《台北市高氯离子混凝土建筑物鉴定手册(草案)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《台北市高氯离子混凝土建筑物鉴定手册(草案)（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1臺北市高氯離子混凝土建築物鑑定手冊 一、 適用範圍本鑑定手冊參考經濟部標準檢驗局於 83年 7月 22日修訂之 CNS 3090 A2042(預拌混凝土)，及 87年 6月 25日修訂之 CNS 3090 A2042(預拌混凝土)等國家標準，訂定本鑑定手冊之適用範圍如下：1、建築物結構體之硬固結構混凝土中最大水溶性氯離子含量超過 0.6kg/m3。2、建築物結構體之硬固結構混凝土中最大水溶性氯離子含量介於 0.3kg/m3至0.6kg/m3之間，且有明顯之高氯離子混凝土建築物相關之損害現象或不符原設計安全需求者。若鑑定標的物屬高氯離子混凝土建築物，其後續處理有向主管機關申請加勁補強補助費或放
2、寬重建容積率比例等需求者，尚須符合下列法規之規定：1、台北巿高氯離子混凝土建築物善後處理自治條例。2、臺北市政府辦理高氯離子混凝土建築物善後處理準則。二、 鑑定依據1. “結構混凝土設計規範” ，內政部民國 91 年 6 月 27 日台內營字第 0910084633號令 訂 定 ，民國 92 年 1 月 1 日實施。2. “結構混凝土施工規範”，內政部民國 91 年 7 月 8 日第 0910084735 號 令 訂定 ，民國 92 年 1 月 1 日實施。3. “混凝土工程施工規範與解說”(土木 402-96a)第 17.5.5節，中國土木水利工程學會，2007 年 10 月。4. 國家標準
3、“CNS 3090 A2042 (預拌混凝土)”第 19 節( 新拌混凝土中最大水溶性氯離子含量規定)表 10，民國 83 年 7 月 22 日修訂。5. 國家標準 “CNS 3090 A2042(預拌混凝土)” 第 19節(新拌混凝土中最大水溶性氯離子含量規定)表 10，民國 87年 6月 25日修訂。6. 國家地震工程研究中心鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估分析方法(NCREE) (推垮分析) 。7. 內政部建築研究所鋼筋混凝土建築物耐震能力評估系統(SERCB) (推垮分析)。三、 鑑定工作內容及方法鑑定機關(構)受託辦理高氯離子混凝土建築物鑑定時，所作之試驗工作須委由經財團法人全國認證
4、基金會(TAF)認證合格之機構為之。其鑑定內容2應符合下列鑑定原則：1. 各樓層混凝土檢測取樣數至少每 200 平方公尺一個，每樓層不得少於 3 個。2. 損害調查：(1) 損害現況紀錄及照相。(2) 裂縫量測：含裂損狀況、裂縫寬度及長度。3. 檢測項目應包括下列事項：(1)鋼筋檢測：目視檢測或斷面量測為主，必要時增加腐蝕速率檢測。(2)混凝土檢測：抗壓強度、氯離子含量、中性化深度及鋼筋保護層厚度檢測。3.1 損害調查將各樓層之白華、析晶、混凝土剝離或剝落、裂損狀況(註明裂縫寬度、長度) 及鋼筋銹蝕狀況等損害現象，以損害現況調查表、照片及平面、立面( 視需要) 位置圖等逐項記載標示，作為損害狀
5、況分佈位置及損害等級研判之依據。於進行結構安全評估、修復補強設計，及耐震能力詳細評估作業時，應分層分區研判裂損狀況對耐久性及安全性之折減係數。3.2 鋼筋檢測鋼筋檢測項目包含目視檢測及斷面量測，必要時增加腐蝕速率檢測。鋼筋檢測之目的係為了解鋼筋剩餘有效斷面積及鋼筋握裹應力之折減係數之判斷依據。鑑定標的物經由鋼筋剩餘斷面積量測，及目視檢測觀察鋼筋保護層爆裂剝落、鋼筋腐蝕外露、順筋向裂縫等現象，研判鋼筋腐蝕狀況。鋼筋剩餘有效斷面積量測，在安全評估之應用時，得採板、梁及柱等構材，分別分層、分區或分構材估計足以代表該區構材之折減係數應用之。3.2.1 目視檢測目視檢測除觀察鋼筋保護層爆裂、剝落、鋼筋腐
6、蝕外露、順筋向裂縫等現象之位置及數量，研判鋼筋腐蝕狀況外，若混凝土表面外觀無明顯異常時，可3以小鐵錘輕敲混凝土表面，藉由聲音判斷鋼筋保護層是否有剝離狀況。3.2.2 鋼筋斷面積量測鋼筋剩餘斷面積量測，其目的係為了解鋼筋剩餘有效斷面積，作為修復補強或耐震能力詳細評估之參考。量測時須局部打除鋼筋周邊混凝土，以便正確判斷鋼筋剩餘斷面積。量測所得之鋼筋剩餘斷面積尚須扣除表層已銹蝕無效之部份。於進行結構安全評估、修復補強設計，及耐震能力詳細評估作業時，鋼筋有效斷面積折減係數得依不同構件，分層分區作判定。3.2.3 鋼筋腐蝕電位及腐蝕速率檢測因高氯離子混凝土建築物均係已有產生明顯之損害現象，因此再作鋼筋腐
7、蝕電位及腐蝕速率檢測項目，未必比目視檢測結果準確。因此若經由鋼筋剩餘斷面積量測，及目視檢測所觀察到之鋼筋保護層爆裂剝落、鋼筋腐蝕外露、順筋向裂縫等現象，已足夠研判鋼筋腐蝕狀況之等級時，則鋼筋腐蝕速率檢測項目可免作；若上述鋼筋剩餘斷面積量測，及目視檢測結果不足以研判鋼筋腐蝕狀況之等級時，則視需要增作腐蝕速率檢測項目。鋼筋腐蝕電位檢測結果依據 ASTM C-876之建議，參考電極以銅/硫酸銅(Cu/CuSO4) 作為電解液來量測。鋼筋腐蝕機率檢測結果應依腐蝕狀況，依不同構件分層分區作判定。腐蝕電位(mV)對腐蝕速率的簡易判定表(ASTM C876-91)如下：銅硫酸銅（Cu/CuSO 4）(電位)
8、mV腐蝕機率 (%)大於 -200 小於 10 %-200 至 -350 間 不確定小於 -350 大於 90%另依據 John P.Broomfield Corrosion of Steel in Concrete, 1 st ED.,E & FN Spon,London,1997之研究，腐蝕電流與鋼筋(瞬間)腐蝕速率(假設腐蝕速率固定不變)之判定基準可參考下表2010，翁榮洲： 4以電化學方法求得腐蝕電流，再代入法拉第定律可求出腐蝕速率。此外，亦可以附有轉換計算功能之檢測儀器或其他檢測方法，直接量測鋼筋腐蝕速率。3.3 混凝土檢測混凝土鑽心試體抗壓強度試驗結果，於進行結構安全評估、修復補強
9、設計，及耐震能力詳細評估作業時，直接以抗壓強度試驗所得之各層平均值，作為分析評估用之結構混凝土抗壓強度。3.3.1 抗壓強度各樓層結構混凝土鑽心取樣數量至少每 200 平方公尺一個，每樓層不得少於 3 個。各樓層取樣位置須均勻分佈，不得集中同一處。取樣過程避免遭受含有氯離子之物質污染(例如含氯自來水或人體汗水) 。鑽心取樣前，須先用儀器掃瞄避開鋼筋位置，取樣位置以小梁為主，事後須以無收縮水泥砂漿確實填滿回補。依現行 (94 年 5 月 13 日修訂) CNS 1238 之規定：承載構件之抗壓強度試驗用鑽心試體的最小直徑為 94mm，非承載構件鑽心試體或鑽心試體之長徑比 ( LD ) 小於 1
10、時，試體直徑可小於 94mm 。本手冊建議鑽心試體尺寸有影響結構安全之疑慮時，指定試驗者本其專業判斷，試體直徑可小於 94mm，惟不得小於 50mm，且須大於粗骨材最大粒徑之 2 倍。參照中國土木水利工程學會(土木 402-94a)混凝土工程施工規範與解說第 17.5.5 節之規定：鑽心試體於完成鑽取後，應立即拭去表面水分並放置於水密性之袋子或容器中，以便運送或存放。除非經鑑定者核可，鑽心試體應於鑽取 48 小時以後至 7 日前，按 CNS 1238 之規定進行試驗。鑽心試體直徑與高度腐蝕電流（ A/ cm2） 腐蝕程度小於 0.1 無0.1 0.5 輕微0.5 5 中度大於 5 嚴重5比未能
11、符合 1：2 之規定時，抗壓強度值須乘上修正係數。3.3.2 氯離子含量硬固結構混凝土中最大水溶性氯離子含量是否符合規定之判定基準為依據民國83年7月22日修訂之國家標準CNS 3090 A2042(預拌混凝土)第19節( 新拌混凝土中最大水溶性氯離子含量規定)表10所規定一般鋼筋混凝土須小於0.6kg/m3(依水溶法) ，該表之備註欄亦註明：超過0.3 kg/m3至0.6kg/m 3時，鋼筋須做防蝕處理；民國87年6月25日修訂公佈之CNS 3090 A2042(預拌混凝土)第 19節(新拌混凝土中最大水溶性氯離子含量規定)表10規定鋼筋混凝土須小於0.3kg/m 3(依水溶法 ) 。因此若
12、建築物之硬固結構混凝土中最大水溶性氯離子含量介於0.3kg/m 3至 0.6kg/m3之間，且有明顯之 高氯離子混凝土建築物相關之損害現象 ， 亦屬本鑑定手冊之適用範圍。氯離子含量檢測之試體數至少同 2.4.2.1節抗壓強度取樣數量之規定，氯離子含量檢測試樣採取混凝土抗壓強度試驗後之粉碎物，應避免取自表面受鑽心冷卻水稀釋或污染過之處，以免影響檢測之準確度。若採用鑽頭鑽取粉末作為試體，為免鑽到較多之粗骨材或較多之水泥砂漿，須以附近3處以上粉末試體拌合後作為單一氯離子含量檢測試體，以降低檢測結果之變異性。3.3.3 中性化於進行結構安全評估、修復補強設計，及耐震能力詳細評估作業時，應針對混凝土中性
13、化深度分層分區評估其對鋼筋耐久性之影響程度來判定耐久性之折減係數。造成中性化最主要的原因是外界環境中的侵蝕性氣體進入混凝土孔隙中與水泥水化反應生成物氫氧化鈣 (Ca(OH)2) 產生反應，侵蝕性氣體，例如二氧化碳(CO 2)、二氧化硫(SO 2)、硫化氫(H2S) 、氟化氫(HF)等皆會與混凝土發生化學反應。二氧化碳與混凝土內的氫氧化鈣反應成碳酸鈣(CaCO 3)與水，碳酸鈣溶解度遠比氫氧化鈣低，且水溶物呈弱鹼性，所以會降低孔隙水溶液的pH值。當混凝土中所有的氫氧化鈣發生中性化反應，則pH值將下降至8.3以下，此時鋼筋表面鈍態保護膜將呈不穩定狀態。當混凝土內的孔隙水溶液由鹼性降低成中性後，鋼筋
14、所釋出的離子與混凝土中的氧反應成FeO，因FeO 多孔鬆軟無法保6護鋼筋，於是鋼筋在中性化環境中持續腐蝕。混凝土中性化是由外向內漸進侵入，當中性化到達鋼筋表面時，即易造成鋼筋腐蝕現象。通常鋼筋在混凝土高鹼性 (約pH12.513.6)之環境下，鋼筋表面形成鈍態保護膜，使鋼筋與外界隔離，具有保護鋼筋不被腐蝕之作用(鈍態保護膜可以穩定存在的pH值為10.5)。當混凝土內pH 值較高時，則產生鈍態保護膜之反應較強，則混凝土內可容許較多的氯離子含量存在；反之，若中性化作用致使混凝土內之pH值降低，則氯離子破壞鈍態保護膜之作用較易進行。pH 值與氯離子濃度對鋼筋腐蝕之影響見下圖所示建研所 (2010)既
15、有RC 結構物鋼筋腐蝕量測技術。混凝土鑽心試體於現場表面陰乾後，應立即進行中性化深度試驗，參考RILEM CPC-18所建議之方法為在濃度為70% 的乙醇溶液中加入1% 的酚酞指示劑，噴灑於鑽心試體表面上，然後看顏色的變化來決定混凝土內的碳化前緣。酚酞是一種酸鹼指示劑，pH值大於9.2以上時會由無色轉為紅色，因此試體未中性化時會呈紅色，以此可以分辨混凝土是否已出現中性化。中性化深度量測時須扣除粉刷表層厚度。73.3.4 保護層厚度量測當混凝土構材之中性化深度達鋼筋表面時，即會破壞鋼筋表面的鈍態保護膜，造成鋼筋腐蝕，因此鋼筋保護層厚度若不足，則可能會提前產生使鋼筋腐蝕。鋼筋保護層厚度之量測可以利
16、用電磁感應原理探測鋼筋位置及鋼筋保護層厚度，其可探測之最大深度約為100mm 。於進行結構安全評估、修復補強設計，及耐震能力詳細評估作業時，應以分層分區方式研判保護層厚度對構件內鋼筋之折減係數。四、 耐震能力詳細評估建築物結構體之硬固結構混凝土中最大水溶性氯離子含量超過 0.6kg/m3，或最大水溶性氯離子含量介於 0.3kg/m3至 0.6kg/m3之間，且有明顯之高氯離子混凝土建築物相關之損害現象，應依國家地震工程研究中心鋼筋混凝土建築物耐震能力詳細評估分析方法(NCREE) 及內政部建築研究所鋼筋混凝土建築物耐震能力評估系統(SERCB)等之推垮分析評估方法進行耐震能力詳細評估。耐震能力詳細評估分析模式中，除隔戶牆外，不得計入非結構牆之貢獻。 因新建築物預計使用年限為 50 年，而 50 年超越機率為 10即為回歸期475 年，設 475 年為制定設計當時的地震水平加速度的標準，則對既有建築物而言，預計剩餘使用年限不
