摘 要

灰漿為古建築施工中重要的構材，係以石灰為膠結材料，摻合比例不等之填充料使用，灰漿配比多由匠師們口述傳承下來，然因年代久遠而古灰漿使用之配比早已失傳。本研究為使古蹟灰漿修復工程能達成真實維護文化資產保存的目的，透過微觀分析、醣類測定、碳酸鈣含量測定與粗細粒料含量分析的方式，建立一套分析灰漿配比之標準方法，對熱蘭遮城南殘牆、臺灣府城垣小東門段、鳳山縣城東便門段、恆春縣城垣北門段之古蹟灰漿進行配比分析。此外，由於水泥優越的強度與工作性使傳統灰漿之使用凋零，灰漿材料之相關性質的研究在國內是相對較少的，故為使古蹟灰漿修復所使用之材料的性質能更廣為瞭解，本研究透過基本性質試驗、中性化試驗、抗壓與劈張試驗、濕氣滲入與熱傳導係數測定來探討灰漿之物理性質與力學性質之特性。研究成果如下：
(1) 熱蘭遮城南殘牆抹灰與灰縫之重量配比。
石灰：砂：牡蠣殼：醣類 = 1：0.15：0.25：0.04
(2) 臺灣府城小東門段灰土之重量配比。
石灰：黏土：砂：牡蠣殼：醣類 = 1：4：6.22：1.55：0.02
(3) 本研究使用石灰、黏土、里港砂和牡蠣殼之拌合試體，建立採用灰漿之初期強度與碳化程度來研判最終碳化強度的公式： ( )，其中 為碳化程度、 為強度生成率。
(4) 水灰比0.75拌合之純石灰漿的熱傳導係數為0.42 ，是水泥漿的1/3倍，且石灰防止濕氣滲入及其內部水氣蒸散之能力要優於水泥。

Abstract

The mortar, consisting of the cementing material, lime, and various additives, is an important material in the construction of ancient architectures. The mixture proportion of the mortar traditionally dictated from craftsman to craftsman has failed to be handed down from the past generations. The preservation of the cultural heritage generally requires the use of the traditional mortar mixture to restore the ancient architectures. To this end, this study established a method for quantitatively analyzing the mortar mixture with the use of stereomicroscope micrograph analysis and the determination of content of the carbohydrate, calcium carbonate, and fine and coarse aggregates. Then, the method is employed to analyze the mortar mixture in the Remains Wall of the Fort Zeelandia, in the ruins of the Small East Gate section of Taiwan Fucheng, in the ruins of the Dongbianmen section of Fongshan City Wall, and in the ruins of the North Gate section of Hengchun City Wall. Due to the advantage of high strength and workability of the Portland cement, the traditional mortar is no longer used in the construction of recent architectures, which reflects the lack of studies of investigating the properties of the mortar. This study incorporates the basic physical property test, the carbonization rate test, the unconfined compressive and splitting tensile strength tests, the moisture content test, and the thermal conductivity test to investigate the physical and mechanical properties of the mortar. The test results include:
(1) The mixture proportion of rendering and joint mortars in the Remains Wall of the Fort Zeelandia:
Lime : Sand : Oyster Shell : Carbohydrate = 1.00 : 0.15 : 0.25 : 0.04
(2) The soil-lime mixture proportion in the ruins of the Small East Gate section of Taiwan Fucheng:
Lime : Clay : Sand : Oyster Shell : Carbohydrate = 1.00 : 4.00 : 6.22 : 1.55 : 0.02
(3) With the use of lime, clay, Ly-port sand, and oyster shell, this study established an equation for evaluating the steady state strength of the mortar through the two parameters, the carbonization rates (x) and the strength increase rate (y) as follows: ( )
(4) The heat transfer coefficient of a pure lime sample with water/cement ratio of 0.75 is 0.42 , which is one third of that of the cement. In addition, the effect of use of the mortar on preventing the infiltration and evapotranspiration of the moisture is better than that of the Portland cement.

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