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研究生: 陳儷文
Li-Wen Chen
論文名稱: 鋼筋混凝土梁構件之鋼筋腐蝕區域補修工法研究
Study on the Repair Method of Corroded Regions in a RC Beam Member
指導教授: 邱建國
Chien-Kuo Chiu
口試委員: 紀乃文
Nai-Wen Chi
廖文義
Wen-I Liao
廖硃岑
Chu-Tsen Liao
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 271
中文關鍵詞: 鋼筋混凝土腐蝕構件修復材料
外文關鍵詞: reinforced concrete, corroded structural members, repair material
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  • 在臺灣,鋼筋混凝土建築物常見劣化狀況之一,為內部鋼筋鏽蝕而造成混凝土裂縫或剝落,且當裂縫發生或混凝土剝落,則會加劇鋼筋鏽蝕速度,進而影響建築物之安全性。根據構件劣化程度,此時便需要進行補修、補強或拆除重建,於「既有混凝土結構物維修及補強技術手冊」中,清楚地提出關於修復材料使用的種類及施作方法,然而,依現地調查結果及建物使用者反應,修復區域大多未滿一年即發生新舊材料分離或補修材料剝離,此情形可能係由於斷面修復材之黏結力不足,或界面處理不確實。臺灣之補修施作過程大多憑現場人員經驗操作,並無明確之使用手冊或量化數據,且內政部建築研究所於 108 年度執行的鋼筋混凝土建築物之耐久性能診斷相關研究中,雖有根據診斷結果建議其合適之修復工法,但其中之斷面補修工法的施作程序與有效性尚未經試驗驗證,因此,本研究針對常見的斷面補修材料進行力學性能試驗、新舊界面處理及鋼筋腐蝕梁構件之修復性進行探討。
    本研究共分五階段試驗,第一階段係針對不同類型的修復材料之力學性能進行相關試驗,第二階段試驗探新舊材料接觸面之表面處理方式、粗糙程度之評定、及修復材料類型對黏結劑之影響,第三階段試驗以鋼筋腐蝕等級Ⅳ之鋼筋腐蝕梁,修復完成後進行四點抗彎試驗,第四階段試驗則添加FRP碳纖維網作為界面處理的一部分,使用兩種型式之FRP碳纖維網,採用混凝土三點抗彎試驗,了解其抗拉能力,第五階段試驗以鋼筋腐蝕等級V以上之腐蝕鋼筋埋置於梁構件中,並於梁撓曲段使用鋼筋續接的方式,彌補鋼筋因腐蝕造成的斷面減少,修復完成後進行四點抗彎試驗,藉由裂縫發展了解鋼筋腐蝕梁修復後之構件行為。
    依本研究之研究成果,可得到以下結論:1. 各材料皆有其優缺點,經本研究依市面上常見之修復材料進行試驗後,其性能大多都能符合本研究提供之品質基準,故使用者可依照其使用需求及使用地點及成本評估下,選擇適當之修復材料;2. 正確的使用與基材相容的界面黏結劑,對其黏結強度有顯著的提升,並在正確的修復程序下,冷熱環境雖對黏結強度有所影響,但依然能通過本研究提供之品質基準;3. 藉由實尺寸梁的試驗結果,水泥砂漿與環氧樹脂砂漿皆具有良好的修復能力,惟水泥砂漿具有與鋼筋更加之握裹能力;4. FRP碳纖維網於本研究提供之修復程序及建議之界面黏結劑下,無法有效提升撓曲能力;5. 藉由本研究之試驗,在不同鋼筋腐蝕率下,腐蝕段之修復無論使用直線或彎鉤續接的方式,在符合法規的伸展強度下,皆能有效維持及提升梁構件之撓曲能力。


    The reinforced concrete structure is the most common form of building components in Taiwan due to its low cost, high durability, and easy maintenance. Taiwan is surrounded by the sea, the climate is humid and earthquakes are frequent. Reinforced concrete buildings have been exposed to humid environments for a long time, and many buildings have been used for nearly 50 years. As a result, most of the components have deteriorated or aged. Even reaching the critical stage of safety concerns. Recently, the government has actively promoted health inspections and the renewal of old buildings. However, in the current seismic evaluation methods of building structures, there is still a lack of quantitative diagnosis of durability and it is impossible to evaluate the impact of material degradation on the seismic performance of structures. In this regard, in the research related to the diagnosis of the durability of reinforced concrete buildings carried out by the ABRI (Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior) in 2019, it is recommended that the appropriate repair method be based on the diagnosis. However, the implementation procedures and effectiveness of the section restoration method have not been verified by experiments. Therefore, it is necessary for architects, civil engineers, and structural engineers to plan reinforcement or restoration projects by implementing this plan and integrating relevant literature suggestions to construct practical suggestions for repairing steel corrosion sections.

    摘要 I ABSTRACT III 致謝 V 目錄 VII 表目錄 IX 圖目錄 XIII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的 2 第二章 文獻回顧 5 2.1 鋼筋混凝土建築物之耐久性能評估方法 5 2.2 混凝土構件修復工法 23 2.3 美國相關規範 59 第三章 研究方法與相關試驗規劃 65 3.1 研究方法與流程 65 3.2 斷面修復材料之力學性能試驗建置規劃 66 3.3 新舊材料界面問題探討之建置規劃 76 3.4 鋼筋腐蝕梁構件之修復性試驗建置規劃 84 3.5 利用FRP碳纖維網於界面處理之建置規劃 102 3.6 鋼筋腐蝕梁構件之修復性延伸試驗建置規劃 108 第四章 試驗結果與討論 119 4.1 第一階段試驗結果與討論 121 4.2 第二階段試驗結果與討論 148 4.3 第三階段試驗結果與討論 151 4.4 第四階段試驗結果與討論 164 4.5 第五階段試驗結果與討論 169 第五章 結論與建議 197 5.1 結論 197 5.2 建議 197 參考文獻 199 附錄A 美國混凝土協會規範補充表格 203 附錄B 第一階段試驗照片 223 附錄C 第二階段試驗照片 241

    [1] American Concrete Institute,(2006),ACI 546.3R-06 Guide for the Selection of Materials for the Repair of Concrete.
    [2] American Concrete Institute,(2007),ACI 503.7-07. Specification for Crack Repair by Epoxy Injection.
    [3] American Concrete Institute,(2013),ACI 506.2-13. Specification for Shotcrete.
    [4] American Concrete Institute,(2014),ACI 546R-14. Guide to Concrete Repair.
    [5] American Concrete Institute,(2018),ACI 563-18. Specifications for Repair of Concrete in Buildings.
    [6] American Concrete Institute,(2019),ACI 562-19. Code Requirements for Assessment, Repair, and Rehabilitation of Existing Concrete Structures and Commentary.
    [7] American Society for Testing and Materials,(2014),Standard Test Method for Restrained Expansion of Shrinkage-Compensating Concrete(ASTM C878 / C878M).
    [8] American Society for Testing and Materials,(2016),Standard Test Method for Time of Setting of Concrete Mixtures by Penetration Resistance(ASTM C403 / C403M).
    [9] American Society for Testing and Materials,(2016),Standard Test Method for Change in Height at Early Ages of Cylindrical Specimens of Cementitious Mixtures(ASTM C827 / C827M).
    [10] American Society for Testing and Materials,(2018),ASTM C596. Standard Test Method for Drying Shrinkage of Mortar Containing Hydraulic Cement(ASTM C596).
    [11] American Society for Testing and Materials,(2020),Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens) (ASTM C109 / C109M).
    [12] American Society for Testing and Materials,(2020),Standard Test Method for Bond Strength of Epoxy-Resin Systems Used With Concrete By Slant Shear(ASTM C882 / C882M).
    [13] American Society for Testing and Materials,(2020),Standard Test Method for Bleeding of Concrete (ASTM C232 / C232M).
    [14] American Society for Testing and Materials,(2020),Standard Test Method for Slump of Hydraulic-Cement Concrete(ASTM C143 / C143M).
    [15] American Society for Testing and Materials,(2020),tandard Test Method for Tensile Strength of Concrete Surfaces and the Bond Strength or Tensile Strength of Concrete Repair and Overlay Materials by Direct Tension (Pull-off Method) (ASTM C1583/C1583M).
    [16] International Organization for Standardization,(2014),Maintenance and repair of concrete structures(ISO 16311).
    [17] Yu-Chuan Kao, Chien-Kuo Chiu, Takao Ueda, Yu-Jou Juan,(2018),Experimental Investigation on Mechanical Properties of SBR-Modified Mortar with Fly Ash for Patch Repair Material. Journal of Advanced Concrete Technology. No.16(8) pp.382-385.
    [18] 中國土木水利工程學會,(2005),既有混凝土結構物維修及補強技術手冊。
    [19] 中國土木水利工程學會,(2007),混凝土工程施工規範與解說。
    [20] 中華民國國家標準,(1992),環氧樹脂及硬化劑黏度測定法(CNS 13065)。
    [21] 中華民國國家標準,(1993),水硬性水泥墁料抗壓強度檢驗法(用50 mm或2 in. 之立方體試體) (CNS 1010)。
    [22] 中華民國國家標準,(2009),水硬性水泥墁料抗拉強度檢驗法(CNS 1011)。
    [23] 中華民國國家標準,(2011),建築灌注補修用環氧樹脂(CNS 10141)。
    [24] 中華民國國家標準,(2014),新伴混凝土中水溶性氯離子含量試驗法(CNS 13465)。
    [25] 中華民國國家標準,(1984),混凝土抗彎強度試驗法(三分點載重法)(CNS1233 A3046)。
    [26] 中華民國結構工程技師公會全國聯合會,(2008),鋼筋混凝土結構修復補強設計參考手冊。
    [27] 內政部建築研究所,(2000),鋼筋混凝土建築物之修復與補強技術彙編(二)。
    [28] 內政部營建署,(2011),結構混凝土施工規範。
    [29] 日本コンクリート工学協会,(2016),コンクリート診断技術 ’16,日本。
    [30] 日本土木學會,(2005),コンクリートライブラリー119号 表面保護工法 設計施工指針(案),日本:日本混凝土委員會。
    [31] 日本土木學會,(2007),コンクリート標準示方書[維持管理編],日本。
    [32] 日本土木學會,(2013),コンクリート標準示方書[維持管理編],日本。
    [33] 日本土木學會,(2018),セメント系材料を用いたコンクリート構造物の補修・補強指針,日本:丸善出版。
    [34] 日本水泥協會,(2011),すぐに役立つセメント系補修・補強材料の基礎知識,日本:技報堂出版。
    [35] 日本建設顧問協會,(2016),材料・工法の選定に関する参考資料(案)。
    [36] 日本建築研究所,(2002),既存マンション躯体の劣化度調査・診断技術マニュアル,日本。
    [37] 日本建築學会(AIJ),(1997),鉄筋コンクリート造建築物の耐久性調査・診断および補修指針(案)・同解説,日本:丸善株式會社。
    [38] 日本建築學會,(1997),鉄筋コンクリート造建築物の耐久性調査・診断および補修指針(案)・同解説。日本。
    [39] 日本混凝土維護協會,(2017),コンクリート構造物の維持管理~塩害.中性化.ASR補修の考え方~技術資料 Ver. 4.2,日本。
    [40] 日本產業標準JIS A 1171,ポリマーセメントモルタルの試験方法,日本。
    [41] 日本纖維補修補強協會,(2013),断面修復工法の紹介,その2,日本。
    [42] 片平博,渡辺博志,(2014),付着面の表面粗さが断面修復材の付着強度に与える影響,コンクリート構造物の補修,補強,アップグレードシンポジウム,第 14 巻,pp. 265-270,日本。
    [43] 加藤誠司,(2018),コンクリート断面修復部の变形,強度特性,日本。
    [44] 何明錦、歐昱辰、邱建國、蔡煒銘、陳君弢、范鴻達,(2011),鋼筋腐蝕對於鋼筋混凝土建築構件耐震性能與生命週期之影響 - 含腐蝕橫向鋼筋的梁構件,內政部建築研究所。
    [45] 李有豐,(1998),混凝土結構物劣化機制與維修補強要領。結構物補研討會論文集,工業技術研究院,中華民國新竹市。
    [46] 邱建國、陳君弢、林昭妤、姚廷穎,(2019),鋼筋混凝土建築結構耐久性能診斷技術手冊研擬,內政部建築研究所。
    [47] 宮川豊章,(2011),コンクリート補修・補強ハンドブック,日本:朝倉書店。
    [48] 高玉荃、邱建國,(2019),含飛灰之SBR水泥砂漿補修材料性能之試驗研究,博士論文,國立臺灣科技大學。
    [49] 國立研究開發法人土木研究所,(2016),コンクリート構造物の補修対策施工マニュアル,日本。
    [50] 國家地震工程研究中心,(2016),鋼筋混凝土建築物補強及修復參考圖說及解說研討會 - 耐久性修復及防水工程。
    [51] 陳建忠、宋裕祺、蔡益超、陳長佑、李台光、謝宗典、邱毅宗、顏志良,(2016),鋼筋混凝土建築物耐震能力初步評估平台開發與應用,內政部建築研究所。
    [52] 農林水省,(2015),農業水利施設の補修・補強工事に関するマニュアル[開水路補修編](案)。
    [53] 鄭元良、邱建國、陳君弢、周楷峻、陳美儒、陳重利,(2013),鋼筋混凝土建築物耐久性能診斷方法研擬,內政部建築研究所。
    [54] 陳育瑄、李顯智、洪崇展,(2015),鋼絲網加勁高韌性纖維混凝土於RC梁構件剪力補強研究。
    [55] 內政部營建署,(2021),混凝土結構設計規範。
    [56] 郭陳風,歐昱辰,(2014),自然腐蝕與加速腐蝕鋼筋之拉力行為。

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    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 2026/08/27 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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