混凝土耐久性影響因素及評估方法之研究

影響混凝土耐久性的因素可分為材料因素及環境因素。材料因素包括水灰比、水泥種類、骨材、礦物摻料（如飛灰、矽灰、爐石粉等）及添加劑等；而環境因素包括溼度、二氧化碳濃度、氯離子濃度及溫度。本研究利用多種試驗如混凝土抗壓強度試驗、吸水率試驗、快速氯離子滲透試驗、氯離子擴散試驗、氯離子溶液浸泡試驗、氣體滲透試驗、中性化深度試驗、混凝土電阻率試驗及電化學腐蝕試驗等來探討混凝土的耐久性。研究結果發現使用卜作嵐材料取代部分水泥之混凝土除具有較佳力學性質外，並有較低滲透性。其中矽灰比飛灰較為顯著；在相同取代量下，飛灰與爐石粉混合取代水泥之混凝土不管是抗壓強度、電荷通過量、擴散係數、電阻率及吸水率等均優於單以飛灰取代水泥之混凝土。水灰比相同而水泥用量不同時，混凝土之孔隙隨水泥用量降低而增加；當粗骨材粒徑較大時，混凝土之氣體滲透係數與氯離子擴散係數也相對增加，因此不能單以抗壓強度做為混凝土耐久性評估指標。另研究結果也顯示水灰比高者中性化（碳化）速率較快，且中性化速率隨著二氧化碳濃度提高而上升；在相同二氧化碳濃度加速作用下，相對濕度為55%時，混凝土中性化速率較快且飛灰取代水泥量20%之試體中性化深度較其他試體深。中性化混凝土試體的抗壓強度、劈裂強度、氧氣滲透係數及電阻係數皆提高，而吸水率、電荷通過量皆降低並隨著飛灰取代水泥量的增加而減少；另腐蝕速率隨著中性化時間的增加而增加。