涂膜养护剂对混凝土抗压强度之影响.

1、清雲土木工程及物業管理研討會中華民國96年5月4日Civil Engin eeri ng and Property Man ageme nt Con fere nee 2007塗膜養護劑對混凝土抗壓強度之影響2徐華鴻、陳建宏黃啟政、邱銘皓清雲科技大學土木工程系學生陳德成、徐瑞宏清雲科技大學土木工程系講師Tel:(03)4581196-5707,5711E-mail: .tw摘要本研究主要探討使用內含石臘成分之養護劑養護混凝土，進而探討對混凝土力學性質之 影響。在相同之水灰比的混凝土試體，分別用傳統濕潤養護法與塗用含石臘型養護劑進行養 護

2、，並利用抗壓強度試驗，評估內含石臘成分之養護劑對混凝土工程性質之影響。依據現有部分試驗完成數據，塗封內含石臘成分之養護劑與標準養護法抗壓強度上並沒 有相當顯著的差異，不過在工程方面上卻有不小的發展空間。關鍵字：抗壓強度試驗、傳統濕潤養護法、石臘型養護劑清雲土木工程及物業管理研討會 中華民國 96 年 5 月 4 日Civil Engineering and Property Management Conference 2007一、前言混凝土的養護工作 ，對混凝土本質有相當程度的 影響，然而影響養護因素如何，養護的技術如何，及 養護方法的利弊得失，瞭解養護的重要性，自然會重 視養護工作，達到品質

3、保證的目的。本專題亦探討使 用內含石臘成分之養護劑對混凝土有何等的影響，及 強度的變化。養護 被稱之為 養生，係 來自英文字 cure ，事實上按照混凝土生產過程應為care ，即養護 ，也就是混凝土澆置完成後，小心加以保 護之成長確保強度之意，而非老人需加以保護維生之 養生。混凝土工程中，養護工作的合宜性，被認 為對混凝土工程有相當程度的影響性，因為混凝土中 所含的水泥，其強度發展係以水化反應成長，而水化 需仰賴充分水量的供應，如果缺乏足夠水分，則水化 甚至將終止，內部裂縫孔隙增多使強度減低。然而到 底養護對強度之成長，影響程度有多少?其養護最低界限的理解，都應是有助於施工品管及施工設計 規

4、範所需的。所以充分認知養護的主要因素以及這些 因素對混凝土的影響性，都是混凝土品質保證工作要 學習的。而養護工作涉及施工進度，與傳統施工方法 可能有些差異，這都是造成施工品質不佳的因素之 一，改良傳統施工養護法，達到最佳化品質設計的方 向，為本專題主要探討的部分。而實驗中我們試用了 一種石臘型養護膜來養護混凝土，比較與石灰水養護 法強度有何差異。本研究著重於探討國內較常用的一種石臘成分 之養護劑，並參照 ASTM或 CNS及廠商所提供資料， 對不同之養護方法，分別以傳統之養護法即濕潤養護 法試驗其 28 天抗壓強度，再以相同配比作用相同水 灰比之試體塗上養護劑，放置於不同地點進行養護， 試驗其

5、對混凝土之強度品質影響。主要試驗變數包括 養護方法、放置地點以及溫度影響，並分別進行控制 組與塗封材料養護以及抗壓強度試驗。二、文獻回顧2- 1 一般大氣中養護大氣中之養護，指的是將混凝土置放在空氣中養 護的方法，此為最通俗的做法，但也是最容易被疏忽 的部份，因此常造成強度劣化問題，所以必須要瞭解 影響養護的因素，才能找出保障的對策。養護對強度 發展之影響性，濕潤養護時間不夠是會對強度產生劣 化的結果，而且隨時間增長而加劇，可見妥為養護的 必要性，一般濕潤養護 7 天之混凝土強度可達全程濕 潤養護混凝土強度的 85%，為規範要求之濕潤養護期 限。以下為養護狀況、溼度、溫度之影響。2- 2 養護

6、環境的影響1. 間歇養護在實際施工作業中，由於工作環境、時程控制及 施工放樣的習性，無法進行經常性的養護，以致混凝 土受到濕潤及乾燥反覆作用，造成結構體內部產生裂 縫，以致逐漸使混凝土失去整體性，甚至滲漏的狀況 發生。混凝土如果經過持續性的濕潤養護，理論上強 度是不斷地滋長的，但是如果只濕潤養護數天，就被 放置大氣中，則隨時間水分蒸散，表面產生裂縫，強 度有漸次下降的趨勢，此點更指出隨著乾燥的持續， 水分不斷的蒸發擴散，裂縫持續產生問題是必須重視 的，相同的，對高性能混凝土亦是適用的。然而如果 乾燥後又加以養護，此刻混凝土表面膨脹，而內部水 分尚未深入，則會產生內部裂縫此將造成進一步裂縫 的蔓

7、延，所以適當的養護是很重要的。2. 相對溼度的改變養護溼度對混凝土性質的影響，端視溼度對毛細管孔的影響程度而定，如果養護溼度低於80%時，水化會終止外，另外也會因毛細孔水的失去而產生裂 縫。3. 養護溫度的影響養護溫度對混凝土的影響，可由利及弊二方面來 思考。利：為養護溫度的提高，可加速水泥的水化速率，當 然可促使強度早期發展。弊：為高溫下，水泥漿體內各種結晶物與骨材，隨溫 度有不同的變形，產生溫度差異變形應力，造成 晶面劣化現象，其情形類似在界面產生裂縫的現 象，尤其有骨材存在的環境下，這種現象會更加 明顯。2-2-1 養護方法的影響如前述，養護對水泥漿體及混凝土品質的影響甚 鉅，透過濕潤養

8、護的工作，主要目的即在防止水分的 散失，其方法可區分為：1. 水養護法：將混凝土浸潤於水中，如此當然充分供 應水分，而無失水之煩惱，這類養護法有儲水 法，噴水法，灑水法 或飽和覆蓋物法 等。2. 封面養護法：為遮蓋表面，減少水分蒸發，此類封 面養護法有防水紙，塑膠布養護膜等。2-3某大陸工程養護劑使用實例5傳統的混凝土濕潤養護方法，因用水量大，需要 大量的草袋和人員，不停地澆水，現場拉的橡膠管更Civil Engineering and Property Management Conference 2007 是跑、冒、滴、漏，有些地方亂得像蜘蛛網，污水到 處流淌，不便於現場清潔管理，也影響到其

9、他工程的 作業，如電工佈管佈線等。即便如此，百密有一疏， 現場作業面太大，難免有控制不到之處，還會產生品 質不良之混凝土的問题。在大陸有一工程占地面積二十萬坪，建築面積 十二萬坪，多為带地下室的工業平房，現澆混凝土量 極大，包括三萬多坪的室外混凝土道路等，按公司各 合資方及市政府的要求，土建及安装工程要在一年内 完成。混凝土的澆置量，初略估計不下於三十萬坪， 這期間的混凝土養護工作量有多大，由此可見一般， 如果稍有疏忽，混凝土的品質就不能得到保證。經過 工頭會同承包單位共同向上海及南京的建築材料研 究單位請教，了解到可以用混凝土養護劑養護法，並 解決了所有難題。2-4 養護劑原理將混凝土養護劑

10、噴塗到澆築完畢的混凝土表 面，可形成封閉層，使混凝土表面的毛细孔與外界隔 絕，混凝土内部的水分不致蒸發散失，以保證混凝土 内部的水化反應持續進行，達到設計的强度要求。由 這點看來，養護劑養護法與濕潤養護法所達到的效果 是同樣的，但前者有下列顯著的優點：方便簡易，或 節省勞動力和水資源，對其它工程程序的影響小。2-4-1 養護劑選用經調查 ， 混凝土養護劑材料大致可有以下幾種：1. 以石臘為主要成分的養護材料。2. 以氯化橡膠為主要成分的養護材料。3. 以樹脂為主要成分的養護材料。4. 以醋酸乙烯樹脂為主要成分的養護材料。根據國外統計資料，其中第1、2 兩種材料有較好的養護效果，保水能力，增加抗

11、壓强度，及在减少 混凝土收缩等方面均較優良。2-5 H品牌養護劑62-5-1 產品來源經我們詳細的找尋網路上養護劑產品資料，最後 終於找到了一家位於台中專門研究混凝土補強及養 護劑的化學摻料製造廠商，在他們產品名單裡包含我 們所需要以石臘為主要成分的養護材料，並與他們連 絡取得了養護劑。2-5-3 物理性質CP550酸鹼值：中性，乳白色液體100%水溶性。2-5-4 特性說明1. H 養護劑不刺激皮膚 、無惡臭，不會造成皮膚過敏 。2. 適用於高、低溫環境(5 C 50C),室內、外皆可使用。3. 不發霉，噴灑自如，不阻塞噴嘴。4. 水溶性乳化液，具優異之加水稀釋性。5. 可有效抑制水份揮發。

12、6. 不具可燃性。7. 不污染混凝土。2-5-5 使用量每公斤噴灑 9.6m22-5-6 使用方法1. 使用時需充份攪拌均勻。2. 以噴灑方式作業 (AIR SPRAY)需將表面積完全噴 灑或塗抹至濕潤狀。3. 應於混凝土初凝完成後、水紋消失時，立即噴灑 H 養護劑。2-5-7 注意事項1. 加水稀釋後應充分攪拌均勻，再行施工。2. 若因施工需要，必須清除養護劑時，請用高壓水槍 噴洗或鋼刷清潔，不影響混凝土接著面。3. 若須稀釋使用，請依工程特性與施工條件配合使用之。2-7 混凝土施工與管理 4 每一施工作業與施工技術將關係到混凝土劣化 的速率，在施工中以控制混凝土的坍度、保護層厚 度、搗實程

13、度，養護的過程都對往後的混凝土強度有 一定的影響。1. 保護層 :一般在設計時由規範依據施工位置，當地 氣候環境，用途加以規定，但常因施工者未照施工 圖，或保護層間距控制器滑落，以致保護層不足或 可見外露鋼筋，將造成鋼筋腐蝕提早發生。2. 搗實 : 搗實不足時會有蜂窩、麻面的發生，搗實過 度，則會造成泌水及析離現象。3. 養護 : 養護時間越長，則水化愈完全，混凝土的緻 密集強度愈高，有害因子也不容易滲入。2-5-2 適用場合適用於樓板 、停車場 、橋面、低水灰比配比設計、 夏天或風速大的施工場所等，H養護劑可減少水份蒸發，以防止混凝土表面龜裂，增加強度。、研究計畫及方法4. 坍度：混凝土坍度

14、是決定混凝土的稠度及工作性； 凡良好而且易於施工的混凝土，其下陷速度極慢且 能保存固有型態，而不良的混凝土則將潰裂分離甚 至潰散。Civil Engineering and Property Management Conference 2007 本研究係探討以石臘為主成份的養護劑使用於 混凝土圓柱試體表面後與其傳統養護方法作比較。方 法則是先設計好固定配比，同時灌製二批混凝土圓柱 試體，第一批試體 (15 顆) 採用傳統養護法養護，第二 批試體採用石臘型塗封材料塗抹於混凝土表面，放置 於不同養護環境，所有試體均分別於7、14、21 及 28天執行抗壓試驗，比較二批試體之強度差異。3- 1 試驗

15、變數如表 3-1 所示，將混凝土圓柱試體分為二大類，第一 類未塗養護劑，第二類塗佈養護劑。養護條件有四 類，分別為 (1) 傳統浸水溼潤養護 (2) 傳統不浸水溼潤 養護 (3) 室外乾燥養護 (4) 室內乾燥養護。3- 2 試驗材料及配比設計(1) 水泥 採用台灣水泥公司所生產之第一型波特蘭水泥。(2) 細骨材 本試驗採用來自花蓮木瓜溪之細骨材， F.M=2.9 如表 3.2 。(3) 粗骨材 本試驗選用之粗骨材為來自花蓮木瓜溪碎石。Dmax =3/4 如表 3.3 。(4) 拌合水 本試驗所用拌合水為未經處理之自來水(5) 石臘型養護劑廠牌：H品牌，型號：CP5XX製造商：啟欣化學 股份有

16、限公司(6) 混凝土設計配比 水灰比為 0.618 ，並依照 ACI211 配比設計步驟求 得各材料重量，如表 3.4 。(7) 試體製作 根據配比設計所求得各材料重量秤重，並依序加入拌合機中完成拌合，隨即按ASTMC143規定量測坍度，製作10X20 cm混凝土圓柱試體。3-3 試驗項目與試驗方法試驗項目主要是測定塗上養護劑養護之混凝土 與傳統濕潤養護之混凝土其強度上的差異與工程上 的實用性，如表 3-1 。(A) 第丨組試體步驟 (1) ：製作混凝土圓柱試體。步驟(2) ：經 24 小時後拆模置養護槽之中養護，如圖 3.1 ，採第丨類養護條件。(B) 第二組試體步驟(1) ：製作混凝土圓柱

17、試體。步驟 (2) ：經 24 小時拆模後將每個試體都塗上 H 品牌養護劑，再將試體置於養護槽 中，離開水面而不與水接觸，採第二 種養護條件，如圖 3.2 所示。(C) 第三組試體步驟(1) ：製作混凝土圓柱試體。步驟 (2) ：經 24 小時拆模後將每個試體都塗上 H 品牌養護劑，直至混凝土表面出現乳 白色薄膜硬固後，將試體放置於土木 館露台進行養護，如圖 3.3 所示，採 第三種養護條件。(D) 第四組試體步驟(1) ：製作混凝土圓柱試體。步驟 (2) ：經 24 小時拆模後將每個試體都塗上 H品牌養護劑，直接置於實驗室內進行 養護，如圖 3.4 所示，採第四種養護 條件。試驗方法：抗壓強

18、度試驗，每批試體均執行抗壓試驗，材齡分別為 7、14、21 及 28天。 步驟 (1) ：取出試體進行石膏蓋平作業，依規範規定，蓋平厚度介於 0.20.3 cm,蓋 平後量取試體直徑：每一個圓柱試體 至少量測兩次以上，取平均值。相加 取平均圓直徑。步驟 (2) ：進行抗壓試驗，加載速率依規範規定。四、試驗結果試體抗壓強度採用原則：同批試體在相同材齡之抗壓試驗中所獲得的每丨試體強度若超過丨個標 準偏差時，即表示該試體誤差太大，應予以捨棄不 用。在各種養護條件下本試驗所獲得之抗壓強度與抗 壓強度比值，如表 4.1 、表 4.2 及表 4.3 。各種養護 條件下不同齡期之試體強度成長曲線如圖4.1

19、、圖4.2 、圖 4.3 及圖 4.4 所示。4- 1 混凝土抗壓強度比值由表 4.1 的數據顯示，塗佈養護劑於養護條件(2) ：傳統不浸水溼潤養護狀況下，相對於未塗養護 劑於養護條件 (1) ：傳統浸水溼潤養護狀況下之試體 抗壓強度比較，第 28 天材齡之試體抗壓強度多 3%。5中華民國96年5月4日清雲土木工程及物業管理研討會Civil Engin eeri ng and Property Man ageme nt Con fere nee 2007 表4.2顯示，塗佈養護劑於養護條件（3）:室外乾燥養護狀況下相對於未塗養護劑於養護條件（1）:傳統不浸水溼潤養護狀況下之試體抗壓強度比較，減

20、少2%左右。表4.3塗佈養護劑於養護條件（4）:室內乾燥養護狀況下相對於未塗養護劑於養護條件（1）:傳統不浸水溼潤養護狀況下之試體抗壓強度約增強8%浸水溼潤 養護室外乾 燥養護VV室內乾 燥養護VV日74- 2混凝土抗壓強度成長曲線塗佈養護劑於養護條件（3）:室外乾燥養護狀況 下，第21天齡期抗壓強度明顯下降，有可能試體在 室外因受陽光照射導致溫度變化劇烈時，養護劑之石 蠟成份會受影響而減低養護效果。至於在其他養護條 件下所顯示的抗壓強度成長曲線則較正常，符合一般 混凝土趨勢。五、結論與建議本研究為測定傳統養護法與塗抹養護劑養護法 的實際效果。實驗發現在室外乾燥環境下，石蠟型養 護劑的養護效率

21、會有所變化。由本研究發現，傳統養 護法與養護劑養護法的養護效果，兩者在強度上雖稍 有差異，但卻不是很顯著。雖然養護劑並不能大幅增 強混凝土的強度，在工程上卻是一種可行的養護方 式。表3.2細骨材篩分析表細骨材篩號重量留篩率停留率過篩率#4255%5%95%#85010%15%85%#167515%30%70%#3012525%55%45%#5015030%85%15%#1007515%100%0%合計500細度模數F.M.=(5+15+30+55+85+100)/100=2.9六、參考文獻1. 沈進發，混凝土品質控制，PP.189-196，中華民國七十年九月第二版。2. 許佳銘，混凝土配比設計

22、，新科技書局，民國88年。3. 黃兆龍，混凝土性質與行為，詹氏書局，PP.356-365，民國八十六年十月。4. 林平全，混凝土施工，PP.331-336，民國七十九年九月初版。表3.3粗骨材篩分析表粗骨材篩號重量g留篩率停留率過篩率3/4in10010%10%90%3/8in70070%80%30%#420020%100%0%合計1000Dmax=3/4 in細度模數F.M.=(10+80+100)+5*100/100=6.9表3.1試驗變數養護條件有塗佈養 護劑未塗養護劑抗壓試驗（1）傳統 浸水溼潤 養護VV（2）傳統不VV表3.4配比材料重量表（kg/m3）材料篩號重量kg材料篩號重量k

23、g#40.88053/4in2.404#81.7613/8in16.828#162.6415#44.808清雲土木工程及物業管理研討會中華民國96年5月4日#304.4025#505.283#1002.6415合計17.6124.04水泥：11.94 kg水：7.379 kgCivil Engin eeri ng and Property Man ageme nt Con fere nee 2007溼潤養護乾燥養護強度cm ）抗壓(kg/7226.51210.5993%14247.19253.47103%21262.28278.23106%28275.33297.43108%表4.1塗佈養護劑於養護條件（2）狀況下相對於未塗養護劑於養護條件（1）狀況下之試體抗壓強度比較試驗條件CASE(1)CASE(2)齡未塗養護劑塗佈養護劑CASE(2)/CASE(1)期養護條件（1）養護條件（2）抗壓強度比（天）傳統浸水傳統不浸水(%)溼潤養護溼潤養護抗壓強度(kg/2、 cm )7226.51198.388%14247.19