滨海工业区钢筋混凝土构造物之腐蚀防制

1、土木水利 第二十八卷 第一期民國九十年五月，第4152頁Civil and Hydraulic EngineeringVol. 28, No. 1, May 2001, pp. 4152混凝土專輯濱海工業區鋼筋混凝土構造物之腐蝕防制張 吉 佐 中興工程顧問股份有限公司協理兼大地工程部經理 方 仲 欣 中興工程顧問股份有限公司大地工程部工程師摘 要由於濱海工業區所處環境之特性，鋼筋混凝土構造物可能發生混凝土劣化及鋼筋銹蝕等腐蝕問題；因此，設計時應進行適當之防腐蝕檢驗，並視需要採取適當的防腐蝕措施，以保障結構物之使用壽命。本文首先解釋鋼筋混凝土之腐蝕機制，並表列環境介質 (即水、土壤、及空氣) 之

2、腐蝕性檢驗項目，其次簡單說明一些腐蝕性評價標準，並提出較易應用之防腐蝕對策，最後舉國內一工程實例說明其防腐蝕測試與設計成果。一、前 言濱海工業區係以人工填土 (砂源常來自外海) 填築而成之海埔新生地，昔為海水所淹沒，造地後距離海岸通常亦僅在數公里之內。海水之主要成分如表1所示，其中含有濃度相當高之氯離子及溶解氧，對於鋼筋混凝土具有潛在的腐蝕性；濱海地區之大氣所挾帶之海盬含有大量的NaCl，其氯離子可破壞鋼筋表面之鈍態膜；此外，大氣中之含盬量可與硫酸及硝酸盬等起共同作用，因而加速鋼筋之腐蝕速率。另一方面，海水之pH值、溶氧量、鹽度、及溫度等特性經常隨離岸距離而顯著變化，對於鋼筋混凝土之腐蝕性有重

3、要影響。至於潮汐區因受乾濕循環作用與高氧量接觸作用，亦極易造成腐蝕現象。表1 海水之主要離子成分元素含量(ppm)主要陽離子含量(%)主要陰離子含量(%)氫碳 (無機的)碳 (有機溶解)氧 (溶解O2)(如H2O)氯鈉硫酸鹽鎂鈣鉀重碳酸鹽氟110,000280.56886,00019,40010,8002,7001,30041039014013Na+Mg2+Ca2+K+1.060.130.0400.038ClSO42HCO3F1.90.270.0140.0013事實上，於濱海工業區，鋼筋銹蝕、及混凝土劣化、龜裂的問題確實時有所聞。基於上述，故對於濱海工業區鋼筋混凝土構造物之腐蝕問題應有適當考量

4、及妥善因應，以保障工程結構物於使用期間的安全。二、腐蝕性分類與鋼筋混凝土構造物接觸之環境介質，包括水、土壤、及空氣。水及土壤對混凝土的腐蝕，基本類型並無不同，大致可分為四類：(1)結晶類腐蝕：腐蝕介質滲入混凝土內部產生結晶，體積膨脹產生內應力，造成混凝土破壞。(2)分解類腐蝕：腐蝕介質使混凝土中之鹼性游離石灰質之鹼度降低，引起水泥石水解，導致混凝土強度降低或崩解破壞。(3)結晶、分解複合類腐蝕：某些鹽類 (一種或兩種以上同時存在) 之陰離子具結晶類腐蝕性，陽離子具分解類腐蝕性，則可能造成結晶、分解之複合類腐蝕，導致混凝土破壞。(4)鹼骨材腐蝕：水或土壤中之鹼滲入混凝土中，與骨材作用產生體積膨脹

5、，造成混凝土破壞之情形。至於水、土壤、空氣對鋼筋混凝土中鋼筋之腐蝕性分類，詳見表2所示。三、環境介質之測試評估環境介質對鋼筋混凝土之腐蝕性的測試工作，包括水質檢驗、土壤檢驗、及空氣分析等。各種環境介質 (水、土壤、空氣) 對鋼筋混凝土之腐蝕性的測試內容和方法，詳列如表3 1；對於鋼筋混凝土材料之腐蝕性檢驗分析項目，則列如表4 1，並重點討論於后。3.1 水質檢驗水中最常遭遇之腐蝕因子，包括K+ + Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、SO42 (硫酸鹽類)、Cl (氯化物)、HCO3、CO32、NO3、及酸性環境 (即低pH值) 等。(1) K+ + Na+大量K+ + Na+ 離子的氫氧化

6、物成鹼性，浸入混凝土內與骨材中的極細顆粒作用，引起膨脹產生鹼骨材反應的腐蝕。表2 鋼筋混凝土中鋼筋之腐蝕分類 1環境介質腐蝕類別腐蝕因子腐蝕機制水土壤酸性腐蝕H+酸性水或土對鋼筋具有化學溶解腐蝕綜合性腐蝕以電阻率表示飽和水之混凝土具有低電阻率，為腐蝕之必要條件，臨界值為小於100W×mCl 離子腐蝕Cl於一定之溫度條件下Cl、CO2、SO2滲入到鋼筋表面，破壞鋼筋表面之游離石灰質所形成之鹼性膜，造成鋼筋銹蝕，混凝土開裂空氣碳化腐蝕CO2硫化腐蝕SO2氧化腐蝕O2於一定之溫度條件下氧氣滲入到鋼筋表面，生成氧化物，造成混凝土脹裂鹽腐蝕NaClNaCl飽和之大氣，如海洋大氣、工業污染的大氣

7、，對鋼筋產生鹽腐蝕表3 水、土壤、及空氣之腐蝕性測試項目和方法 1序號項目方法序號項目方法水質測試21.NH4+比色法A. 水質現場描述22.Ca2+EDTA容量法1.顏色定性描述23.Mg2+EDTA容量法2.臭味定性描述24.Cl摩爾法3.懸浮物定性描述25.SO42EDTA容量法4.沈澱物定性描述26.HCO3酸滴定法5.溫度溫度計27.CO32酸滴定法B. 水質簡易分析28.NO3水楊酸比色法6.K+Na+差減法29.Fe3+比色法7.NH4+比色法B. 土壤原位測試8.Ca2+EDTA容量法30.pH錐型電極法9.Mg2+EDTA容量法31.氧化還原電位鉑電極法10.Cl摩爾法32.

8、腐蝕電位硫酸銅電極法11.SO42EDTA容量法33.電位梯度直角法或圓周法12.HCO3酸滴定法空氣測試13.CO3酸滴定法A. 一般污染氣體14.NO3水楊酸比色法34.二氧化碳鹼吸收法15.pH電位法35.二氧化硫H2O2高氯酸鋇釷試劑法16.侵蝕性CO2蓋耶爾法B. 其他污染氣體17.游離CO2鹼滴定法36.氨硫酸吸收比色18.總硬度計算法37.氟化氫比色法19.總礦化度計算法38.硫化氫鋅氨絡鹽吸收土壤測試39.氮的氧化物比色法A. 土壤之易溶鹽全量分析40.氯氣甲基橙比色法20.K+Na+差減法41.氯化氫氣硫氰酸汞比色表4 鋼筋混凝土材料之腐蝕性調查的檢驗項目 1環境介質工程性質

9、或環境條件建築材料檢驗項目水一般工程混凝土1 19混凝土中之鋼筋10, 11, 15混凝土20 28混凝土中之鋼筋24, 30土壤特種工程混凝土20 28混凝土中之鋼筋24, 30有雜散電流的土層鋼筋混凝土32, 33大氣未受化學工業嚴重污染混凝土、鋼筋混凝土34, 35受化學工業嚴重污染混凝土、鋼筋混凝土34, 41(2) Ca2+、Mg2+、和總硬度水中多價金屬離子的濃度稱為總硬度，通常係指鈣鎂離子的濃度。大量鎂離子的氯化物，可能降低混凝土中的石灰鹼度而分解混凝土，亦可能與混凝土中的水化矽酸鈣生成結晶體，體積膨脹而腐蝕。水中大量的氯化鈣，亦可與混凝土中的鋁酸三鈣水化物生成體積膨脹的結晶體而

10、腐蝕。(3) NH4+、NO3大量的NH4+ 離子可降低混凝土中的石灰鹼度而分解混凝土。大量的NO3，可與混凝土中之游離石灰質生成體積膨脹的結晶體而腐蝕。(4) SO42水中的硫酸根離子SO42 為混凝土中鋼筋銹蝕的重要因子，SO42 與水泥中的C3A (3CaO×Al2O3，即三鋁酸鈣) 反應生成體積較大之化合物 (Calcium sulphoaluminate，俗稱ettringite，即鈣釩石)，因其體積膨脹而造成混凝土之裂縫，進一步的反應促使腐蝕加速進行。通常硫酸根離子係以硫酸鈣、硫酸鎂或硫酸鈉之型式存在，此三種鹽類於水中之溶解度及其對於混凝土的侵蝕性差異頗大；因此，硫酸根離

11、子究竟係以何種型式存在，對於腐蝕之形成有重大關聯。(5) Cl良好品質之混凝土本身並不易受土中或水中氯化物之侵襲，但祇要是極低濃度之氯離子，便可以破壞保護鋼筋表面的鈍化膜，並加速鋼筋之電化學銹蝕過程 (陽極銹蝕作用)，銹蝕鋼筋之膨脹進而造成混凝土之崩解。(6) HCO3、CO32某些情況下，HCO3 對混凝土中的游離石灰質之溶出速度快，可造成混凝土之分解。於乾濕交替帶，水中大量的CO32 及OH 滲入混凝土中，可能造成結晶、及分解之複合性腐蝕。(7) pH值 (酸性地下水)地下水酸化可能肇因於工業污染。酸性的地下水可能導致水泥中之石灰 (Lime) 溶出 (leaching)，一般天然水之pH

12、值若低於6.0時，須考慮對鋼筋之腐蝕性。(8) 侵蝕性CO2、游離CO2大氣中的CO2溶於水中，生成水中的游離CO2，它與水中的HCO3、CO32、H+ 離子，存在著某種平衡關係，若游離CO2的濃度低於平衡所需量時，便破壞平衡，進一步的反應逐漸將混凝土內部的鹼性游離石灰質溶出，產生分解性腐蝕。(9) 總礦化度總礦化度為主要陽離子與主要陰離子的質量總和 (mg/l)，總礦化度超過50g/l時，水質pH介於3 11時，對於鋼筋具嚴重腐蝕性。3.2 土壤檢驗(1) 易溶鹽全量分析土壤中之腐蝕因子，可進行易溶鹽全量分析加以測定，一般取通過孔徑2mm篩之風乾土樣100g，按土：水 = 1：5比例加入純水

13、，再置於震盪器上震盪3分鐘過濾，貯存濾出液備用；另取過篩土樣10g，測定含水量及乾土質量。取濾出液測定K+ + Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、SO42、Cl、HCO3、CO32、及NO3 等，各項內容參考3.1節。(2) 現地測定pH值土壤之pH值，通常可於室內以易溶鹽全量分析之浸出水測定，惟因土樣中原有CO2氣體已消失，測得之pH值可能較高；為測得天然土壤之pH值，可採用以錐形玻璃電極為指示電極，飽和氯化鉀甘汞電極為參考電極之方法，將二者直接插入土中可測得現地之pH值。3.3 空氣分析空氣中最常遭遇之腐蝕因子，包括CO2及SO2、在某些化工廢氣污染嚴重之處，還可能有氨、氟化氫、硫化氫

14、、氮的氧化物 (NO、NO2)、氯及氯化氫等氣體。(1) CO2濃度大於2,000mg/m3之CO2對濕潤、半濕潤地區的鋼筋混凝土具腐蝕性，因其使混凝土中的鹼性石灰質產生碳化作用，降低其pH值，造成鋼筋銹蝕、體積膨脹，終致混凝土之崩解。(2) SO2濕度大於60% 時，空氣中的SO2在鐵、錳等金屬觸媒劑作用下，氧化為SO3後與水分結合成為硫酸霧，或成為酸雨，可能對混凝土產生腐蝕作用。(3) 其他污染氣體其他腐蝕性氣體，如氨、氟化氫、硫化氫、氮的氧化物 (NO、NO2)、氯及氯化氫等氣體，一般係偶發性洩漏所引起，危害範圍不大，而且亦僅對濕度大於60% 之濕潤、半濕潤地區才可能產生腐蝕作用。四、腐

15、蝕性評價標準基本上，腐蝕性評價方法有綜合項目評價法及單項標準評價法。綜合項目評價法即就水質或土質的各項參數一一評定其指數，再計算該等指數的綜合值，以評定其腐蝕性；德國和美國即採用此種方法。而單項標準評價法則係針對水質或土質的各個單項因子，評定其腐蝕性的強弱；運用單項標準評價法時，以較高腐蝕等級為結論，若有兩類以上 (含兩類) 之相同腐蝕等級，則防腐蝕措施之等級應提高一級。我國目前尚未建立鋼筋混凝土之腐蝕性評價標準，張吉佐與方仲欣 (1997) 曾介紹國際上幾個主要具代表性的環境介質之腐蝕性標準，可作為腐蝕性評價工作之初步參考。惟需指出，由於工程要求、環境條件、及所用材料規格不同，因而各國之腐蝕

16、性評價標準亦不盡相同，如圖1顯示各國評價硫酸鹽腐蝕性之標準即略有差異，應用於重要工程而言，似宜保守因應。圖1 各種評價硫酸鹽腐蝕性的不同標準以下扼要介紹國際上幾個主要具代表性的環境介質之腐蝕性標準，可作為腐蝕性評價工作之初步參考。 (1)水對鋼筋混凝土腐蝕性的評價標準，見表5。 (2)土壤對鋼筋混凝土腐蝕性的評價標準，見表6。(3) 空氣對鋼筋混凝土腐蝕性的評價標準，見表7。表5 水對鋼筋混凝土之腐蝕性評價標準 1腐蝕因子指標或含量腐蝕程度pH值氫離子指數1 3強3 4.5中4.5 6弱侵蝕性CO2 (mg/l)> 40弱SO42 (mg/l)> 4000強1000 4000中25

17、0 1000弱Cl- (mg/l)5000 10000中500 5000弱< 500無Mg2+ (mg/l)> 4000強3000 4000中1500 3000弱NH4+ (mg/l)> 1000強8000 1000中500 800弱Na+ + K+ (mg/l)50000 100000弱< 50000無表6 土壤對鋼筋混凝土之腐蝕性評價標準 1腐蝕因子含量腐蝕程度硫酸根離子含量SO42 (mg / 風乾土kg)> 6000強1500 6000中400 1500弱氯離子含量Cl (mg / 風乾土kg)> 7500中750 7500弱400 750無pH值&

18、lt; 3強3 4.5中4.5 6弱表7 空氣對鋼筋混凝土之腐蝕性評價標準 1腐蝕因子含量(mg/m3)環境相對濕度 (%)腐蝕程度腐蝕因子含量(mg/m3)環境相對濕度 (%)腐蝕程度氯1 5> 75強氟化氫5 50> 75中60 75中60 75弱< 60弱< 60弱0.1 1> 75中二氧化硫10 200> 75強60 75弱60 75中< 60無< 60弱氯化氫1 15> 75強0.5 10> 75中60 75強60 75弱< 60中< 60無0.05 1> 75中硫酸酸霧大量作用> 75強60 75中

19、少量作用> 75中< 60弱< 75弱氮氧化物 (折合二氧化氮)5 25> 75強二氧化碳> 2000> 75中60 75中60 75弱< 60弱< 60無0.1 5> 75中氨> 20> 75弱60 75弱60 75弱< 60無< 60無硫化氫5 100> 75強醋酸酸霧大量作用> 75強60 75中少量作用> 75中< 60弱< 75弱0.01 5> 75中60 75弱< 60無五、防腐蝕對策5.1 調查原則進行腐蝕調查時，內容應包括環境特性、各項腐蝕因子之測試及評價等。

20、就一般工程而言，較少針對空氣進行腐蝕測試；通常對於地下水位以上係取土樣測定土質的腐蝕性，對於地下水位以下則取水樣測定水質的腐蝕性。地下水位以上的土層又分為濕潤帶 (地下水毛細上升範圍內) 及乾燥帶，濕潤帶範圍受氣候影響。地下水位高程亦經常隨季節變動，故造成乾濕交替帶，具有較強之腐蝕性，設計者應特別留意。5.2 防腐蝕原則腐蝕因子對於鋼筋混凝土之腐蝕程度一般可劃分為 無、弱、中、強；或 微弱 (或正常)、中等、顯著、及強烈四級 (如前所述，各國標準不盡相同)，不同程度之防腐蝕基本對策如表8所示。由表8可知，降低水灰比，減少混凝土之孔隙及滲透性為抗腐蝕之基本原則；另一方面，亦可以陰極防蝕、或鋼筋表

21、面被覆等方法保護鋼筋免於腐蝕。表8 一般腐蝕性分級及基本防治對策腐蝕性等級防治對策微 弱正常之工程措施中 等可使用抗硫 (或其他特殊) 水泥厚度水灰比，增加保護層增加水泥含量，降低顯 著必須使用抗硫 (或其他特殊) 水泥強 烈必須使用抗硫 (或其他特殊) 水泥，並加適當之永久塗料或塗層 (如熱浸鍍鋅鋼筋或環氧樹脂塗裝鋼筋) 等，亦可考慮換土等其他防治措施進一步而言，鋼筋混凝土之防腐蝕原則包括： (1)選擇適當的混凝土材料：包括水泥 (如降低水泥中之C3A含量)、粗細骨材、礦物質附加劑、化學附加劑、及拌合水等，以達到較佳的耐久性。 (2)儘量降低水灰比：以獲得低滲透性之混凝土。若為工作度之考量，

22、亦可採用強塑劑 (plasticizer)，利用其減水功能而達到降低水灰比之目的。 (3)增加混凝土的保護層厚度。 (4)對混凝土採用特殊處理、如添加腐蝕抑制劑、塗裝 (如塗裝有機薄膜層，以形成阻水屏障) 等以降低鋼筋腐蝕之機率。 (5)對鋼筋採用防蝕塗裝：塗裝係將鋼筋與外界腐蝕因子隔離，可分為有機被覆和無機被覆。有機被覆係將油漆、玻璃纖維、或高分子材料等被覆於鋼筋表面；無機被覆則係以電鍍、熱浸等方式在鋼筋表面塗覆一層薄膜 (如環氧樹脂塗層或鍍鋅鋼筋等)。 (6)採用陰極防蝕措施。 (7)採用抗腐蝕合金，如不銹鋼等。 (8)若腐蝕為地下水酸化所致，則應設法確認污染源，並將此種污染源隔離或消除。

23、 (9)採取腐蝕監測系統，以追蹤腐蝕之發展過程，並瞭解其對結構整體性之影響。5.3 防腐蝕對策限於篇幅，本文無法逐一詳細討論前節所述之各種防腐蝕方法，此處僅就其中之混凝土材料及添加劑等進一步說明如下。(1) 混凝土材料事實上，影響混凝土耐久性的各種因素，都與混凝土本身的滲透性有關。無疑地，提高混凝土的抗滲性，是改善耐久性的關鍵，而水灰比又是影響抗滲性的主要因素。迉培云等人 3 指出，當水灰比大於0.6時，混凝土的滲透係數劇增，抗滲性顯著降低，如圖2所示。經驗顯示，最佳水灰比介於0.4 0.5之間，或甚至更低，可有效提高混凝土的耐久性。此外，水泥品種、水化程度、骨材最大粒徑及級配、附加劑品種、施

24、工及養護質量等，皆對混凝土之抗滲性有一定的影響。骨材表面、或甚至骨材內部含有氯離子者，都可能造成腐蝕問題；骨材的粒徑、形狀、與級配等，亦顯著影響混凝土之耐久性。水灰比滲透係數 (1014m/s)水灰比圖2混凝土的滲透係數與水灰比的關係來源：迉培云等人 3此外，亦需指出，混凝土在硬化過程中，易因溫度變化而產生體積收縮、或甚至開裂，而形成混凝土之滲水路徑 (通常指大於0.1mm以上)；因此，除了提高混凝土的抗滲性，同時須控制此種收縮裂縫。基於上述，可知即使已採用適當的防腐蝕設計，仍有需要對結構物進行長期定期檢視及維護。工程經驗證實，降低水泥中之C3A (即鋁酸三鈣，3CaO×Al2O3)

25、 含量、低水灰比、適當的水泥用量及優良的施工品質所形成之密實的混凝土，確具較佳之耐久性。國內通用之普通水泥C3A含量大致介於10 15% 之間，CNS規定II型水泥之C3A含量為8% 以下，型水泥之含量則為5% 以下。一般而言，海洋建築物之常用規格為：骨材最大粒徑為3/4 3/2in、水灰比低於0.5、常使用輸氣劑 (空氣體積約為3 5%)，也常採用II型抗硫水泥。國內濱海工業區之建築規範，通常亦規定採用II型抗硫水泥，以獲得較佳之耐久性歐洲國際混凝土規範 (1989) 對混凝土耐久性的要求，見表9。Bartholomew 6 建議對混凝土基樁之防腐蝕設計之一般原則，如表10所列。基樁的型式相

26、當重要，預鑄樁之混凝土相當密實，而反循環樁之密度通常較差，所以分別為最不易和最易受腐蝕者。Bartholomew 6 並進一步提出不同腐蝕條件下的常用水泥含量和水灰比之建議，如表11所示。(2) 混凝土附加劑礦物質附加劑，如優質粉煤灰、磨細爐渣、及其他卜作嵐 (Pozzolans) 材料等，皆可進一步降低混凝土之滲透性，從而提高耐久性。添加於混凝土之常用附加劑，並不一定有利於混凝土之耐久性，使用時應特別注意。附加劑主要分為四大類： 1.輸氣劑：物理性之輸入氣泡，每輸入1% 之空氣，可減少拌合水約2 4%，於降低滲透性之同時，可提高工作性及耐久性。 2.減水劑：在獲得某工作性之條件下，可以減少拌

27、合水量，因而降低水灰比。 3.緩凝劑：用來阻滯水化作用，有些摻合劑同時具緩凝及減水作用。 4.早強劑：可加速水化作用，而獲致早期高強度，最常用者為氯化鈣 ¾ 必須注意，溶解之氯離子可能對鋼筋造成腐蝕，故應避免使用。(3) 工程設計考量對於重要結構，進行腐蝕測試、採取適當防腐蝕對策、及定期檢查維修等，都是腐蝕控制之必要工作。此外，一般設計經常假設某一工址之平均腐蝕速率為某一特定值，事實上，這種假設並不一定正確；因為腐蝕是一種高度區域性的現象，有些位置的表9 歐洲混凝土規範對混凝土防腐蝕設計的規定混凝土的暴露級別暴露級別環境條件1. 乾燥環境一般房屋內部2. 潮溼環境a. 不凍濕度高的房

28、屋內部；室外構件；在無腐蝕性土質或水質中的構件b. 受凍受凍的室外構件；在無腐蝕性土質或水質中的受凍構件；濕度高並受凍的構件3. 潮濕環境受凍並受冰鹽作用的室內及室外構件4. 海水環境a. 不凍全浸或半浸於海水中或在浪濺飛沬區的構件；在飽含鹽分的空氣中的構件 (海岸地帶)b. 受凍全浸或半浸於海水中或在浪濺區並且受凍的構件；在飽含鹽分的空氣中並且受凍的構件下列各種級別可單獨發生，也可能與上述級別同時發生5.腐蝕性的化學環境 (氣體、液體或固體)a.微弱腐蝕性的化學環境：工業區腐蝕性的大氣環境b.中等腐蝕性的化學環境c.顯著或強烈腐蝕性的化學環境環境暴露級別與耐久性防護措施設計要求混凝土暴露級別

29、12a2b34a4b5a5b5c最大水灰比無筋混凝土0.70鋼筋混凝土0.650.600.550.500.550.500.550.500.45預力混凝土0.600.60最小水泥用量 (kg/m3)無筋混凝土150200200200鋼筋混凝土260280280300300300280300300預力混凝土300300300300300最小混凝土保護層厚度 (mm)鋼筋混凝土152025404040253040預力混凝土253035505050354050表10 混凝土基樁防腐蝕設計之一般原則 6要求或措施輕微腐蝕情形中等腐蝕情形顯著腐蝕情形強烈腐蝕情形 1.密實不透水之混凝土是是是是 2.普通波

30、特蘭水泥是是否否 3.抗硫水泥否是是是 4.其他特殊水泥或火山灰水泥否是是是 5.規定最少水泥用量及最大水灰比是是是是 6.特殊骨材是例如：於酸性環境中可使用石灰岩骨材 7.增加厚度作為犧牲層否祇採取此一措施並不可靠否 8.規定最小保護層厚度是是是是 9.使用永久外襯 鋼鐵否否否是 剛性PVC否否否是 柔性PVC否否否是10.於樁身或鋼筋使用塗裝 (如環氧樹脂、松脂、瀝青) 技術否否否是註：抗硫水泥指C3A含量低於5% 之水泥。表11 混凝土基樁防腐蝕設計之常用水泥含量及水灰比 6基樁型式正常或輕微腐蝕情形中等腐蝕情形顯著及強烈腐蝕情形預鑄樁450 475kg/m30.4 0.5450 475

31、kg/m30.4450 475kg/m30.4打擊式場鑄樁280 370kg/m30.25 0.6330 450kg/m30.3 0.55370 500kg/m30.3 0.45鑽掘樁300 450kg/m30.5 0.55350 450kg/m30.475 0.5380 500kg/m30.45 0.5以穩定液護孔，於水中澆鑄混凝土之場鑄樁 (如反循環樁)350 450kg/m30.5 0.6350 450kg/m30.475 0.5400 500kg/m30.43 0.45腐蝕速率可能是平均值的好幾倍。基於濱海環境變化的偶然性，或可設計多餘構件 (redundant member)，即使一

32、套受力構件受損，亦不致釀成大災。六、工程實例茲舉國內一抽砂造地而成之濱海工業區的建築工址為例，說明該鋼筋混凝土構造物之防腐蝕設計成果。本工址距離海岸約3公里，地下水位於地表下1.2 3.8m間變化，每月平均相對溼度約介於85% 97% 間。本建築之地下室深度為4m，即基礎幾全位於乾濕交替範圍內，就環境介質中之水及土壤而言，研判地下水為主要之腐蝕介質，故僅針對水質進行檢驗，而未進行土壤檢驗；此外，由於鄰近區域並無空氣污染情形，故亦未進行空氣分析。6.1 水質檢驗為瞭解地下水對於本工程鋼筋混凝土之腐蝕性，曾進行多次水樣採取暨檢驗工作，包括20餘種檢驗項目，礙於篇幅所限，無法一一列舉，僅將部分檢驗數

33、據列於表12，並摘要討論如下 1.pH值介於7.7 8.59之間，平均值為8.3 ¾ 此pH值對混凝土無腐蝕性。 2.氯鹽 (Cl) 含量介於2,527 6,769mg/l之間，平均為4,384mg/l ¾ 屬於弱至中等腐蝕性。 3.硫酸鹽濃度 (SO42) 濃度介於45 971mg/l，平均約514mg/l ¾ 對於鋼筋混凝土屬於弱腐蝕性。 4.游離氨離子(NH4+) 濃度皆低於1.14mg/l 對於混凝土不具腐蝕性。 5.鎂離子 (Mg2+) 濃度介於156 570mg/l，平均約347mg/l ¾ 對於混凝土不具腐蝕性。表12 中部一濱海工址之水質

34、檢驗部份結果井號採樣日期pH氯鹽mg/l硫酸鹽mg/l游離氨氮mg/l鎂離子mg/lF83/08/308.492527328ND15683/11/158.5926722560.2215784/02/088.540026000.2831784/05/107.95934451.14570S83/08/308.513996643ND30483/11/158.4242854470.4230584/02/088.348338190.5042184/05/107.767699710.60549註：ND表示偵測數值小於偵測極限綜合以上之分析，研判本工址之地下水水質對於鋼筋混凝土基礎具中等腐蝕性。6.2 防腐蝕設