涂膜養(yǎng)護劑對混凝土抗壓強度之影響.

1、清雲(yún)土木工程及物業(yè)管理研討會中華民國96年5月4日Civil Engin eeri ng and Property Man ageme nt Con fere nee 2007塗膜養(yǎng)護劑對混凝土抗壓強度之影響2徐華鴻、陳建宏黃啟政、邱銘?zhàn)┣咫?yún)科技大學土木工程系學生陳德成、徐瑞宏清雲(yún)科技大學土木工程系講師Tel:(03)4581196-5707,5711E-mail: .tw摘要本研究主要探討使用內(nèi)含石臘成分之養(yǎng)護劑養(yǎng)護混凝土，進而探討對混凝土力學性質(zhì)之 影響。在相同之水灰比的混凝土試體，分別用傳統(tǒng)濕潤養(yǎng)護法與塗用含石臘型養(yǎng)護劑進行養(yǎng) 護

2、，並利用抗壓強度試驗，評估內(nèi)含石臘成分之養(yǎng)護劑對混凝土工程性質(zhì)之影響。依據(jù)現(xiàn)有部分試驗完成數(shù)據(jù)，塗封內(nèi)含石臘成分之養(yǎng)護劑與標準養(yǎng)護法抗壓強度上並沒 有相當顯著的差異，不過在工程方面上卻有不小的發(fā)展空間。關鍵字：抗壓強度試驗、傳統(tǒng)濕潤養(yǎng)護法、石臘型養(yǎng)護劑清雲(yún)土木工程及物業(yè)管理研討會 中華民國 96 年 5 月 4 日Civil Engineering and Property Management Conference 2007一、前言混凝土的養(yǎng)護工作 ，對混凝土本質(zhì)有相當程度的 影響，然而影響?zhàn)B護因素如何，養(yǎng)護的技術(shù)如何，及 養(yǎng)護方法的利弊得失，瞭解養(yǎng)護的重要性，自然會重 視養(yǎng)護工作，達到品質(zhì)

3、保證的目的。本專題亦探討使 用內(nèi)含石臘成分之養(yǎng)護劑對混凝土有何等的影響，及 強度的變化。養(yǎng)護 被稱之為 養(yǎng)生，係 來自英文字 cure ，事實上按照混凝土生產(chǎn)過程應為care ，即養(yǎng)護 ，也就是混凝土澆置完成後，小心加以保 護之成長確保強度之意，而非老人需加以保護維生之 養(yǎng)生?；炷凉こ讨?，養(yǎng)護工作的合宜性，被認 為對混凝土工程有相當程度的影響性，因為混凝土中 所含的水泥，其強度發(fā)展係以水化反應成長，而水化 需仰賴充分水量的供應，如果缺乏足夠水分，則水化 甚至將終止，內(nèi)部裂縫孔隙增多使強度減低。然而到 底養(yǎng)護對強度之成長，影響程度有多少?其養(yǎng)護最低界限的理解，都應是有助於施工品管及施工設計 規(guī)

4、範所需的。所以充分認知養(yǎng)護的主要因素以及這些 因素對混凝土的影響性，都是混凝土品質(zhì)保證工作要 學習的。而養(yǎng)護工作涉及施工進度，與傳統(tǒng)施工方法 可能有些差異，這都是造成施工品質(zhì)不佳的因素之 一，改良傳統(tǒng)施工養(yǎng)護法，達到最佳化品質(zhì)設計的方 向，為本專題主要探討的部分。而實驗中我們試用了 一種石臘型養(yǎng)護膜來養(yǎng)護混凝土，比較與石灰水養(yǎng)護 法強度有何差異。本研究著重於探討國內(nèi)較常用的一種石臘成分 之養(yǎng)護劑，並參照 ASTM或 CNS及廠商所提供資料， 對不同之養(yǎng)護方法，分別以傳統(tǒng)之養(yǎng)護法即濕潤養(yǎng)護 法試驗其 28 天抗壓強度，再以相同配比作用相同水 灰比之試體塗上養(yǎng)護劑，放置於不同地點進行養(yǎng)護， 試驗其

5、對混凝土之強度品質(zhì)影響。主要試驗變數(shù)包括 養(yǎng)護方法、放置地點以及溫度影響，並分別進行控制 組與塗封材料養(yǎng)護以及抗壓強度試驗。二、文獻回顧2- 1 一般大氣中養(yǎng)護大氣中之養(yǎng)護，指的是將混凝土置放在空氣中養(yǎng) 護的方法，此為最通俗的做法，但也是最容易被疏忽 的部份，因此常造成強度劣化問題，所以必須要瞭解 影響?zhàn)B護的因素，才能找出保障的對策。養(yǎng)護對強度 發(fā)展之影響性，濕潤養(yǎng)護時間不夠是會對強度產(chǎn)生劣 化的結(jié)果，而且隨時間增長而加劇，可見妥為養(yǎng)護的 必要性，一般濕潤養(yǎng)護 7 天之混凝土強度可達全程濕 潤養(yǎng)護混凝土強度的 85%，為規(guī)範要求之濕潤養(yǎng)護期 限。以下為養(yǎng)護狀況、溼度、溫度之影響。2- 2 養(yǎng)護

6、環(huán)境的影響1. 間歇養(yǎng)護在實際施工作業(yè)中，由於工作環(huán)境、時程控制及 施工放樣的習性，無法進行經(jīng)常性的養(yǎng)護，以致混凝 土受到濕潤及乾燥反覆作用，造成結(jié)構(gòu)體內(nèi)部產(chǎn)生裂 縫，以致逐漸使混凝土失去整體性，甚至滲漏的狀況 發(fā)生?；炷寥绻?jīng)過持續(xù)性的濕潤養(yǎng)護，理論上強 度是不斷地滋長的，但是如果只濕潤養(yǎng)護數(shù)天，就被 放置大氣中，則隨時間水分蒸散，表面產(chǎn)生裂縫，強 度有漸次下降的趨勢，此點更指出隨著乾燥的持續(xù)， 水分不斷的蒸發(fā)擴散，裂縫持續(xù)產(chǎn)生問題是必須重視 的，相同的，對高性能混凝土亦是適用的。然而如果 乾燥後又加以養(yǎng)護，此刻混凝土表面膨脹，而內(nèi)部水 分尚未深入，則會產(chǎn)生內(nèi)部裂縫此將造成進一步裂縫 的蔓

7、延，所以適當?shù)酿B(yǎng)護是很重要的。2. 相對溼度的改變養(yǎng)護溼度對混凝土性質(zhì)的影響，端視溼度對毛細管孔的影響程度而定，如果養(yǎng)護溼度低於80%時，水化會終止外，另外也會因毛細孔水的失去而產(chǎn)生裂 縫。3. 養(yǎng)護溫度的影響?zhàn)B護溫度對混凝土的影響，可由利及弊二方面來 思考。利：為養(yǎng)護溫度的提高，可加速水泥的水化速率，當 然可促使強度早期發(fā)展。弊：為高溫下，水泥漿體內(nèi)各種結(jié)晶物與骨材，隨溫 度有不同的變形，產(chǎn)生溫度差異變形應力，造成 晶面劣化現(xiàn)象，其情形類似在界面產(chǎn)生裂縫的現(xiàn) 象，尤其有骨材存在的環(huán)境下，這種現(xiàn)象會更加 明顯。2-2-1 養(yǎng)護方法的影響如前述，養(yǎng)護對水泥漿體及混凝土品質(zhì)的影響甚 鉅，透過濕潤養(yǎng)

8、護的工作，主要目的即在防止水分的 散失，其方法可區(qū)分為：1. 水養(yǎng)護法：將混凝土浸潤於水中，如此當然充分供 應水分，而無失水之煩惱，這類養(yǎng)護法有儲水 法，噴水法，灑水法 或飽和覆蓋物法 等。2. 封面養(yǎng)護法：為遮蓋表面，減少水分蒸發(fā)，此類封 面養(yǎng)護法有防水紙，塑膠布養(yǎng)護膜等。2-3某大陸工程養(yǎng)護劑使用實例5傳統(tǒng)的混凝土濕潤養(yǎng)護方法，因用水量大，需要 大量的草袋和人員，不停地澆水，現(xiàn)場拉的橡膠管更Civil Engineering and Property Management Conference 2007 是跑、冒、滴、漏，有些地方亂得像蜘蛛網(wǎng)，污水到 處流淌，不便於現(xiàn)場清潔管理，也影響到其

9、他工程的 作業(yè)，如電工佈管佈線等。即便如此，百密有一疏， 現(xiàn)場作業(yè)面太大，難免有控制不到之處，還會產(chǎn)生品 質(zhì)不良之混凝土的問題。在大陸有一工程占地面積二十萬坪，建築面積 十二萬坪，多為帶地下室的工業(yè)平房，現(xiàn)澆混凝土量 極大，包括三萬多坪的室外混凝土道路等，按公司各 合資方及市政府的要求，土建及安裝工程要在一年內(nèi) 完成?；炷恋臐仓昧?，初略估計不下於三十萬坪， 這期間的混凝土養(yǎng)護工作量有多大，由此可見一般， 如果稍有疏忽，混凝土的品質(zhì)就不能得到保證。經(jīng)過 工頭會同承包單位共同向上海及南京的建築材料研 究單位請教，了解到可以用混凝土養(yǎng)護劑養(yǎng)護法，並 解決了所有難題。2-4 養(yǎng)護劑原理將混凝土養(yǎng)護劑

10、噴塗到澆築完畢的混凝土表 面，可形成封閉層，使混凝土表面的毛細孔與外界隔 絕，混凝土內(nèi)部的水分不致蒸發(fā)散失，以保證混凝土 內(nèi)部的水化反應持續(xù)進行，達到設計的強度要求。由 這點看來，養(yǎng)護劑養(yǎng)護法與濕潤養(yǎng)護法所達到的效果 是同樣的，但前者有下列顯著的優(yōu)點：方便簡易，或 節(jié)省勞動力和水資源，對其它工程程序的影響小。2-4-1 養(yǎng)護劑選用經(jīng)調(diào)查 ， 混凝土養(yǎng)護劑材料大致可有以下幾種：1. 以石臘為主要成分的養(yǎng)護材料。2. 以氯化橡膠為主要成分的養(yǎng)護材料。3. 以樹脂為主要成分的養(yǎng)護材料。4. 以醋酸乙烯樹脂為主要成分的養(yǎng)護材料。根據(jù)國外統(tǒng)計資料，其中第1、2 兩種材料有較好的養(yǎng)護效果，保水能力，增加抗

11、壓強度，及在減少 混凝土收縮等方面均較優(yōu)良。2-5 H品牌養(yǎng)護劑62-5-1 產(chǎn)品來源經(jīng)我們詳細的找尋網(wǎng)路上養(yǎng)護劑產(chǎn)品資料，最後 終於找到了一家位於臺中專門研究混凝土補強及養(yǎng) 護劑的化學摻料製造廠商，在他們產(chǎn)品名單裡包含我 們所需要以石臘為主要成分的養(yǎng)護材料，並與他們連 絡取得了養(yǎng)護劑。2-5-3 物理性質(zhì)CP550酸鹼值：中性，乳白色液體100%水溶性。2-5-4 特性說明1. H 養(yǎng)護劑不刺激皮膚 、無惡臭，不會造成皮膚過敏 。2. 適用於高、低溫環(huán)境(5 C 50C),室內(nèi)、外皆可使用。3. 不發(fā)霉，噴灑自如，不阻塞噴嘴。4. 水溶性乳化液，具優(yōu)異之加水稀釋性。5. 可有效抑制水份揮發(fā)。

12、6. 不具可燃性。7. 不污染混凝土。2-5-5 使用量每公斤噴灑 9.6m22-5-6 使用方法1. 使用時需充份攪拌均勻。2. 以噴灑方式作業(yè) (AIR SPRAY)需將表面積完全噴 灑或塗抹至濕潤狀。3. 應於混凝土初凝完成後、水紋消失時，立即噴灑 H 養(yǎng)護劑。2-5-7 注意事項1. 加水稀釋後應充分攪拌均勻，再行施工。2. 若因施工需要，必須清除養(yǎng)護劑時，請用高壓水槍 噴洗或鋼刷清潔，不影響混凝土接著面。3. 若須稀釋使用，請依工程特性與施工條件配合使用之。2-7 混凝土施工與管理 4 每一施工作業(yè)與施工技術(shù)將關係到混凝土劣化 的速率，在施工中以控制混凝土的坍度、保護層厚 度、搗實程

13、度，養(yǎng)護的過程都對往後的混凝土強度有 一定的影響。1. 保護層 :一般在設計時由規(guī)範依據(jù)施工位置，當?shù)?氣候環(huán)境，用途加以規(guī)定，但常因施工者未照施工 圖，或保護層間距控制器滑落，以致保護層不足或 可見外露鋼筋，將造成鋼筋腐蝕提早發(fā)生。2. 搗實 : 搗實不足時會有蜂窩、麻面的發(fā)生，搗實過 度，則會造成泌水及析離現(xiàn)象。3. 養(yǎng)護 : 養(yǎng)護時間越長，則水化愈完全，混凝土的緻 密集強度愈高，有害因子也不容易滲入。2-5-2 適用場合適用於樓板 、停車場 、橋面、低水灰比配比設計、 夏天或風速大的施工場所等，H養(yǎng)護劑可減少水份蒸發(fā)，以防止混凝土表面龜裂，增加強度。、研究計畫及方法4. 坍度：混凝土坍度

14、是決定混凝土的稠度及工作性； 凡良好而且易於施工的混凝土，其下陷速度極慢且 能保存固有型態(tài)，而不良的混凝土則將潰裂分離甚 至潰散。Civil Engineering and Property Management Conference 2007 本研究係探討以石臘為主成份的養(yǎng)護劑使用於 混凝土圓柱試體表面後與其傳統(tǒng)養(yǎng)護方法作比較。方 法則是先設計好固定配比，同時灌製二批混凝土圓柱 試體，第一批試體 (15 顆) 採用傳統(tǒng)養(yǎng)護法養(yǎng)護，第二 批試體採用石臘型塗封材料塗抹於混凝土表面，放置 於不同養(yǎng)護環(huán)境，所有試體均分別於7、14、21 及 28天執(zhí)行抗壓試驗，比較二批試體之強度差異。3- 1 試驗

15、變數(shù)如表 3-1 所示，將混凝土圓柱試體分為二大類，第一 類未塗養(yǎng)護劑，第二類塗佈養(yǎng)護劑。養(yǎng)護條件有四 類，分別為 (1) 傳統(tǒng)浸水溼潤養(yǎng)護 (2) 傳統(tǒng)不浸水溼潤 養(yǎng)護 (3) 室外乾燥養(yǎng)護 (4) 室內(nèi)乾燥養(yǎng)護。3- 2 試驗材料及配比設計(1) 水泥 採用臺灣水泥公司所生產(chǎn)之第一型波特蘭水泥。(2) 細骨材 本試驗採用來自花蓮木瓜溪之細骨材， F.M=2.9 如表 3.2 。(3) 粗骨材 本試驗選用之粗骨材為來自花蓮木瓜溪碎石。Dmax =3/4 如表 3.3 。(4) 拌合水 本試驗所用拌合水為未經(jīng)處理之自來水(5) 石臘型養(yǎng)護劑廠牌：H品牌，型號：CP5XX製造商：啟欣化學 股份有

16、限公司(6) 混凝土設計配比 水灰比為 0.618 ，並依照 ACI211 配比設計步驟求 得各材料重量，如表 3.4 。(7) 試體製作 根據(jù)配比設計所求得各材料重量秤重，並依序加入拌合機中完成拌合，隨即按ASTMC143規(guī)定量測坍度，製作10X20 cm混凝土圓柱試體。3-3 試驗項目與試驗方法試驗項目主要是測定塗上養(yǎng)護劑養(yǎng)護之混凝土 與傳統(tǒng)濕潤養(yǎng)護之混凝土其強度上的差異與工程上 的實用性，如表 3-1 。(A) 第丨組試體步驟 (1) ：製作混凝土圓柱試體。步驟(2) ：經(jīng) 24 小時後拆模置養(yǎng)護槽之中養(yǎng)護，如圖 3.1 ，採第丨類養(yǎng)護條件。(B) 第二組試體步驟(1) ：製作混凝土圓柱

17、試體。步驟 (2) ：經(jīng) 24 小時拆模後將每個試體都塗上 H 品牌養(yǎng)護劑，再將試體置於養(yǎng)護槽 中，離開水面而不與水接觸，採第二 種養(yǎng)護條件，如圖 3.2 所示。(C) 第三組試體步驟(1) ：製作混凝土圓柱試體。步驟 (2) ：經(jīng) 24 小時拆模後將每個試體都塗上 H 品牌養(yǎng)護劑，直至混凝土表面出現(xiàn)乳 白色薄膜硬固後，將試體放置於土木 館露臺進行養(yǎng)護，如圖 3.3 所示，採 第三種養(yǎng)護條件。(D) 第四組試體步驟(1) ：製作混凝土圓柱試體。步驟 (2) ：經(jīng) 24 小時拆模後將每個試體都塗上 H品牌養(yǎng)護劑，直接置於實驗室內(nèi)進行 養(yǎng)護，如圖 3.4 所示，採第四種養(yǎng)護 條件。試驗方法：抗壓強

18、度試驗，每批試體均執(zhí)行抗壓試驗，材齡分別為 7、14、21 及 28天。 步驟 (1) ：取出試體進行石膏蓋平作業(yè)，依規(guī)範規(guī)定，蓋平厚度介於 0.20.3 cm,蓋 平後量取試體直徑：每一個圓柱試體 至少量測兩次以上，取平均值。相加 取平均圓直徑。步驟 (2) ：進行抗壓試驗，加載速率依規(guī)範規(guī)定。四、試驗結(jié)果試體抗壓強度採用原則：同批試體在相同材齡之抗壓試驗中所獲得的每丨試體強度若超過丨個標 準偏差時，即表示該試體誤差太大，應予以捨棄不 用。在各種養(yǎng)護條件下本試驗所獲得之抗壓強度與抗 壓強度比值，如表 4.1 、表 4.2 及表 4.3 。各種養(yǎng)護 條件下不同齡期之試體強度成長曲線如圖4.1

19、、圖4.2 、圖 4.3 及圖 4.4 所示。4- 1 混凝土抗壓強度比值由表 4.1 的數(shù)據(jù)顯示，塗佈養(yǎng)護劑於養(yǎng)護條件(2) ：傳統(tǒng)不浸水溼潤養(yǎng)護狀況下，相對於未塗養(yǎng)護 劑於養(yǎng)護條件 (1) ：傳統(tǒng)浸水溼潤養(yǎng)護狀況下之試體 抗壓強度比較，第 28 天材齡之試體抗壓強度多 3%。5中華民國96年5月4日清雲(yún)土木工程及物業(yè)管理研討會Civil Engin eeri ng and Property Man ageme nt Con fere nee 2007 表4.2顯示，塗佈養(yǎng)護劑於養(yǎng)護條件（3）:室外乾燥養(yǎng)護狀況下相對於未塗養(yǎng)護劑於養(yǎng)護條件（1）:傳統(tǒng)不浸水溼潤養(yǎng)護狀況下之試體抗壓強度比較，減

20、少2%左右。表4.3塗佈養(yǎng)護劑於養(yǎng)護條件（4）:室內(nèi)乾燥養(yǎng)護狀況下相對於未塗養(yǎng)護劑於養(yǎng)護條件（1）:傳統(tǒng)不浸水溼潤養(yǎng)護狀況下之試體抗壓強度約增強8%浸水溼潤 養(yǎng)護室外乾 燥養(yǎng)護VV室內(nèi)乾 燥養(yǎng)護VV日74- 2混凝土抗壓強度成長曲線塗佈養(yǎng)護劑於養(yǎng)護條件（3）:室外乾燥養(yǎng)護狀況 下，第21天齡期抗壓強度明顯下降，有可能試體在 室外因受陽光照射導致溫度變化劇烈時，養(yǎng)護劑之石 蠟成份會受影響而減低養(yǎng)護效果。至於在其他養(yǎng)護條 件下所顯示的抗壓強度成長曲線則較正常，符合一般 混凝土趨勢。五、結(jié)論與建議本研究為測定傳統(tǒng)養(yǎng)護法與塗抹養(yǎng)護劑養(yǎng)護法 的實際效果。實驗發(fā)現(xiàn)在室外乾燥環(huán)境下，石蠟型養(yǎng) 護劑的養(yǎng)護效率

21、會有所變化。由本研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)養(yǎng) 護法與養(yǎng)護劑養(yǎng)護法的養(yǎng)護效果，兩者在強度上雖稍 有差異，但卻不是很顯著。雖然養(yǎng)護劑並不能大幅增 強混凝土的強度，在工程上卻是一種可行的養(yǎng)護方 式。表3.2細骨材篩分析表細骨材篩號重量留篩率停留率過篩率#4255%5%95%#85010%15%85%#167515%30%70%#3012525%55%45%#5015030%85%15%#1007515%100%0%合計500細度模數(shù)F.M.=(5+15+30+55+85+100)/100=2.9六、參考文獻1. 沈進發(fā)，混凝土品質(zhì)控制，PP.189-196，中華民國七十年九月第二版。2. 許佳銘，混凝土配比設計

22、，新科技書局，民國88年。3. 黃兆龍，混凝土性質(zhì)與行為，詹氏書局，PP.356-365，民國八十六年十月。4. 林平全，混凝土施工，PP.331-336，民國七十九年九月初版。表3.3粗骨材篩分析表粗骨材篩號重量g留篩率停留率過篩率3/4in10010%10%90%3/8in70070%80%30%#420020%100%0%合計1000Dmax=3/4 in細度模數(shù)F.M.=(10+80+100)+5*100/100=6.9表3.1試驗變數(shù)養(yǎng)護條件有塗佈養(yǎng) 護劑未塗養(yǎng)護劑抗壓試驗（1）傳統(tǒng) 浸水溼潤 養(yǎng)護VV（2）傳統(tǒng)不VV表3.4配比材料重量表（kg/m3）材料篩號重量kg材料篩號重量k

23、g#40.88053/4in2.404#81.7613/8in16.828#162.6415#44.808清雲(yún)土木工程及物業(yè)管理研討會中華民國96年5月4日#304.4025#505.283#1002.6415合計17.6124.04水泥：11.94 kg水：7.379 kgCivil Engin eeri ng and Property Man ageme nt Con fere nee 2007溼潤養(yǎng)護乾燥養(yǎng)護強度cm ）抗壓(kg/7226.51210.5993%14247.19253.47103%21262.28278.23106%28275.33297.43108%表4.1塗佈養(yǎng)護劑於養(yǎng)護條件（2）狀況下相對於未塗養(yǎng)護劑於養(yǎng)護條件（1）狀況下之試體抗壓強度比較試驗條件CASE(1)CASE(2)齡未塗養(yǎng)護劑塗佈養(yǎng)護劑CASE(2)/CASE(1)期養(yǎng)護條件（1）養(yǎng)護條件（2）抗壓強度比（天）傳統(tǒng)浸水傳統(tǒng)不浸水(%)溼潤養(yǎng)護溼潤養(yǎng)護抗壓強度(kg/2、 cm )7226.51198.388%14247.19