以高氯離子混凝土建築物驗證長期腐蝕預測模型之適用性

Abstract

現行鋼筋混凝土耐震評估未針對濱海地區受鹽害侵蝕之建築物或高氯離子建築物等耐久性疑慮之結構進行力學性能上的折減，而耐震評估之力學性能折減最主要是考量鋼筋腐蝕後有效面積減少及握裹應力下降，而最重要的參數為「鋼筋重量損失率」。鋼筋重量損失率受鋼筋號數、結構物齡期等因素影響，無法直接量化與氯離子濃度之關係，故本研究使用法拉第定律將其轉換為腐蝕電流密度後，進行後續實驗與分析。 本研究透過混凝土中添加氯鹽加速劣化實驗修正巫孟霖(2020)建立之長期腐蝕預測模型，並於現地高氯離子混凝土建築物取樣進行相關實驗。取樣後以鑽心試體之氯離子濃度與鋼筋真實腐蝕電流密度驗證長期腐蝕預測模型之適用性。同時於混凝土中添加氯鹽加速劣化實驗修正巫孟霖(2020)提出之現地量測腐蝕電流密度修正式，並以腐蝕電流密度量測儀GalvaPulse量測海砂屋取樣之版構件驗證之。混凝土添加氯鹽加速劣化試驗與高氯離子混凝土建築物現地取樣試體均進行酸溶法與水溶法兩種氯離子滴定試驗，探討混凝土中總氯離子與游離型氯離子之比例關係。 由實驗及分析結果顯示，現地梁構件與版構件之應用長期腐蝕預測模型於均方根誤差分別為0.877μA⁄cm^2 及0.374μA⁄cm^2 ，預測重量損失率平均誤差為5.68%；現地量測腐蝕電流密度受試體表面油漆塗層與混凝土保護層厚度影響腐蝕電流密度量測，在剔除影響因素後，以GalvaPulse量測後推算之重量損失率誤差約1.01%至5.44%，平均重量損失率誤差為3.27%；混凝土中氯離子固結比例受水灰比影響，水灰比0.48及水灰比0.6試體之總氯離子與游離型氯離子比值分別為1.34與1.12。實驗及分析結果初步確認修正後之長期腐蝕預測模型可應用於高氯離子混凝土建築物上，並能合理估算量化鋼筋重量損失率，作為之後耐震評估模型之參考。