目錄 Ⅰ 表目錄 Ⅲ 圖目錄 Ⅳ 照片目錄 Ⅵ 附錄目錄 ⅩⅠ 第一章 緒論 1-1 前言 1 1-2 研究動機 2 1-3 研究目的 3 1-4 研究方法 3 第二章 文獻回顧 2-1 混凝土中鋼材的腐蝕機理 6 2-2 港灣構造物腐蝕劣化的原因 8 2-3 極化的理論 12 2-4 電化學防蝕原理 17 第三章 實驗規劃 3-1 試體規劃 22 3-2 實驗材料 22 3-3 試體製作 24 3-4 實驗方法 25 第四章 實驗結果與分析 4-1 夯錘試驗 37 4-2 腐蝕電位量測試驗 39 4-3 超音波試驗 43 4-4 氯離子濃度測定 44 4-5 PH值試驗 45 4-6 場效掃瞄式電子顯微鏡附加EDS分析 45 4-7 X光繞射分析 50 4-8 EDTA對鈣離子試驗分析 51 4-9 鋼板樁鋁陽極電位測試 51 4-10 碼頭護岸冠牆頂面混凝土電位測試 52 第五章 結論與建議 5-1 結論 55 5-2 建議 56 參考文獻 57 附錄 59 自述 81 表 2-1 日本對海洋混凝土構造裂縫寬度支限制 12 表 3-1 水泥飛灰之化學性質 23 表 3-2 細骨材之篩分析 23 表 3-3 混凝土210kg/cm²配合比(kg) 24 表 3-4 試體編號 25 表 3-5 試體取樣狀況 25 表 3-6 超音波傳遞速度與混凝土品質關係 27 表 3-7 腐蝕電位值與鋼筋腐蝕狀態 28 表 4-1 鋼筋腐蝕之判斷 42 表 4-2 X光繞射分析與電子顯微鏡觀察比較 42 圖 1-1 實驗研究流程 5 圖 2-1 鋼筋表面不同氧化程度鐵銹之體積變化 7 圖 2-2 孔蝕的機構 9 圖 2-3 電位-PH圖(無Cl¯) 10 圖 2-4 電位-PH圖(含Cl¯) 10 圖 2-5 Cl¯與PH值對腐蝕影響 11 圖 2-6 氯離子對腐蝕PH值影響 11 圖 2-7 腐蝕電池電流電阻及陰陽極電位關係 15 圖 2-8 鋼筋混凝土結構物陰極防蝕簡示圖 18 圖 2-9 鋁犧牲陽極示意圖 19 圖 2-10 電化學脫鹽示意圖 20 圖 3-1 混凝土方形試體與鋼筋配置圖 24 圖 4-1 添加NaCl試體腐蝕後夯壓強度關係 37 圖 4-2 添加NaCl試體脫鹽處理後夯壓強度關係 38 圖 4-3 添加NaCl試體於溼潤狀態夯壓強度關係 38 圖 4-4 未添加NaCl試體在不同狀態夯壓強度關係 38 圖 4-5 添加不同濃度NaCl試體抗壓強度關係 39 圖 4-6 未添加NaCl試體在不同狀態抗壓強度關係 39 圖 4-7 添加NaCl試體腐蝕電位關係(NaOH溶液) 40 圖 4-8 添加NaCl試體腐蝕電位關係(CuSO4溶液) 40 圖 4-9 添加NaCl試體腐蝕電位關係(NaOH溶液) 41 圖 4-10 未添加NaCl試體在不同狀態腐蝕電位關係 41 圖 4-11 脫鹽處理後氯離子去除率關係(電解液) 44 圖 4-12 脫鹽處理後氯離子去除率關係(硬固混凝土) 44 圖 4-13 不同脫鹽狀態下PH值變化關係圖 45 圖 4-14 C1試體電子顯微鏡觀察 46 圖 4-15 C2試體電子顯微鏡觀察 47 圖 4-16 C11試體電子顯微鏡觀察 48 圖 4-17 C31試體電子顯微鏡觀察 49 圖 4-18 X光繞射分析圖 50 圖 4-19 安平港護岸碼頭電位與深度測試關係 51 圖 4-20 北護岸N1冠墻頂面混凝土等電位圖 52 照片 3-1 精密電子秤 34 照片 3-2 電子秤 34 照片 3-3 秤食鹽重量 34 照片 3-4 測試用圓棒鋼筋 34 照片 3-5 測試用鈦網 34 照片 3-6 量測混凝土坍度 34 照片 3-7 量測氯離子含量 35 照片 3-8 試體製作 35 照片 3-9 試體製作 35 照片 3-10 試體製作 35 照片 3-11 混凝土抗壓試驗機 35 照片 3-12 脫鹽處理後測試鋼筋 35 照片 3-13 夯錘機 36 照片 3-14 夯壓試驗 36 照片 3-15 超音波測試儀 36 照片 3-16 硫酸銅電極測定儀 36 照片 3-17 LC-4測定儀 36 照片 3-18 氯離子滴定儀 36 照片 3-19 附加EDS掃瞄式電子顯微鏡 31 照片 3-20 附加EDS掃瞄式電子顯微鏡 31 照片 3-21 試樣鍍金處理 32 照片 3-22 試樣鍍金後置入儀器 32 照片 3-23 加鉻酸鉀之試樣 30 照片 3-24 加氯化銀滴定 30 照片 3-25 準備滴定 30 照片 3-26 滴訂完成 30 照片 3-27 鈣離子滴定 33 照片 3-28 鈣離子滴定完成 33 照片 4-1 試體通電脫鹽處理 53 照片 4-2 試體串聯通電脫鹽處理 53 照片 4-3 氯化銀電極電位測定儀 53 照片 4-4 氯化銀電極電位測試 53 照片 4-5 曲柱電位測試 53 照片 4-6 試樣置放處 53 照片 4-7 電壓計與電流計 56 照片 4-8 PH值測定儀 54 照片 4-9 PH值測定 54 照片 4-10 X光繞射儀 54 附錄 一 夯壓強度試驗資料 59 附表 1-1 添加NaCl試體腐蝕後夯壓強度 59 附表 1-2 添加NaCl試體脫鹽處理後夯壓強度 59 附表 1-3 添加NaCl試體於溼潤狀態下夯壓強度 59 附表 1-4 未添加NaCl試體在不同狀態下夯壓強度 59 附錄 二 抗壓強度試驗資料 60 附表 2-1 添加不同濃度NaCl試體抗壓強度 60 附表 2-2 未添加NaCl試體在不同狀態下抗壓強度 60 附錄 三 半電池腐蝕電位試驗資料 61 附表 3-1 添加NaCl試體腐蝕電位測試(NaOH溶液) 61 附表 3-2 添加NaCl試體腐蝕電位測試(CuSO4溶液) 61 附表 3-3 添加NaCl試體腐蝕電位測試(NaOH溶液) 61 附表 3-4 未添加NaCl試體在不同狀態腐蝕電位測試 61 附錄 四 氯離子滴定試驗資料 62 附表 4-1 A1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62 附表 4-2 B1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62 附表 4-3 C1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62 附表 4-4 D1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62 附表 4-5 E1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62 附表 4-6 A2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63 附表 4-7 B2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63 附表 4-8 C2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63 附表 4-9 D2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63 附表 4-10 E2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63 附圖 4-1 A1試體去鹽百分率(電解液) 62 附圖 4-2 B1試體去鹽百分率(電解液) 62 附圖 4-3 C1試體去鹽百分率(電解液) 62 附圖 4-4 D1試體去鹽百分率(電解液) 62 附圖 4-5 E1試體去鹽百分率(電解液) 62 附圖 4-6 A2試體去鹽百分率(電解液) 63 附圖 4-7 B2試體去鹽百分率(電解液) 63 附圖 4-8 C2試體去鹽百分率(電解液) 63 附圖 4-9 D2試體去鹽百分率(電解液) 63 附圖 4-10 E2試體去鹽百分率(電解液) 63 附表 4-11 脫鹽處理後試體氯離子去除率(硬固混凝土) 64 附表 4-12 脫鹽處理後試體氯離子去除率(硬固混凝土) 64 附錄 五 PH值量測試驗資料 65 附表 5-1 NaOH電解液脫鹽前後PH值(10V 3mV) 65 附表 5-2 NaOH電解液脫鹽前後PH值(30V 30mV) 65 附表 5-3 CuSO4電解液脫鹽前後PH值(30V 30mV) 65 附圖 5-1 不同脫鹽狀態PH值變化(10V 30mV) 65 附圖 5-2 不同脫鹽狀態PH值變化(10V 3mV) 65 附圖 5-3 不同脫鹽狀態PH值變化(10V 3mV) 65 附錄 六 碼頭護岸鋼板樁電位測試資料 66 附表 6-1 安平港碼頭護岸鋼板樁電位測試 66 附錄 七 冠牆頂面電位測試資料 67 附表 7-1 北護岸冠牆頂面電位測試 67 附表 7-2 南護岸冠牆頂面電位測試 68 附表 7-3 碼頭冠牆頂面電位測試 68 附錄 八 電子顯微鏡觀察 69 附圖 8-1 C1 試體電子顯微鏡觀察 69 附圖 8-2 C2 試體電子顯微鏡觀察 70 附圖 8-3 C11試體電子顯微鏡觀察 71 附圖 8-4 C31試體電子顯微鏡觀察 72 附圖 8-5 D1試體電子顯微鏡觀察 73 附圖 8-6 D2 試體電子顯微鏡觀察 74 附圖 8-7 D11試體電子顯微鏡觀察 75 附圖 8-8 D31試體電子顯微鏡觀察 76 附圖 8-9 E1 試體電子顯微鏡觀察 77 附圖 8-10 E2 試體電子顯微鏡觀察 78 附圖 8-11 E11試體電子顯微鏡觀察 79 附圖 8-12 E31試體電子顯微鏡觀察 80