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「混凝土及其他材料」專輯
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技師期刊62
二○一三‧六
混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工混凝土施工
廖肇昌 組長/交通部國道新建工程局工務組
博士/英國雪菲爾大學
一、前言
混凝土為結構物主要工程材料之一,其品質良窳影響構造物的安全性或使用性甚鉅。
混凝土雖有就地取材、生產簡易、價格低廉及經久耐用等優點,惟品質能否確保也
相對受到其組成材料特性、生產設備、產製與輸送流程、施工技術、天候與環境等因素之
影響,以致長期以來,混凝土品質管理為施工過程中相當重要的工作。921 集集地震後,
從倒塌的建築物中,暴露出一些混凝土品質缺失,如強度不足、填充不實、鋼筋保護層不
足等。此外,存在數十餘年的海砂屋問題,及近年國內進口大陸砂石,傳出所使用大陸砂
內可能含有殘餘微量貝殼,亦可能有微鹽分存在之情形,故更應加重視混凝土品質管制工
作。本文從混凝土施工階段觀點,選擇一些在工程實務上被認為需要知道或常見問題,就
其發生原因加以說明,並提出建議對策,以供技師們參考,若有疏漏,尚祈工程界之先進
指正。
常見問題診斷與對策常見問題診斷與對策
二、問題分析與對策
2.1 混凝土試體抗壓強度一再發生不及格?
原因: 混凝土抗壓強度不及格影響因素甚多,包括:(1) 組成材料品質及配比未符合所核定之品質及配比規定;(2) 計量不正確;(3) 產製時拌和用水量調整有誤;(4) 混凝土運至工地有加水情形;(5) 試體製作過程不正確;(6) 試體養護溫度不當及時間不足;(7) 試體製作、搬運及試驗過程,未依規定進行等。
對策:
1. 檢核配比設計之水膠比與強度間關係是否符合要求。
2. 檢核組成材料品質是否發生變異,其與所核定配比之料源和品質是否相符。
3. 檢核粗、細粒料含水量檢測結果及用水量調整是否正確。
4. 確認粗、細粒料含泥量是否符合規定。
5. 檢核預拌廠產製作業流程,特別是計量設備的準確性。
6. 產製時應儘量能派人駐廠(尤其是監造單位)。
7. 確認混凝土輸送過程中,未有加水情形。
8. 確認試體製作、搬運、養護及試驗過程,符合規定。
2.2 樓版澆置後,隔日發現版表層有許多地圖狀裂縫且呈灰黑色?
原因: 依該現象可能係混凝土內摻用飛灰、或細粒料夾雜過多小於 200號篩的材料、
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及使用較高水膠比,致混凝土表面浮水
過多並有飛灰或雜質顆粒懸浮至表面,
由於飛灰在混凝土內進行的水合反應緩
慢,故混凝土強度發展亦會較慢,再加
上未配合及時與適當的養護,即會產生
上述問題。混凝土水膠比過高及浮水過
多,大部份與混凝土澆置現場擅自加水
有密切關係,此於現場應加管控。
對策:
1. 飛灰混凝土早期強度發展會較緩,會影響拆模時間,故要有良好的濕養及較長
的養護時間(至少 14天),惟其晚期強度會增高(至少在 28天以後,一般需在56天或 90天以後),並有益於提高混凝土耐久性。
2. 飛灰使用量應配合工程需要,不宜過量添加(請參考工程會之飛灰混凝土使用
手冊)。
3. 配比上應依工程設計擇定適當的水膠比。
4. 飛灰品質常因煤源不同及燃燒程度差異而使其內之含碳量較不穩定,造成混凝
土產製品質的變異性增高。因此,飛灰
來源應確保其品質穩定性,及確認每批
進料的飛灰其燒失量是否符合規定,以
配合因應。
5. 混凝土版面積大,易受天候影響導致水份快速蒸發,故需及早進行養護。
2.3 使用清洗後的海砂,且新拌混凝土氯離子檢測值在合格範圍,可否使用?
原因: 海砂除含氯離子外,通常其顆粒亦較細,級配常不符合 CNS1240「混凝土粒料」之標準,惟若氯離子含量因清洗且
和其他合格的細粒料按一定比率混合使
用,使其級配與氯離子含量合乎國家標
準(CNS3090「預拌混凝土」),在目前的相關規定上尚無不得使用之理由。然
海砂清洗的成效若未經長期確認,基於
品管的可行性、穩定性及構造物耐久性
考量,仍應慎重。
對策:
1. 契約應明確規定粒料內有關氯離子的容許規定。
2. 海砂料源應有長期的調查及追蹤,建立氯離子含量檢測統計資料。
3. 定期進行細粒料進料時之氯離子含量檢測。
4. 新拌混凝土應隨車進行氯離子含量檢測。
5. 若無海砂與一般細粒料的混合粒料之長期品管統計資料前,不宜冒然使用。
2.4 兩種混凝土其水灰比與水膠比相同時,強度成長是否會一致?
原因: 水灰比(W/C)為「水與水泥之重量比」,當水泥加水後即生水合作用,過程
中形成 CH、C-A-H及 C-S-H等水合產物,成為能黏結粗細粒料之膠結材料,
致凝固而漸增強度。水膠比(W/B或W/C+P)為「水與水泥加上卜作嵐礦物摻料之重量比」。卜作嵐材料為含矽質
或含矽質與鋁質的材料,本身只有少量
膠結性,在濕氣提供下,可與水泥水合
產物 CH反應成具有強度性質的 C-S-H膠體。卜作嵐材料反應的對象為水泥水
合產物的鹼性水合產物,尤其是 CH,因此對於有摻加卜作嵐材料的混凝土與
一般純水泥的混凝土比較,其早期強度
低,長期強度高。故當水灰比與水膠比
相同時,代表以卜作嵐礦物摻料等重量
替代水泥,其強度成長會受到所使用的
膠結料種類與取代水泥量影響,亦即強
度成長不會一致。
對策:採水膠比之混凝土其強度成長受所用膠
結料種類與取代水泥量影響,尤其目前
所使用的高爐石粉或飛灰對晚期強度的
成長有相當助益,惟須同時配合良好且
較長的養護期,故應先建立各種膠結材
料組合的水膠比與強度成長關係以供配
比設計使用。
混凝土施工常見問題診斷與對策
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2.5 建築工程使用之混凝土,混凝土內以卜作嵐材料可取代多少水泥量?
原因: 過量使用卜作嵐材料將使混凝土初期強度發展較緩慢,對建築工程一般的混凝
土拆模時間將有所影響,故不宜過多使
用。卜作嵐材料用量,須考量混凝土新
拌及硬固後各性質,並經試拌決定最適
用量,而非毫無限制。
對策: 適量使用卜作嵐材料對混凝土工作性、強度及耐久性有益,惟過量使用,對混
凝土早期強度、泌水性及工作性皆有影
響,除可能易於產生裂縫外,亦會有其
他不良效果(如混凝土外觀色差),反不
利於結構物的品質。初次使用,就其使
用量應先經試驗驗證能滿足設計需求。
用量多寡可參考中國土木水利工程學會
之「混凝土工程施工規範與解說(土木
402-94a)」第三章混凝土配比;工程會之「公共工程飛灰混凝土使用手冊」及
「公共工程高爐石混凝土使用手冊」。
2.6 為何有的規範對混凝土坍度範圍無規定?該如何決定最佳坍度?
原因:現今已有部份施工規範將混凝土設計坍
度範圍取消,用意在考量目前材料技術
進步,應可在符合規定水膠比之前提
下,同時兼顧工作性(如坍度等)及硬
固後混凝土品質(如強度等),故給予配
比施工者較大空間以因應構件條件及現
場施工機具及氣候條件等影響。取消設
計坍度另一目的係為減少設計與施工間
之糾紛,規範中坍度規定,難以面對各
種不同的施工環境,當無法施工或施工
不良時,常有爭執,而坍度的決定權應
歸屬予施工者。
對策:
1. 影響混凝土坍度之因素包括:(1) 拌和用水量;(2) 粒料性質及級配;(3) 膠結材和摻料性質;(4) 材料配比;(5) 混凝土
溫度;(6) 拌和至澆置所經歷時間等。
2. 坍度決定於考慮水膠比及化學摻料用量後,在試拌或廠拌時視拌和後坍損狀況
決定之。適宜之坍度宜考慮以下因素:
(1) 構件部位:如梁、柱等鋼筋排列密集時,較高之坍度對於混凝土之澆灌及搗
實會有助益;(2) 施工條件:如於傾斜坡面澆置時,較低之坍度有利於施工;(3) 施工機具:如使用滑槽則需較使用泵送
車之坍度為大。
3. 目前普遍採用混凝土泵送方式施工之情形,故設計較高流動化之混凝土,可減
少工地擅自加水以提高工作性等情事,
避免造成混凝土強度降低。
4. 高流動化混凝土產製在配比上須用礦物摻料及高性能減水劑(強塑劑),才得
以產生所需流動特性且不致發生析離現
象,並兼顧所需強度品質。
2.7 為何不可在混凝土泵送時加水?泵送前後管尾混凝土是否會有品質差異?
原因: 混凝土在泵送過程中加水會改變混凝土原有配比,使混凝土水膠比升高,導致
強度降低,坍度加大,甚至有析離可能
性。在不加水的原則下,泵送前後之混
凝土應不會有品質變異的情形發生。
對策:
1. 泵送車若能與預拌廠結合為一體,當混凝土品質發生問題,至少在管理上,無
環節可加以推卸。
2. 防止泵送車加水,應落實試體取樣須在管末,至少有嚇阻效果。
3. 由配比設計著手,提倡使用自充填混凝土或高流動性混凝土,防止偷加水。
4. 依學理而言,泵送後之混凝土品質應與泵送前一致,甚至稍好,因泵送過程有小部
份水份蒸發,水膠比稍降則品質應稍提
昇,惟應注意避免恐泵送過程偷加水、接
管處漏漿(不利施工)、或長距離泵送部
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份漿體卡於管壁內摩擦生熱降低工作性
而不利整體施工品質。
2.8 夏季為何在混凝土澆置後較易產生裂縫?
原因:夏季天候較炎熱,常有高氣溫、低相
對濕度、高風速、陽光照射及高混凝
土溫度等現象,易造成混凝土坍損
快,水份蒸發快速,致混凝土乾躁收
縮快,在未及溼養前於初凝後即有裂
縫的生成。故混凝土施工須配合澆置
時之天候,加以適當的考慮相關的保
護及養護措施。
對策:
1. 藉預冷材料,或薄冰屑代替全部(部分)拌和水,液態氮,以降低混凝土溫
度,不使用溫熱的水泥。如欲混凝土降
溫 0.5°C,須將水泥降低 4°C、水溫降2°C、或粒料下降 7°C。一般而言,澆置時混凝土溫度不宜超過 32°C。
2. 澆置處所施蓋,粒料儲倉加蓋撒水,泵輸送管覆蓋或塗成白色。
3. 模板,地盤等於混凝土澆置前應先灑水潤濕,減少對混凝土的吸水。
4. 鋼筋及模板溫度高於 49°C,應先以水冷卻。
5. 以最少耽擱方式輸送澆置搗實及面飾混凝土。
6. 澆置後至少 24小時,露出面應保持濕潤。
7. 澆置及養護期間應妥善保護混凝土免水份損失。
8. 配合配比條件及天候,以提早溼養及有足夠的養護期為原則。
2.9 混凝土柱拆模後,混凝土面有粒料析離現象?
原因: 混凝土成份中,因比重不一致粒料沉降(析離)及泌水上浮現象,或澆置時混
凝土有較大垂直落距,或振動棒過度振
動及移動混凝土。此外,構件形狀複雜
或具斷面多變化段等位置,也容易因混
凝土振動不易而產生析離現象。
對策:
1. 出料前避免或降低析離的發生可採下列措施:(1) 儘量控制混凝土拌和用水量,直接減少泌水量;(2) 使用較高細度的水泥,以增加漿體黏滯性;(3) 使用輸氣劑,增加混凝土工作性;(4) 在條件允許下使用卜作嵐材料(如高爐石粉等),增
加漿體黏性。
2. 澆置時避免析離的發生可採下列措施:(1) 以滑槽卸料時,槽末端必須使用漏斗串接垂直落管,管長應超過 60 cm為宜,卸料時應儘量接近澆置面;(2) 卸料(漏斗)時,應對正漏斗之中央;(3) 漏斗出口處須有垂直落管,卸料時應儘量
接近澆置面;(4) 薄牆或柱之澆注時,應使混凝土垂直注入模板中,不可任其衝
擊模板及鋼筋,產生析離;(5) 以泵送車輸送管澆注時,應儘量將其軟管(尾
管)出料口伸入澆置;(6) 以滑槽澆置斜面時,滑槽末端應向下彎折並使用擋板
避免析離。
2.10 結構構件的腹、底板拆模後,內側轉角處常發現混凝土蜂窩?
原因: 構件形狀有曲形或轉折處如梁腹、底版交界處,混凝土係自腹版上方向下澆
置,因腹底版斷面較薄,內又有配筋
(有些則更含有密集的預力套管),當
混凝土工作性不足,又振動不易且不足
下,在轉角處容易形成填充不實情形。
類似情形亦常發生在 SRC梁底,SRC梁柱接頭處等。耐震設計要求或構件形狀
因素,構件配筋量愈來愈多,尤其成束
鋼筋與箍筋的綁紮使得鋼筋間隙變小,
亦是導致蜂窩發生的主因。
混凝土施工常見問題診斷與對策
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對策:
1. 設計上應依規範使鋼筋間有足夠間距。
2. 採用自充填混凝土或高流動化混凝土,並以坍流度為工作性指標。
3. 若仍採用普通混凝土,應特別注意粒料的標稱最大粒徑,及加強內部的振動或
採用外模振動。
4. 底版與腹版採分次澆置,並分別以不同坍流度的混凝土澆置。
5. 預鑄節塊箱型梁中各部位最適坍流度,曾有工地經驗建議腹板為 45 cm,斜翼版為 50 ~ 55 cm,頂版及底版為 50 cm,此等僅供參考,仍應由工地現場自行檢
討最適坍流度值。
2.11 澆置過程中發生模板變形、變位、漏漿或爆模?
原因: 變形:多為板面勁度(厚度)不足、板
後支撐間距過大。變位:多為支撐不
良、澆置速度及位置控制不當。漏漿:
多為板面接縫處理不良及支撐變位造成
接縫擴大。爆模:多為上述問題未獲控
制,持續惡化造成。
對策:
1. 澆置前:(1) 編製模板施工圖及分析計算;(2) 編製混凝土澆置計畫;(3) 確實落實前述二項施工及檢查。
2. 澆置時:(1) 按混凝土澆置計畫配置人、機、料及程序確實執行;(2) 澆置中派有經驗模板工監視模板狀況,有問題立即反
應;(3) 必要時設適當變位控制觀測點並續以儀器觀測,有問題立即反應;(4) 前二項問題產生時視情節立即加強支撐;(5) 有變形、變位、漏漿或爆模時,視情節調
整澆置程序(位置)及速率(放慢);(6) 情況惡化未獲控制有倒塌之虞者,施作施
工縫後中止澆置;(7) 有外觀重要性者且考慮成本控制下,中止澆置,在混凝土硬
化前儘速以水及振動方式洗除重作。
3. 澆置後:(1) 在安全拆模條件下,儘早拆模修飾養治;(2) 施作品質不良者,應予拆除重作。
2.12 混凝土澆置過程中發生地震,混凝土尚未終凝硬化,對已澆置混凝土或
未達 28天齡期是否會有影響?又要如何判斷該混凝土及構件仍可接受使
用?
原因:地震來臨時,混凝土構件是否會受其影
響與地震模式、延遲的時間,構件的
型 式及混凝土當時的強度等皆有關係,有些混凝土在只有數天齡期內(7天以內)是有可能受到影響而在表面產生不
同程度的裂縫,而經驗上,混凝土受擾
動致強度受損而遞減的程度有時會比鋼
筋握裹行為所受影響更嚴重。
對策:
1. 混凝土澆置過程中或新澆置混凝土完成的結構物在發生地震後,混凝土甚至結
構體安全是否受影響,除觀察混凝土表
面裂縫型式及寬度外,應於拆模後檢視
混凝土外觀是否有外力造成之應力裂
縫,必要時可配合混凝土鑽心試體的資
料及鋼筋抗拉拔試驗等(必要及可行
時)來檢核相關結構物的受損情形。
2. 若混凝土係於澆置後一天內即遭遇地震,則可先使用超音波及貫入針試驗檢
測混凝土的凝固行為,幫助了解受損後
的混凝土性質狀況及均勻性分佈。
3. 經檢視若產生不明裂縫無法判定裂縫生成原因及深度時,可先針對不明裂縫進
行局部鑿除或鑽心取樣等探查裂縫形式
及深度作為評估之依據。必要時再依結
構混凝土設計規範規定之分析法或載重
試驗或兩法兼用作結構物強度評估。
4. 工程會因應 95.12.26恆春 6.7級強震,於 95.12.27以工程管字第 09500509050號函,提出後續安全檢查的處理建議如
下可供參考:
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「混凝土及其他材料」專輯
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(1) 新澆置混凝土構件可能因強烈地震而局部受損,造成鋼筋握裹力減低,未
能達到原設計強度之現象,應予重視
並嚴加檢測補強。地震前 7日澆置之混凝土應依據下列因素選定構件詳細
檢測。
(a) 所在地之震度超過一定級數(如四級以上)。
(b) 所在地地質與土壤狀況可能擴大地震效應(場域效應、液化等)。
(c) 為整體結構之重要承力部位(如房屋結構的梁柱接頭、柱頭、柱
底及橋梁結構的墩柱底部等)。
(d) 模板與支撐變形情形(是否鬆動、位移及擠壓變形)。
(e) 除上述原則外,強震前 12小時內澆置之混凝土構件尤應列為嚴加
檢測及處理之重點。
(2) 檢測混凝土構件是否因地震而減損其強度的方法,含目視、液體注入試
驗、反彈錘法、貫入針法、超音波
探測法、x-ray檢測法、鋼筋探測器檢驗、混凝土鑽心檢驗、鋼筋拉力試
驗、載重試驗或其他先進技術等。至
於採用那種檢測方法較為合適,則應
視當地環境、工程需要、構件使用材
料及可能獲得的機具而定。檢測時應
著重整體安全評估,除非必要,避免
以單一構件之損害來判定整體。經個
案判定不用敲除之構件,日後尤須加
強維護工作。
2.13 樓版混凝土澆置至傍晚後,隔日上午要進行養護時,為何版面已發生有許
多網狀裂縫?對結構安全是否有影
響?
原因: 此為塑性收縮裂縫,主因為混凝土澆置後未適時養護所致。若裂縫產生後,仍
不養護,裂縫會向下延伸並可能貫穿
版,造成滲水之虞。卜特蘭水泥之硬固
與強度發展來源於水泥與水之間的化學
反應 ––水合反應,而水份(濕氣)為水合反應所必需,當不養護時,混凝土在
硬化過程中將因水份蒸發產生水合反應
減慢甚至停止,致影響強度發展。不養
護除易造成混凝土表面龜裂產生外,並
將影響結構整體性及耐久性,但該裂縫
型態及發生位置對結構安全應尚無大礙。
對策:
1. 養護目的在使混凝土充分硬化達所需強度、水密性、耐久性、耐磨性、握裹力
及減低乾縮等,故混凝土澆置後,表面
浮水消失前,應即保持混凝土有充足濕
氣及適當溫度。
2. 保濕方法:直接撒水;以砂、土、木屑覆蓋(厚 2.5 cm以上)保持濕潤;以稻草,乾草覆蓋厚 15 cm以上,保持濕潤;以濕草帶或草蓆覆蓋配合灑水;以
濕帆布覆蓋配合灑水;以防水紙類覆蓋
(適於接縫之養護)。
3. 使用符合 CNS2178「混凝土用液膜養護劑」,於混凝土表面修飾後、水澤消失前
施用,避免施佈至暴露鋼筋。
4. 一般混凝土養護期至少 7天以上,或達28天強度 70% 以上為指標。
5. 若不及養護而發現有裂縫產生,應即濕養,將有助停止裂縫延伸或擴大。
2.14 某工程要求混凝土抗壓試體須留置工地,不可放於水中養護,以符實際結
構物狀況,可否?強度是否會受影
響?
原因: 不宜,因為強度發展會受到影響。混凝土配比設計所訂的抗壓強度係以混凝土
試體於隔日(24小時後)拆模置於水中養護至齡期為 28天時進行強度試驗為標準,今將試體放於工地,其養護情況即
不同,所得強度當有別於試驗標準。混
凝土試體置於工地要模擬實際結構物的
情況,將因為工地缺乏濕養不足、不連
續等因素,造成混凝土強度成長緩慢,
混凝土施工常見問題診斷與對策
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若在冬季時,更可能因為低溫造成混凝
土水合反應緩慢或停止,故其強度將比
標準養護的試體為低。
對策:
1. 若在工地養護,工地養護試體試驗所得之強度達試驗室養護試體強度之 85% 以上,即表示工地養護方法合格。若
工地之試體強度比設計強度(f'c)高出35kgf/cm2以上,即使其強度低於試驗室
養護試體強度之 85%亦為合格。如果工地養護方法不合上述規定,則應立即設
法改善至合格為止。必要時,可依場鑄
混凝土構件鑽心取樣評估養護效果。非
破壞性試驗可用以協助評估養護效果,
但不可單獨做為評估之依據。
2. 由於工地養護試體的強度會較低,若確須置於工地,並要確保其強度能符合原
設計強度,亦可採較低的水膠比,以期
早期強度能較高。
2.15 混凝土養護期為何規定最少養護時間,可否縮短?
原因: 養護目的在保護混凝土防止其在硬化的過程中水份消失,以致無法進行正常的
水合反應,故予以規定最少的養護期。
唯有些情況依水泥型別、所需強度、外
露表面積與混凝土體積比例、當地天候
及未來暴露狀況而有特別的養護期。若
混凝土未達最少養護期的規定,則混凝
土未能如預期進行水合,將影響強度的
正常時間之發展。
對策:
1. 混凝土性質能經養護改善,故養護期應依實際情況愈長愈好。
2. 包含卜作嵐材料(使用巨積混凝土如壩體)的混凝土之養護期須較長;相反的
若為富配比可能只需幾天。
3. 地面上混凝土版及結構混凝土在周圍溫度為 4°C以上時,所需養護期最少 7天或其強度需達規定抗壓(彎)強度的 70%。
4. 若強度試驗用來決定何時可停止養護或去除模板,應在工地選具代表性圓柱
體,並使其靠近所代表的結構,且以相
同方法養護。
5. 水泥水合速率受水泥成份及細度影響,當水泥有強度發展較慢的特徵時,應延
長養護期。
6. 巨積混凝土最佳養護方式是用水養護,可在熱天使混凝土冷卻。天候寒冷時,
養護時間要加長。在寒冷天候下,除非
混凝土使用保溫養護,其表面一般都應
保持潮濕,惟濕氣不應造成養護溫度的
降低。
7. 冷天時常需要額外熱量使養護溫度保持在 10 ~ 21° C,加熱方式應避免造成混凝土水份喪失。
8. 高早強混凝土可用在冷天以加速強度發展,達縮短養護期。
2.16 某工程驗收採鑽心試體進行抗壓強度試驗而不作圓柱試體,是否合理?鑽
心取樣時,一組 3個試體應如何取得?是否應為同一批混凝土?
原因: 現階段規範或國家標準,混凝土抗壓強度以圓柱試體在標準養護狀況下進行的
抗壓試驗值為依據。當混凝土強度不符
合設計圖說規定,或對混凝土結構體品
質有疑慮,或欲了解舊有結構物現有強
度及實際反應結構物混凝土強度,會要
求進行鑽心試驗﹝ CNS1238﹞。自結構體鑽心取樣進行抗壓強度,可得到實
際的混凝土強度,此強度將受到包括澆
置、振動及養護等因素的影響在內。若
鑽心試驗屬契約規定則為雙方約定事
項,否則一般在工程慣例上並不以此為
驗收依據。
對策:
1. 依中國土木水利工程學會混凝土工程施工規範與解說(土木 402-94a)第 17.5.5節,鑽心試體一次以鑽取 3個試體為原
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「混凝土及其他材料」專輯
技師期刊62
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則,再就其強度的平均值要大於 0.85f’c及無單一值低於 0.75f’c為合格標準。
2. 取樣應參考施工紀錄,於同車(批)混凝土取樣的一組 3個試體才為同組,並具有代表性。
3. 鑽心屬破壞性檢驗,選鑽心位置時,應不對結構體造成傷害,以牆或版為宜。
在梁中取樣,以跨度中央附近中性軸以
下部位為宜。
4. 鑽心須由專業人員操作,所鑽試體應儘量平整無歪曲現象。試體鑽取時應避開
鋼筋預埋件、管線等部位。
5. 為使鑽心試體具代表性,所選取位置應均勻分佈。一般可先進行混凝土非破壞
檢測來確定鑽心位置;對面積較大之構
件,可根據構件特點均勻取樣,區分為
若干區域進行檢測。
2.17混凝土抗壓試驗,部分試體結果偏低,預拌廠要求剔除,不納入平均,
可否?
原因: 依 CNS1174「新拌混凝土取樣法」規定,每一試樣係組合樣品,每一組製作
2個以上試體供強度試驗,每一組強度試驗結果應為同試樣所製作各試體於指
定齡期試驗結果之平均值,但如其中一
試體強度偏低之結果顯然由於不當之取
樣製作、處理、運送、養護或試驗而造
成時,可予刪除,而以其餘試體之紀錄
作為試驗值(CNS 3090「預拌混凝土」第 17.2節);故若預拌廠要求且符合上述情形是可剔除。
對策:
1. 目前對於同組(批)試體其中有試體強度偏低可不納入,所謂偏低之標準應尚
無,故僅能由可取得的資訊進行判斷。
應由承包商提出試體偏低原因說明,再
由監造者按 CNS1174 「新拌混凝土取樣法」進行判斷與決定是否同意。
2. 有關對於有問題試體剔除,可參考 ACI
214R-02「Evaluation of Strength Test Results of Concrete」
(1) 剔除已知道其中諸試體具有缺陷,否則應不可剔除其試驗值(得自同意樣
品之所有試體之平均值),因為其仍
為估計該樣品之代表性資料。
(2) 假如在試體製造、養治、或試驗過程中,已發現其中變異實在有問題,則
必須將此試體剔除。
(3) 若某一個試體強度較其一組試驗平均值之偏差大於 3倍標準差時,可以剔除不用;假如其偏差介於 2倍至 3倍標準差之間時,則須以存疑之態度仍
予保留加以分析。
三、結論
混凝土施工過程可能引發影響混凝土品質
的問題眾多,本文係依工程實務經驗及工地較
易遭遇的問題,且為工地工程師較難判別或分
析者為主要範圍。混凝土材料雖因材料組成成
分不同,或功能要求不同,或新概念應用,產
生各式各樣的混凝土,如自充填混凝土、低強
度控制型混凝土、再生粒料混凝土等,惟其在
相對的新拌混凝土性質,或硬固混凝土性質,
也都會有前述類似的問題產生,故若能掌握問
題的屬性,熟悉材材料特性,及評估方法,自
能對各類問題提出對策。
參考資料
[1] 中國土木水利工程學會,「混凝土工程施工規範與解說(土木 402-94a)」,科技圖書,2006.01。
[2] 行政院公共工程委員會,「公共工程高爐石混凝土使用手冊」,2001.4。
[3] 行政院公共工程委員會,「公共工程飛灰混凝土使用手冊」,1999。
[4] 黃兆龍,「卜作嵐混凝土使用手冊」,中興工
程顧問社,台北,2007.11。