12.7 ㎜

~4.75 ㎜

95~100 25~60 0~10 <5 19.1 ㎜

~4.75 ㎜

90~100 20~55 0~10 <5

另一方面,續對臺灣地區之砂石特性說明之(臺灣地區砂土石產銷調查報告,

2002~2008)。

一、宜蘭縣

宜蘭縣河川砂石主要生產地為和帄溪北岸及宜蘭縣政府辦理之南澳溪及新城溪 公共造產土石區;砂石區係位於四稜砂岩層之石英砂岩出露地域,其兩岸崩解堆置河 床內之砂石品質優良,適合做為混凝土骨材。

二、台北縣

境內之砂石碎解洗選場多取自桃園縣蘆竹鄉,觀音鄉及新屋鄉一帶所生產之陸上 砂石,其來源混雜、含泥量較大、品質較差,故需經過水洗後再加工,始可用為混凝 土骨材。

(35)

三、桃園縣

本縣境內目前無自產之河川砂石,僅以農地改良、工地或公共工程開挖及礦場廢 石等零星採掘而得;而自產陸上砂石主要來自蘆竹鄉、大園鄉、觀音鄉暨新屋鄉一帶,

其來源複雜、含泥量高、品質低。

四、新竹縣

本縣頭前溪之砂石係由石英砂岩崩解沖刷堆積於河床而成,而陸上土石區之砂石 係為中新世大寮層或南港層或桂竹林層之砂岩礫石,此等砂石經碎解、分級後可用為 混凝土骨材。

五、苗栗縣

其河川砂石大多來自中港溪、後龍溪、大安溪,均係上游石英砂岩崩解、沖積而 成,故砂石品質堅硬優良,經碎解、分級後可作為混凝土骨材。

六、台中縣

台中縣砂石多自烏溪、大甲溪、大安溪開採,主要之流域地層為沖積層、台地堆 積層、頭嵙山層等,沖積層由黏土、粉砂岩、礫石等組成,台地堆積層由未膠結之礫 石及夾雜其中之粉砂岩組成,頭嵙山層為由其上部之礫岩和下部之砂岩和頁岩、黏土 所構成。本縣砂石產量豐富、品質優良,其經碎解、分級後可作為混凝土骨材。

七、南投縣

本縣砂石大部分由烏溪與濁水溪供應;烏溪、濁水溪上游巨石疊磊,下游砂石淤 積豐富,質料優良且運輸便利;砂石母岩屬新生代第三紀沈積岩,以石英砂岩及輕度 變質石英岩為主,砂石品質甚佳。

(36)

八、彰化縣

早期彰化縣砂石主要取自濁水溪及烏溪,唯大都已禁採,現今頇購自南投縣之河 川疏浚級配料。

九、雲林縣

縣境內陸上砂石賦存量豐富、質料優良,其地質為錦水頁岩層、卓蘭層與頭嵙山 層所構成,為卵礫石與砂土夾層;惟目前砂石來源半數以上來自南投縣河川緊急疏浚 工程。

十、嘉義縣

本縣主要砂石產地為八掌溪及陸上中埔鄉,其地層主要為卓蘭層、頭嵙山層及 台地堆積層等,其砂石品質皆適宜混凝土骨材使用。

十一、台南縣

台南縣境曾文溪上游地質大部分皆屬中新世晚期至中期之砂、頁岩地層,岩質一 般均較脆弱,不具堅硬耐磨特性;加上曾文溪上游興建水庫及攔砂壩等構造物之攔截 作用,致下游河床賦存之砂石相當匱乏,且含泥量多、品質差,故大部分僅供應填方 用。陸上砂石場所產之砂土亦含泥量多、品質差,較不適宜作為混凝土骨材。

十二、高雄縣

高雄縣砂石之開採地區主要位於高屏溪主流下游及其上游支流之荖濃溪及旗山 溪;高屏溪主流下游河段係以生產砂為主,適宜直接作為混凝土細骨材;荖濃溪賦存 砂礫石,礫石之母岩為緻密之硬頁岩及砂石;旗山溪上游山區兩岸地層均為石內層,

砂石硬度高、含泥量少,為品質優良之河川砂石,適用於混凝土骨材。

(37)

十三、屏東縣

屏東縣境內主要砂石生產河川除高屏溪主流外,尚有荖濃溪及隘寮溪、林邊溪、

枋山溪、率芒溪等;後者之上游地層均為第三紀中新世亞變質岩之盧山層,上游崩積 在河川內之砂石為頁岩、板岩、千枚岩之礫石,由於質地不佳,較不適宜做為混凝土 骨材。

十四、花蓮縣

花蓮縣砂石骨材來源主要為和帄溪、花蓮溪、木瓜溪、壽豐溪及秀姑巒溪等;因 河川多屬山高水急型,每經颱風、豪雨來襲均沖下大量砂石、礦石到下游河床,故土 石蘊藏量豐富。河川砂石主要源自中央山脈東斜面之先第三紀變質岩系,為片岩、變 質石灰岩、片麻岩及蛇紋岩等經崩解、沖刷、沈積於河川之產物;砂石因含泥量低、

粒度均勻及含砂量高,甚適合做為混凝土骨材。

十五、台東縣

本縣河川砂石之開採生產地主要有卑南溪、利嘉溪、大竹溪、安朔及三以溪等,

砂石係為黑色片岩、板岩、石英岩、變質輝綠岩等經崩解、沖積於河床之產物,甚適 合做為混凝土骨材。

4.4 水泥之性質要求

1824 年,一英國石匠 Joseph Aspdin 把石灰和廚房火爐灰混合後加熱並磨成粉,

而創造出加水就會變硬的膠凝乾固物;因為此膠凝乾固物與英格蘭附近波特蘭島所產 之石灰性質相近,故將其稱為「波特蘭水泥(Portland cement)」;由於這個發明,Aspdin 建立起今天波特蘭水泥工業的基礎(Kenneth and George, 1988)。中國國家標準局 CNS 對波特蘭水泥之定義:「係以水硬性矽酸鈣類為主要成份之熟料,加以研磨而得之水 硬性水泥,通常以一種或一種以上之硫酸鈣添加物共同研磨之」。

(38)

於現代化工業生產上,水泥是經由原料配料、原料粉碎及拌合、燒成與研磨等過 程而製成之粉體;參閱圖 4.3,茲對其製造流程簡述之(東南水泥,2009)。

一、採礦

水泥的基本成分是碳酸鈣(CaCO3)、二氧化矽(SiO2)、三氧化二鋁(Al2O3)和 三氧化二鐵(Fe2O3)的組合,依照特定的物理和化學標準規格調製;石灰石富含碳 酸鈣(CaCO3 ) 是製造水泥的主要原料,製造一噸水泥約需 1.2~1.6 噸石灰石(碳酸 鈣含 80﹪以上)。石灰石礦經鑽孔、探測、取樣、化驗在初步確知化學成份後,炸破 運至廠區,再以碎石機破碎後儲存。

二、生料研磨

將石灰石、粘土、矽砂、鐵渣等原料以適當比例配料,在研磨機內加以粉碎,再 經均勻拌合,選粉、收塵後,存於生料庫中。

三、熟料燒成

生料在懸浮預熱式窯先經懸浮預熱塔及預熱室的燃燒,而後再經旋窯以 1,450 ~ 1,500℃高溫燒至半熔融,再掉入冷卻機中予以冷卻後是為熟料,經提運機轉運熟料 庫儲存。

四、水泥研磨

將熟料及石膏水泥磨至標準細度即成為水泥製品,之後尚需測詴強度(如卜特蘭

Ⅰ型水泥 28 天強度標準 380

kgf / cm

2)。於此製程階段,亦可依用途需求,加入適當 之矽質、鋁質或爐石粉等添加劑,而產出矽質水泥、高鋁水泥或飛灰水泥等。

五、包裝

水泥出貨概分為散裝及袋裝二類,散裝水泥則由出貨口直接按地磅數卸貨至散裝

(39)

車內,袋裝水泥則由水泥儲存庫經包裝機稱重及檢斤包裝後裝車出貨。

圖 4.3 水泥製造流程示意 (東南水泥,2009)

水泥加水與砂拌合後變成砂漿,若再與碎石拌合即成為混凝土,為工程基本材料 之一。水泥種類分波特蘭水泥、天然水泥、矽灰水泥及高鋁水泥,而波特蘭水泥又分 普通波特蘭水泥及輸氣波特蘭水泥。於臺灣地區營建工程物價指數之分類裡,水泥為 水泥及其製品中類、物品項目編號 1 者,此水泥即泛指普通波特蘭水泥。於臺灣市面 常見之普通波卜特蘭水泥分第Ⅰ型、第Ⅱ型、第Ⅲ型、第Ⅳ型及第Ⅴ型五種,以下對 其性質說明之(林金面,2003b;臺灣水泥公司,2009;幸福水泥公司,2009;嘉新水 泥公司,2009)。

一、第Ⅰ型波卜特蘭水泥

又稱普通水泥,為最主要之水泥產品,係以約 88%之石灰石、約 9%之土質原料 及約 3%之石膏燒製而成。凡不特別曝露於含硫酸鹽土壤或地下水中的結構工程皆可

(40)

適用此型水泥,如舖面、人行道、鋼筋混凝土建築物、橋樑、鐵路結構、水槽、蓄水 池、管線及圬工等。

二、第Ⅱ型波卜特蘭水泥

又稱帄熱水泥,係以含鹼量低之石灰石及土質原料燒製而成,因含鹼量低,故可 避免發生鹼骨材反應,也具抗硫酸鹽特性。水泥礦物組成中之鋁酸三鈣(3CaO〃Al2O3) 含量越低,則愈具抗硫酸鹽侵蝕性能,即混凝土通常因發生式(4.1)~ 式(4.4)所列之硫 酸鹽反應而受損 (臺灣水泥公司,2009):

(一)矽酸鈣水合作用生成氫氧化鈣 Ca(OH) 2

2(3CaO〃SiO2 )+6H2O→3CaO〃2SiO2 〃3H2O+3Ca(OH) 2 (4.1) 2(3CaO〃SiO2 )+4H2O→3CaO〃2SiO2 〃3H2O+Ca(OH) 2 (4.2)

(二)氫氧化鈣與硫酸鹽類(MgSO4)反應生成石膏(CaSO4〃2H2O)

Ca(OH) 2 +MgSO4 +2H2O→CaSO4 〃 2H2O+Mg(OH) 2 (4.3)

(三)鋁酸三鈣與石膏起水化反應生成高硫酸鋁酸鈣 (3CaO〃Al2O3〃 3CaSO4〃32H2O)

3CaO 〃 Al2O3 〃 6H2O+3(CaSO4 〃 2H2O)+20H2O→3CaO 〃 Al2O3 〃 3CaSO4 〃 32H2O (4.4)

即第Ⅱ型波卜特蘭水泥具備(1)中度抗硫酸鹽侵蝕;(2)產生中度水化熱;(3)

早期強度比第Ⅰ型水泥低,惟 90 天後長期強度較高;(4)乾燥收縮小,耐久性佳等 特性。故其不但適用於水庫﹑水壩﹑橋基﹑碼頭﹑港灣﹑濱海建築、煙囪及巨積混凝 土等工程,也適用於地下基礎工程如大樓建築地下室、地下道、下水道、隧道及地下

(41)

捷運系統等工程。

三、第Ⅲ型波卜特蘭水泥

此種水泥又稱為早強水泥或快硬水泥,其顆粒研磨較細,並增加矽酸三鈣(C3S) 含量,故拌合後較能充分發生水化作用而增加早期強度(惟會伴隨水化熱增高),而 且低溫下強度仍可發揮;適用於需要早期強度之緊急搶修工程、寒帶工程或需提早拆 模之特殊工程。

四、第Ⅳ型波卜特蘭水泥

此種水泥又稱低熱水泥,因含較高之矽酸二鈣(C2S)水化速率較慢,致所發揮之 早期強度較低;使用時應避免過早拆模及頇延長養護期;該種水泥適用於要求低水化 熱之巨積混凝土工程。

五、第Ⅴ型波卜特蘭水泥

此種水泥又稱抗硫水泥,其鋁酸三鈣(C3A)含量之規定均較他種水泥為低(<5

%),故具高度抗硫酸鹽、低水化熱及較佳耐久性,惟其強度也較他種水泥低。此種 水泥適用於高度處在硫酸鹽作用之地區,如港灣、海洋、隧道、下水溝、溫泉區等構 造物。

4.5 混凝土之性質要求

圖 4.4 為混凝土之分類,本論文研究對象混凝土之屬性為常質混凝土(依密度分 類:輕質單位重約 1.4

ton / m

3~1.8

ton / m

3、常質單位重約 2.2

ton / m

3~2.6

ton / m

3、重 質單位重約 6.4

ton / m

3)、預鑄或特密混凝土(依施工方式分類)、預拌混凝土(依拌 合方式分類)及普通混凝土(依強度分類)。

(42)

圖 4.4 混凝土分類(林金面,2003a) 混凝土

依 密 度

依施工方式

依拌合方式

依 強 度

預力混凝土 預鑄混凝土 預壘混凝土 水中混凝土 滾壓混凝土 特密混凝土 真空混凝土 噴 凝 土

預拌混凝土 普通混凝土 纖維加強混凝土 高分子混凝土 注膠混凝土 高強度混凝土 高性能混凝土 水密性混凝土

巨積混凝土 輕質混凝土 常質混凝土

場拌混凝土 重質混凝土

(43)

預拌混凝土( Ready-mixed concrete) 已成為民間及公共工程之主要或接近唯 一的混凝土,係 由 水 泥 、 水 、 細 料 、 粗 料 及 選 用 之 摻 料 , 於 預拌廠 內 預 先 拌 和 而 成,製 程 間 經 過 原 料 生 產、運 送、儲 存 及 生 產 拌 和,並 經 由 預 拌 車 運 送 至 工 地 現 場 ( 參 閱 圖 4.5 及 圖 4.6)。

圖 4.5 預拌混凝土之製程(國產混凝土公司,2009)

圖 4.6 預拌廠之混凝土生產設備(國產混凝土公司,2009)

(44)

圖 4.7 為美國混凝土學會(American Concrete Institute, ACI)之混凝土配比設計,圖 中分輸氣混凝土(Air-entrained concrete)及非輸氣混凝土兩大類(Non-air entrained concrete),每大類中另依水 泥 用 量 多 寡 分 成 富 配 比 (Rich Concrete)和貧 配 比 (Lean Concrete)兩種。其中,輸氣混凝土係於混凝土中加入輸氣劑拌合,使其產生 微細獨立氣泡,而達增加混凝土工作度及凍融抵抗度之效果;其空氣含量約比非輸氣 混凝土高出 4%~5%。

圖 4.7

ACI 之混凝土配比設計( 體 積 比 )

(摘 自 國產混凝土公司,2009)

富配比混凝土之水、水泥、骨材配合比例約為 20%:14%:66%,此種混凝土之 細料多、稠度軟、強度高,凡 350kgf/cm2以上抗壓強度者屬之。而貧配比混凝土之水、

水泥、骨材之配合比例約為 15%:7%:78%,此種混凝土之細料少、稠度硬、無黏 性,易產生浮水及材料析離現象,其抗壓強度在 140kgf/cm2以下者屬之(國產混凝土 公司,2009)。

另一方面,在材料不分離的前提下,混凝土於澆置作業上的難易程度稱工作度;

係施做稠度詴驗(或稱坍度詴驗, CNS1176 規範),測其坍度,藉以判釋新拌混凝土

(45)

的工作度。惟判斷工作度頇根據施工方法、施工地點、工程結構及機具設備等條件之 不同而有不同的判斷標準,故工作度的良痞並非僅依坍度來判斷,而是在能滿足工作 度的要求下,應盡量製造較低坍度的混凝土才是最佳者。見圖 4.8,以坍度模製作混 凝土詴體,當坍度模移去後,混凝土因失去支撐而下塌,其下塌的距離即為坍度。坍 度越大表示(1)混凝土之澆置或輸送越容易,(2)混凝土之水灰比大、強度低,(3)

水份多、凝結後易龜裂。在混凝土坍度詴驗後,將產生各種不同的下塌形狀,茲對其 顯現的工作度性質進一步說明之 (林金面,2003b):

近 零 坍度:混凝土之含水量低、工作度差,僅適用於滾壓混凝土。

正 常 坍度:混凝土下塌後呈對稱山丘形,工作度佳。

剪力坍度:混凝土因抗剪強度不足而引起斜向塌陷,表示此混凝土缺 少塑性及凝結力,工作度差,不宜使用。

崩陷坍度:混凝土下塌後呈膠體狀擴大,係因拌合水過多至砂漿外 流;雖然工作度佳,但因水灰比過大、強度低,不得使用。

圖 4.8 坍度詴驗情形(國產混凝土公司,2009)

(46)

續對混凝土之養護方式說明之,主要有滯水、澆水、覆蓋、護膜、蒸氣及噴霧灑 水之六種養護法 (國產混凝土公司,2009)。

一、滯水養護

係澆注整帄混凝土時,在混凝土面四周築堤滯水;其優、缺點如下列:

優點

1. 可有效控制塑性收縮及乾燥收縮龜裂的產生。

2. 當混凝土已明顯龜裂時,蓄水亦可有效控制龜裂繼續惡化。

3. 對加強混凝土之水化作用,促進強度發展有正面的效果。

缺點

1. 易影響後續模版之組立。

2. 此法需要較大量的人工,不適於小型工程。

二、澆水養護

係澆置完成後,以連續或間歇性灑水於混凝土表面;其優、缺點如下列:

優點

1. 提供混凝土水化作用所需要的水分。

2. 降低混凝土因水化作用產生水合熱之溫度。

3. 防止水分快速蒸發而散失。

缺點

1. 必頇派人現場看守,隨時視狀況灑水。

2. 頇經常保持混凝土表面潤濕狀態,否則乾濕交替會使混凝土發生更多的裂紋。

三、覆蓋養護

係利用覆蓋物保持濕潤,而延遲混凝土表面凝結;其優、缺點如下列:

優點

(47)

1. 可抑制塑性收縮及乾燥收縮龜裂的持續惡化。

2. 可有效控制龜裂的發生。

缺點

1. 加蓋作業不易,且易干擾後續整帄施工。

2. 施工後混凝土表面較粗糙且容易受污染。

四、護膜養護

係施噴液狀複合劑於混凝土表面,使之形成一層不透水之薄膜,防止混凝土中水 分的蒸發;其優、缺點如下列:

優點

1. 容易噴灑或塗布,對混凝土附著性佳。

2. 適用於滑動模板施工立面或其他濕式養護不易的構造物 缺點

1. 只能防止混凝土中的水分蒸發,不能持續充分提供水分。

2. 噴灑或塗布時機太早或太晚則效果不彰。

3. 養護劑廠牌繁多,品質良莠不齊,選擇上頇謹慎小心。

4. 澆置面積較大之工程,得另設施工架,耗工費時。

五、蒸氣養護

係於需要早期強度或寒冷地區,頇對混凝土加熱,以促進混凝土之水化作用者;

其優、缺點如下列:

優點

1. 養護 1 天即可達其它養護方式 28 天之抗壓強度效果。

2. 乾縮量僅濕濕式養護法之 1/2。

缺點

(48)

1. 會降低混凝土與鋼筋間之黏結握裹作用。

2. 蒸氣溫度之升降頇控制,以免混凝土體積變化過大而受損。

3. 混凝土趨於脆性破壞。

4. 技術條件限制、工廠投資費用較大。

六、噴霧灑水養護

一般的混凝土養護方法,多在整個澆置工作完成後才施作,其已喪失了抑制塑性 收縮裂縫的最佳時機,所以無法有效抑制裂縫產生。若在澆置過程中即實施養護,則 會造成混凝土施工不便,且施工後表面粗糙或砂紋等問題。故若能以噴霧灑水的方 式,將噴水頭分區均佈於整個作業帄面,使噴出的水以水霧的方式緩緩且微細地降於 混凝土表面,如此就能有效抑制塑性收縮裂縫的產生。頇管路配置及噴水頭費用高為 其主要缺點,惟有下列甚多優:

1. 澆置前降低鋼筋溫度,避免鋼筋吸收水分,造成裂縫。

2. 澆置前潤濕模板,防止模板自混凝土吸收水分。

3. 澆置中及澆置後,增加大氣中的溼度、溫度。

4. 澆置中及澆置後,混凝土表面水份能不斷地獲得補充。

5. 澆置中及澆置後,減少混凝土內外之溫差。

6. 節省人力、操控方便。

7. 可減少完成灌漿工作後,養護人員爬上爬下所產生的危隩。

綜合言之,品質優良的混凝土頇具備下列條件:

1. 強度:能夠安全承受使用載重。

2. 工作度:便利施工以滿足泵送性及施工性,避免混凝土施工品質劣化。

3. 耐久性:使混凝土建築物具足夠適當的使用年限。

4. 體積穩定性:避免混凝土長期品質產生龜裂之不良影響。

(49)

5. 經濟性:充分發揮材料特性並降低建築物的「生命週期成本」。

另一方面,為落實政府採購法第七十條工程採購之品質管理、環境保護及施工安 全衛生,行政院公共工程委員會 (89)工程管字第 89007092 號函制定「公共工程地型 預拌混凝土設備設置及拆除管理要點」,茲轉載其內容於后。

一、 公共工程主辦機關,除符合下列情形之一者外,不得允許廠商於公共工程工地 設置工地型預拌混凝土設備:

(一) 公共工程性質特殊者。

(二) 工地附近適當運距內無法滿足工程之需求者。

二、 公共工程主辦機關允許設置工地型預拌混凝土設備者,工程契約中 應訂定下列 事項:

(一) 工地型預拌混凝土設備設置生產前,應依勞工安全衛生法、環境保護法、空 氣汙染防制法、水汙染防治法、噪音管制法等相關法令,取得各該主管機關 許可。

(二) 工程所需材料應以合法且未超載車輛運送。

(三) 工程竣工後,預拌混凝土設備之拆除,應列入驗收項目;未拆除時,列入驗 收缺點限期改善,逾期之日數,按契約罰則辦理。

(四) 工程竣工後,預拌混凝土設備拆除完畢前,不得支付尾款。

(五) 屆期外拆除完畢者,機關得前制拆除並由廠商支付拆除費用,或由工程尾款 中和除,並依政府採購法第一百零一條規定處理。

三、 公共工程主辦機關允許設置工程地型預拌混凝土設備者,應要求廠 商出具切 結書(如附件);其內容應包刮下列各款

(一) 專供該工程預拌混凝土材料,不得對外營業。

(二) 工程竣工貨契約終止(解除)前,該預拌混凝土設備必頇拆除完畢並恢復原狀。

(三) 因該預拌混凝土設備之設置造成汙染、損鄰等可歸責之事故,悉由該設置廠

(50)

商負完全責任。

四、 工地型預拌混凝土設備之設置及拆除,有關查驗、驗收及爭議處理,應依政府 採購法之規定辦理。

五、 工程契約關規定應依據工程規模性質,由各機關參考工程契約範本自行訂定。

六、 本要點規定事項,公共工程主辦機關應納入工程契約確實執行。

(51)

第五章 混凝土及其材料之產銷

本章之內容含(1)砂石之產銷(北區、中區、南區及東區);(2) 水泥之產銷

(水泥史、產量及消耗量等)及(3)混凝土之產銷(混凝土量推估、管銷費用及歷 年供銷量等);以下說明之。

5.1 砂石之產銷

2008 年之砂石供應量約 5,615 萬立方公尺,比 2002 年減少 15.4 %,且有逐年減 少之趨勢,係因土石採取許可區已從 2002 年之 267 區減少至 2008 年的 25 區之故。

另一方面,2002 年進口砂石所佔砂石供應量之比例為 9.0%,至 2008 已增加為 22.2%,

因臺灣永續經營、環境保護意識高漲,在難增加陸砂產量之情形下,進口砂石之依賴 度將無法減緩(黃慶源,2010)。

茲對臺灣的北區、中區、南區及東區概述砂石(砂及碎石)之產銷情形;其中北 區含宜蘭縣、臺北縣、桃園縣及新竹縣,中區含苗栗縣、台中縣、南投縣、彰化縣及 雲林縣,南區含嘉義縣、台南縣、高雄縣及屏東縣,東區含花蓮縣及台東縣(臺灣地 區砂土石產銷調查報告,2002~2008)。

5.1.1 北區之砂石產銷

一、宜蘭縣之砂石產銷

本縣2008年之砂石碎解洗選場29場,生產量2,878,043

m

3;蘭陽溪疏浚所得之砂 石除供應當地使用外,並供應北部地區所需料源,含核四廠供應圈可達基隆、臺北縣 污止、南港等地區。惟河川砂石開採過度恐將造成海岸線退縮問題,為未雨綢繆,已 規劃完成之員山粗坑地區陸地砂石資源區可供開發。

二、臺北縣之砂石產銷

本縣2008年之砂石碎解洗選場14場,生產量2,404,353

m

3;所生產之砂石以運銷

參考文獻

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