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鋼筋混凝土維修簡介

鋼筋混凝土維修簡介. 李釗 國立中央大學土木系. 目視症狀猜原因 實驗室輔助判定 檢測程度與範圍 填縫補洞面加鋪 選擇材料看緣份 妥定程序成一半 析晶 鹼質與粒料反應 鋼筋腐蝕. 混 凝 土 結 構 物 修 補 流 程. 破壞症狀. 狀況評估. 判斷原因. 選定修補材料和方法. 準備規範. 執行修補工作. 鋼筋混凝土 劣化型態、成因與改善方法. 裂縫型態. 形成原因. 改 善 方 法. 大而不規則或與邊成特定角度或貫穿結構物. 結構性裂縫 支撐不良 超載 反覆荷重. 改變設計斷面 加強支撐 補強 限制載重.

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Presentation Transcript

  1. 鋼筋混凝土維修簡介 李釗 國立中央大學土木系

  2. 目視症狀猜原因 實驗室輔助判定 檢測程度與範圍 填縫補洞面加鋪 選擇材料看緣份 妥定程序成一半 析晶 鹼質與粒料反應 鋼筋腐蝕

  3. 混 凝 土 結 構 物 修 補 流 程 破壞症狀 狀況評估 判斷原因 選定修補材料和方法 準備規範 執行修補工作

  4. 鋼筋混凝土 劣化型態、成因與改善方法

  5. 裂縫型態 形成原因 改 善 方 法 大而不規則或與邊成特定角度或貫穿結構物 結構性裂縫 支撐不良 超載 反覆荷重 改變設計斷面 加強支撐 補強 限制載重 劣化型態、成因與改善方法

  6. 剪力裂縫 撓曲裂縫

  7. 裂縫型態 形成原因 改 善 方 法 大而有規則之間距 收縮裂縫 水分蒸發速率 配合設計 熱裂縫 水化放熱 溫度上升與改變速率 劣化型態、成因與改善方法

  8. 收縮裂縫 垂直長邊 平行束制方向

  9. 乾燥收縮 混凝土在乾燥的環境會持續緩慢的失水乾燥，而產生乾燥收縮的現象。 　水灰比高、水泥用量多、 　骨材用量少、含水量高、 　構件尺寸大、相對濕度低、 　 乾燥時間長→→收縮量大

  10. 裂縫型態 形成原因 改 善 方 法 細且稍有規則的平行版邊，或與風向垂直 塑性收縮 配合設計 表面防護 提早養護 劣化型態、成因與改善方法

  11. 塑性收縮

  12. 沉陷裂縫

  13. 塑性收縮 新拌混凝土的失水速率大於泌水速率時，固體顆粒間會產生負的毛細壓力使體積收縮的現象。多發生在大面積的混凝土施工。 裂縫型態 較細且不深的網狀裂縫 平行版邊、平行束制方向、或垂直風向的裂縫。

  14. 塑性收縮 預防方法 針對失水過快的原因進行防護 掌握適當的粉光時機 適當的時機提前進行養護

  15. 裂縫型態 形成原因 改 善 方 法 細且有規則之地圖狀裂縫，可能裂縫不深 過度泌水 泌水停止再抹光 避免過度抹光 塑性收縮 配合設計 表面防護 提早養護 劣化型態、成因與改善方法

  16. 過度泌水 網狀塑性收縮

  17. 裂縫型態 形成原因 改 善 方 法 粗且有規則之地圖狀裂縫，有膠體流出 鹼質與粒料反應 使用低鹼水泥 避免用活性骨材 使用波蜀蘭物質 做好防水 劣化型態、成因與改善方法

  18. 鹼質與粒料反應

  19. 海外版 剛性鋪面之鹼質與粒料反應 本土版

  20. 裂縫型態 形成原因 改 善 方 法 平行版邊或控制縫邊緣(Ｄ─裂縫) 使用多孔骨材、含水量過高、受凍融影響 骨材吸水率 混凝土含氣量 骨材最大粒徑 劣化型態、成因與改善方法

  21. D-Cracking

  22. 裂縫型態 形成原因 改 善 方 法 沿鋼筋位置之裂縫或有銹水流出 鋼筋腐蝕 適當的保護層以減少氧和水分滲入 控制氯離子含量 劣化型態、成因與改善方法

  23. 裂縫型態 形成原因 改 善 方 法 混凝土表面剝蝕 硫酸鹽侵蝕 配合設計 水泥種類 使用礦物摻料 劣化型態、成因與改善方法

  24. 實驗室調查 岩相分析 化學分析 物理分析

  25. 非破壞性檢驗 反彈錘法 貫入探針法 斷裂試驗法 拉拔試驗法 直接拔出試驗法 共振頻率法 應力波法 超音波波速檢測法 　敲擊回音法 短波雷達法

  26. 非破壞性檢驗 • 紅外線溫度感測法 • 射線法 • 磁電法 • 保護層量測儀 • 混凝土電阻係數量測 • 半電池電位量 • 腐蝕速率測量

  27. 選擇維修材料與黏結

  28. 維修材料 – 混凝土底材 緣份、默契、同步變化 相容性

  29. 尺寸變形相容 乾燥收縮 化學性質相容 熱膨脹 維修材料與混凝土底材之相容性 電化學特性相容 潛變 滲透性相容 彈性模數 斷面形狀 維修材料與混凝土底材的相容性

  30. ER＜EC ER＞EC ＥＲ ＥＣ 彈性模數 (E) 彈性模數高 → → 變形低 承重構件：維修材料≒混凝土底材

  31. 彈性模數 (E) 非結構性維修：選用較低彈性模數維修材料，有助於減低張應力，可降低修補材料開裂與脫層現象發生的機率。

  32. TR＞TC 維修材料 (TR) 混凝土底材 (TC) TR＜TC 熱膨脹係數 (T) 維修材料收縮→開裂，膨脹→屈曲或剝落

  33. 熱膨脹係數 (T) 聚合物 → 6~14倍混凝土底材 聚合物+粒料 → 1.5~5倍混凝土底材 僅適用於溫度變化不大處 變形宜同步

  34. 乾縮行為 (S) SC≒0，SR＞0 SR SC 混凝土底材不收縮

  35. 乾縮行為 控制維修材料的乾縮行為： (1) 降低水膠（灰）比； (2) 增加粗粒料粒徑及用量； (3) 添加減縮劑（無收縮劑）； (4) 採用降低收縮的施工程序，如乾填混 　　凝土和預置粒料混凝土； (5) 適當的養護方法。

  36. 潛變 (C) CC≒0，CR＝0 CＣ CＲ

  37. 潛變 結構性維修： 維修材料的潛變宜與混凝土底材相近。 非結構性維修： 維修材料的潛變高較有利，因張力潛變可產生應力鬆弛減少發生裂縫的機會。

  38. 滲透性 混凝土內水分往表面移動，若維修材料不透氣，水分或水氣封閉在維修面，易使秥著失效。在大多數的修補，低吸水性與高水氣傳遞特性之材料是需要的。 透氣不透水

  39. 化學性質 高鹼保護鋼筋。

  40. 維修材料結合機理 互鎖作用 抗剪結合 抗剪結合機理 互鎖作用及化學結合力 抗拉結合 抗拉結合機理

  41. 增加維修材料結合性 確實清潔維修面，避免粉塵附著。 形成粗糙的維修面，增加互鎖效果。 在維修面形成開放的孔隙結構。 足夠的漿體，吸附及進入孔隙系統。 施加足夠的壓力，以密切結合。

  42. 版塊部份深維修

  43. 版塊部份深維修

  44. 版塊部份深維修

  45. 析晶現象 混凝土 蒸發 水 碳酸鈣 溶解 氫氧化鈣 CO2＋Ca(OH)2→ CaCO3＋ H2O

  46. 析晶現象改善對策 降低混凝土滲透性，減少裂縫 防止水分滲入或滲出 稀鹽酸與清水清洗 CaCO3 + HCl→CaCl2 + CO2

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