何謂預拌混凝土

預拌混凝土係由水泥、水、細粒料、粗粒料及選用之摻料(可能包括高爐石粉、飛灰、化學摻料)等四至五種以上性質不同的材料於工廠內預先拌和而成,期間經過原料生產、運送、儲存及生產拌和,並經由預拌車運送至工地現場。

混凝土之特性

 

混凝土之組成結構

 

預拌混凝土(R.M.C.)的製程


 

 

混凝土養護方式

?.濕治養護法(Moist Curing):

i. 滯水法:澆注整平時,刻意在混凝土面四周築堤滯水
【優 點】
■ 可有效控制塑性收縮及乾燥收縮龜裂的產生
■ 當混凝土已明顯龜裂時,蓄水亦可有效控制龜裂繼續惡化
■ 對加強混凝土之水化作用,促進強度發展有絕對的效果
【缺 點】
■ 易影響後續模版之組立
■ 此法需要較大量的人工,不適於小型工程
ii. 澆水法:澆置完成後,以連續或間歇灑水於混凝土表面
【優 點】
■ 提供混凝土水化作用所需要的水分
■ 降低混凝土因水化作用產生水合熱之溫度
■ 防止水分快速蒸發而散失
【缺 點】
■ 必須派人現場看守,隨時視狀況灑水
■ 須經常保持混凝土表面潤濕狀態,否則乾濕交替會使混 凝土發生更多的裂紋
iii. 覆蓋法:利用覆蓋物保持濕潤而使混凝土表面凝結延遲
【優 點】
■ 可抑制塑性收縮及乾燥收縮龜裂的持續惡化
■ 可有效控制龜裂的發生
【缺 點】
■ 加蓋作業不易,且易干擾後續整平施工
■ 施工後混凝土表面較粗糙且容易受污染

?.護膜養護法(Membrane Curing):

施噴液狀複合劑於混凝土表面,使之形成一層不透水之薄膜,防止混凝土中水分的蒸發
【優 點】
■ 容易噴灑或塗布,對混凝土附著性佳
■ 適用於滑動模板施工立面或其他濕治不易的構造物
【缺 點】
■ 只能防止混凝土中的水分蒸發,不能持續充分提供水分
■ 噴灑或塗布時機太早或太晚則效果不彰
■ 養護劑廠牌繁多,品質良莠不齊,選擇上須謹慎小心
■ 澆置面積較大之工程,得另設施工架,耗工費時

?.蒸氣養護(Steam Curing):

需要早期強度或寒冷地區須對混凝土加熱以促進混凝土之水化作用者
【優 點】
■ 養護1天即可達其它養護方式28天之抗壓強度效果
■ 乾縮量僅濕治養護法之1/2
【缺 點】
■ 會降低混凝土與鋼筋間之黏結握裹作用
■ 蒸氣溫度之升降須控制,以免混凝土體積變化過大而受損
■ 混凝土趨於脆性破壞
■ 技術條件限制、工廠投資費用較大

?.噴霧式灑水養生法 (Sprinkling Curing)

一般的混凝土養護方法,多在整個澆置工作完成後才施作,其已喪失了抑制塑性收縮裂縫的最佳時機,所以無法有效抑制裂縫產生;若在澆置過程中即實施養護,則會造成混凝土施工不便,且施工後表面粗糙或砂紋等問題。 若能以噴霧式灑水的方式,將噴霧式灑水的噴水頭分區均佈於整個作業平面,使噴出的水以水霧的方式緩緩且微細地降於混凝土表面,如此就能有效抑制塑性收縮裂縫的產生。
【優 點】
澆置前
■ 降低鋼筋溫度,避免鋼筋吸收水分,造成裂縫
■ 潤濕模板,防止模板自混凝土吸收水分
澆置中及澆置後
■ 增加大氣中的溼度、溫度
■ 混凝土表面水份能不斷地獲得補充
■ 減少混凝土內外之溫差。
其 它
■ 節省人力、操控方便
■ 可減少完成灌漿工作後,養護人員爬上爬下所產生的危險

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混凝土產品規格應如何分級

根據CNS3090 A2042「預拌混凝土」要求,目前規格品之預拌混凝土規格,乃依抗壓強度、坍度及粗粒料 標稱最大粒徑別,詳列於下表中附有「O」符號者。

訂製品之規格由買賣雙方議定之:上表之規格可能不符工程所需,業主(買方)可視工程需要自訂規 格,如自充填混凝土之坍流度需求,或路面、橋面之零坍度混凝土等。

何謂坍度?坍流度?

在材料不分離的前提,混凝土在施工作業上難易的程度稱為工作度。判斷工作性須根據施工方法、施工地點、工程結構、機具設備等條件之不同而有不同的判斷標準。故工作度的好壞並不一定依坍度大小來判斷,而是在能滿足工作度的要求下應盡量製造坍度較低的混凝土才是最佳方式。 坍度及流度乃是量測混凝土工作性「定量」眾多試驗方法的其中一種較簡易的方式。

坍度:坍度試驗是一種全球公認的簡易試驗方法,除了非常乾稠無塑性的混凝土外,一般用坍度試驗方法即可測定新拌混凝土的工作特性。

坍流度:目前自充填混凝土或高流動性混凝土的應用十分普遍,若單純以「坍度」來表示混凝土之工作性,並不足以表現出此類特殊混凝土的特有性質,因而特別引入「坍流度試驗」,其方式乃係於坍度試驗後,量測混凝土坍下擴散之直徑,如下圖之擴散範圍(D)值,即稱為「坍流度」。

坍流度(D)=(D1+D2)/2

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關於混凝土相關國家標準規範(CNS)
混凝土應用範圍
混凝土與其他營建材料最大的差異,就是混凝土可以在現場隨心所欲的塑造出各種形狀之建築物,如台北市劍潭捷運站的龍舟型站台、高雄85國際廣場大廈、台北101、彰化八卦山大佛像,其它如大壩、水庫等工程,未來更可融入文化及美學於內。比起鋼鐵材料,混凝土單價便宜甚多,如果考慮施工的簡易程度,其成本尤其節約,故被廣泛使用之,未來亦應如此。
 
混凝土種類?及特性?及使用工程類型?
1.混凝土按其各種性質可分類如下:
依水泥用量多少可分為:
■ 富配比(Rich Concrete):其水、水泥、粒料之配合比例約為20%:14%:66%,此種混凝土之細料多、稠度軟、強度高,凡350kgf/cm2以上抗壓強度之混凝土屬之。
■ 貧配比(Lean Concrete):其水、水泥、粒料之配合比例約為15%:7%:78%,此種混凝土之細料少、稠度硬、無黏性並易產生浮水及材料析離之現象,其強度低,凡抗壓強度在140kgf/cm2以下之混凝土屬之。
 
2.依所用粒料密度區分,則可分為常重混凝土、輕質混凝土及重質混凝土,其定義如下:
■ 常重混凝土:由正常密度之粒料所構成之混凝土,其混凝土單位重在2200kg/m3~2600 kg/m3之間。
■ 輕質混凝土:由低密度可減輕混凝土重量之粒料所構成之混凝土,輕質混凝土其氣乾單位重一般均不超過2000kg/m3,但這種定義並不是強制的標準,譬如 ASTM規定的氣乾單位重為1850kg/m3以下。不過,優良的輕質混凝土其單位重應較相同配比之常重混凝土低約25~30%為佳。適合作為結構用途的輕質混凝土,其氣乾單位重之要求,至少需於1200 kg/m3以上,常用的大致在1400~1800 kg/m3之間。
■ 重質混凝土:由密度特大的粒料,如重晶石、鐵磷劑、赤鐵礦、褐鐵礦、磺鐵礦及廢鋼所構成之混凝土,其混凝土單位重至少在6400kg/m3以上,多用於防護放射線材料,故又稱為盾護混凝土。
 
3.依不同摻料添加區分:
■ 纖維加強混凝土(Fiber Reinforced Concrete):纖維可視為一種添加料,在混凝土拌合階段加入,這些不連續短纖維,與其他混凝土組成材料充分均勻混合,而成為纖維加強混凝土。添加到混凝土的纖維有許多種類,包含金屬纖維、玻璃纖維、合成纖維、陶瓷纖維、木質纖維等。纖維混凝土是為了改善傳統混凝土低抗張(亦即混凝土在低張力作用下引起的內部微裂縫立即快速擴大而破壞之缺陷)、低抗彎及易脆等缺點而研發出來的,雖然混凝土中添加纖維,不會使纖維混凝土破壞起始時之最大張力強度大幅增加,但卻可使破壞所造成的張力應變明顯提高(亦即所施加的能量被轉移至伸長或拉脫纖維),使纖維混凝土具有較佳之韌性、耐衝擊性、撓曲強度以及抗裂能力。除此之外,混凝土中添加纖維可消散內應力,防止混凝土固化初期塑性乾縮所造成之裂縫發生。
■ 高分子混凝土(Polymer Concrete):其又稱為塑膠混凝土,係以高分子取代混凝土中之全部或一部份水泥而成之混凝土。
?. 注膠混凝土(Polymer-Impregnated Concrete):注膠混凝土係混凝土經過養護後,將其中水分除去後以抽真空或加高壓方法注入高分子單體至孔隙、裂隙內,再應用加熱或觸媒方式使單體聚合,即成為注膠混凝土。
?. 乳膠混凝土(Latex-Modified Concrete):係將乳膠當作一種摻料於拌和時加入混凝土內,待其乾燥後,一般認為可形成一連續聚合物構造填充於混凝土孔隙內,而改良混凝土之性質。
?. 樹脂混凝土(Polymer Concrete):樹脂混凝土係以熱可塑性或熱硬化樹脂完全取代水泥為混凝土粘結材與粒料拌和而成之混凝土,其樹脂須另加硬化劑使之硬化,用於緊急搶救、粘結或岩栓等。其價格相當昂貴而無法普遍大量使用於一般工程上。
■ 高爐石飛灰混凝土:爐石、飛灰以往被列為一種礦粉摻品僅適用於巨積混凝土中以減少水化熱,並增加混凝土之水密性及耐久性。但近20年來,為了經濟性及特殊品質之需求,飛灰及爐石已成功的應用於混凝土工業以取代部份水泥。此種混凝土稱為高爐石飛灰混凝土,高爐石飛灰混凝土不但可以降低施工成本,而且可以改善增進混凝土之工作度及各項物理性質。由於飛灰乃是燃煤火力發電廠之副產物;而高爐石則為一貫作業煉鋼廠在煉鐵過程所生產之副產物,若能將其妥善應用於混凝土之中,不但可以免除廢物處理的耗費與困擾,更可再造利用創造經濟利益,一舉兩得且利益鉅大。

4.依使用之狀況而分有下列數種:
■ 噴凝土:以水泥鎗利用壓縮空氣將水泥砂漿噴射於施工表面上。此種施工方法不受形狀之限制且易於施工,故最適用於隧道襯砌施工。
■ 水中混凝土:在水中澆置之混凝土,具有足夠黏滯性,與水直接接觸時不致析離,且能維持工作性,並發展出應有強度之新拌混凝土。
■ 滾壓混凝土:是一種水泥及水很少的無坍度混凝土,其施工需利用震動滾壓機壓實,施工迅速且具多項經濟性之特點,很適用於水壩或其它巨積混凝土構造物興建。
■ 自充填混凝土(Self-Compacting Concrete): 係指澆置過程中不需施加任何振動搗實,完全藉由其自身之充填能力而充填至鋼筋間隙及模板各角落之特殊混凝土。
■ HSCC高流動性混凝土:流動性顯著較高,且於新拌塑性期間不致析離之混凝土。
 
何謂品質優良的混凝土?如何判別?
品質優良的混凝土須具備下列必要條件:
■ 強度:能夠安全承受使用載重 工作度:便利施工以滿足泵送性及施工性,避免混凝土 施工品質劣化。
■ 耐久性:使混凝土建築物具足夠適當的使用年限。
■ 體積穩定性:避免混凝土長期品質產生龜裂之不良影響。
■ 經濟性:充分發揮材料特性並降低建築物的「生命週期成本」。
而如何才能使混凝土具備以上所示條件?根據美國墾務局出版之混凝土手冊「優良均質混凝土摘要說明圖」,如下圖所示,其中說明生產優良均質混凝土需考量的諸多因素,並書明影響混凝土品質各項因素之間的關係。根據圖中內容要點按圖索驥即可判別優良均質的混凝土品質。

《優良均質混凝土摘要說明圖》

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