¶ 建築物預鑄混凝土結構施工規範-第四章 預鑄構材用混凝土之基本要求
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第四章 預鑄構材用混凝土之基本要求
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第四章 預鑄構材用混凝土之基本要求
4.1 一般規定
4.1.1 本章規定適用於預鑄構材之混凝土基本要求。
解說:
本章規定用於製造預鑄構材的新拌混凝土及硬固混凝土之基本要求。
上述混凝土之外,填充混凝土尚須依照第8.3 節,牆之水平接合部分用之水泥砂漿尚
須依照第8.4 節,現場澆置混凝土尚須依照第九章或內政部發布之「結構混凝土施工規範」
[4.1]。
4.1.2 預鑄構材使用之混凝土,應具有設計圖說要求之工作性、強度及耐久性。
解說:
本項係規定具有規定品質之混凝土,經在模型內澆置、搗實、養護而鑄造預鑄成構材,
其硬固混凝土應具備之品質。
預鑄構材使用之混凝土,係指未成為預鑄構材前之新拌混凝土與已成為預鑄構材後之
硬固混凝土,需符合要求之品質。
新拌混凝土之工作性,包括流動性、不易析離、澆置、搗實、修飾等性能宜符合本規
範要求。尤其是每一預鑄構材係個別製造,其模型狀態、鋼筋組立、接合金屬配件或管線
等埋設物種類及埋設狀況均較特殊,且混凝土澆置及搗實方法等與一般的現場澆置混凝土
不盡相同,所以其的工作性宜能符合預鑄混凝土品質的要求。
具備上述性能的新拌混凝土,當其硬固後,也應具備符合要求的強度及耐久性。標準
養護齡期28 天後之抗壓強度宜符合設計圖說規定。經標準養護硬固後之混凝土,其耐久性
應能適應各種不同劣化環境,且能耐久使用。耐久性通常考慮之項目包括收縮、中性化、
凍融作用、鹼質粒料反應、鋼筋腐蝕等,當建築物設置在潮風影響、承受凍融或酸性很強
的區域,需要規定能適應這些劣化環境的性能。
4.1.3 預鑄構材應具有設計圖說規定之強度及耐久性。
解說:
本工法所指之預鑄構材,在製造過程中,一般會採加熱養護方式,這種特殊養護之混
凝土,仍需要符合規定之抗壓強度及耐久性。所以經相同養護條件下之試體抗壓強度宜符
合本規範第4.4 節之規定。至於耐久性,在預鑄構材製造的全部過程都需依照第五章之規
定,對第十一章及第十二章所述之品質進行管理及試驗,且檢查也需合格。
4.2 適用混凝土之種類
4.2.1 混凝土依其使用粒料分為普通混凝土及輕質混凝土。
4.2.2 使用混凝土之種類,應予標示。
解說:
本施工規範規定之預鑄構材是結構用構材,混凝土之種類分為使用普通粒料(砂、礫石、
碎砂、碎石等)之普通混凝土,及使用輕質粒料之輕質混凝土。各種混凝土性質不同,故使
用種類宜予標示。另外混凝土使用之膠結料組成也會影響混凝土性質,故使用種類也應予
以標示。
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建築物預鑄混凝土結構施工規範
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4.3 混凝土配比目標強度(
crf _)與規定抗壓強度(
cf _)
4.3.1 若配比強度資料足夠建立標準差,則配比目標強度的計算應符合表4.3.1 之規定。
表4.3.1 強度資料足夠之抗壓強度計算表
4.3.2 若配比強度資料不足以建立標準差,則配比目標強度的計算應符合參照表4.3.2 之
規定。
表4.3.2 抗壓強度資料不足之抗壓強度計算表
解說:
本規範所稱「配比目標強度」為考慮規範允許之最低抗壓強度,亦為配比設計時混凝
土所能達到之抗壓強度,混凝土之配比目標強度宜比規定抗壓強度適當提高,但也需考慮
成本因素而不宜過度提高。
以強度定為混凝土驗收基準時,應依CNS 1231〔工地混凝土試體製作及養護法〕之規
定製作標準試體,並進行標準養護。而混凝土試體之取樣及強度要求可參考CNS 3090〔預
拌混凝土〕之相關規定。
由於混凝土材料、人員操作及試驗之變異,因此要求混凝土試體之配比目標強度
crf _應
相當高於規定目標強度
cf _,其提高量取決於試驗結果之標準差及由先前數據所估計值之準
確度,提高量之估算參照表4.3.1 及表4.3.2。
式(4-1)符合任何連續3 組強度試驗結果之平均值等於或大於規定抗壓強度
cf _,式(4-2)
符合當規定目標強度為350 kgf/cm2 以下時,任何一組強度試驗結果(同組全部圓柱試體強度
之平均值)不低於
cf _-35 kgf/cm2。
式(4-3)符合當規定抗壓強度為大於350 kgf/cm2 時,任何一組強度試驗結果不低於0.90
cf _。
由於配比目標強度
crf _須大到足以同時滿足連續3 組強度的平均值及最低強度要求,因
此需採用以上公式所得之最高配比目標強度
crf _。
計算大於
cf _之超量設計值或配比目標強度之第一步,是判定有無與工程採用之規定強
| 規定抗壓強度 f _(kgf/cm2 ) c | 配比目標抗壓強度 f _(kgf/cm2 ) cr |
|---|---|
| 抗壓強度 350 以下 | 取式(4-1)及式(4-2)之較大者 f_ = f_+1.34S (4-1) cr c f_ = f_+2.33S−35 (4-2) cr c |
| 抗壓強度大於 350 | 取式(4-3)及式(4-4)之較大者 f_ = f_+1.34S (4-3) cr c f_ =0.9f_+2.33S (4-4) cr c |
| 備註: f _ :配比目標抗壓強度(kgf/cm2)、 f _:規定抗壓強度(kgf/cm2)、S:標準差(kgf/cm2) cr c | |
| 規定抗壓強度 f _(kgf/cm2 ) c | 配比目標抗壓強度 f _(kgf/cm2 ) cr |
|---|---|
| 抗壓強度小於 210 | f_ = f_+70 cr c |
| 抗壓強度介於 210~350 之間 | f_ = f_+85 cr c |
| 抗壓強度大於 350 | f_ =1.10f_+50 cr c |
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第四章 預鑄構材用混凝土之基本要求
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度相差在70 kgf/cm2 以內之類似混凝土配比,且有30 組連續試驗之紀錄。如果這是一個新
的配比或強度等級,且沒有標準差資料可用,則表4.3.2 提供3 種設定級別的超量設計值。
4.4 混凝土抗壓強度
4.4.1 在構材製造工廠採樣之混凝土試體,經標準養護28 天後,其抗壓強度平均值,應
在規定抗壓強度以上。
4.4.2 在構材製造工廠採樣之混凝土試體,經與該批構材在相同養護條件下,構材混凝
土之抗壓強度係以該批試體之平均抗壓強度表示,並應滿足下列條件
(1) 試體之平均抗壓強度,達構材脫模所需強度始可脫模。
(2) 試體之平均抗壓強度,達構材出貨所需強度始可出貨。
(3) 試體之平均抗壓強度,在保證強度齡期不得低於規定抗壓強度。
解說:
構材使用之混凝土抗壓強度,一般係指以標準養護28 天齡期之混凝土試體抗壓強度表
示之,且應符合設計圖說要求之最小抗壓強度。
預鑄構材混凝土之養護,一般採用加熱養護(如蒸汽養護或熱模養護)方式提高早期
強度以提早脫模;通常,經過加熱養護之混凝土,其28 天齡期的抗壓強度,都比經標準養
護者為低。因此,進行預鑄構材混凝土之配比設計時,宜考量此因素對28 天齡期抗壓強度
的影響,使得混凝土之抗壓強度平均值不低於規定強度。加熱養護的普通強度預鑄混凝土,
一般以構材脫模時的強度為關鍵,如能保持脫模時的強度,則抗壓強度將不低於規定強度。
在夏天氣溫高,構材混凝土之養護溫度會比標準養護溫度高,這種狀況之構材混凝土
28 天齡期抗壓強度有時會比標準養護混凝土之28 天齡期抗壓強度高。
不需早期脫模或高強度混凝土之構材,其構材脫膜時之強度並非關鍵,所以對其抗壓
強度宜規定最低值,故預鑄混凝土也與工地澆置混凝土同樣規定「標準養護試體之28 天齡
期抗壓強度之平均值,須大於規定強度」。
構材混凝土之抗壓強度係指預鑄構材中各部分所顯出的抗壓強度,一般認為由構材鑽
取的試體之抗壓強度反應接近該強度。但是為了確認構材混凝土之抗壓強度或品質管理,
無法經常由構材鑽取試體,一般都是在構材製造廠從澆置構材之混凝土取樣製作試體,並
與該批構材在相同養護條件下養護,而以該試體之抗壓強度來表示構材抗壓強度,並據此
強度做為品質管理依據。
4.4.3 脫模時所需強度,係以構材脫模時,不致產生有害裂縫或損傷為準,且應經設計
者認可。
4.4.4 出貨時所需強度,係以構材出貨時,不致產生有害裂縫或損傷為準,且應經設計
者認可。
解說:
脫模時及出貨時所需強度,係以構材脫模及出貨時,以不致產生有害裂縫或損傷為準,
為構材在製造管理上之重要數值,也意味對構材混凝土在製造過程中有適當的品質管理。
另因構材混凝土在脫模及出貨時之強度尚在發展中,因此最後之抗壓強度平均值不可低於
脫模及出貨時所需強度。
構材脫模時,不致產生有害裂縫或損傷的構材混凝土抗壓強度,依構材形狀、尺寸、
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建築物預鑄混凝土結構施工規範
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重量、脫模方法、脫模後之處理方式等而異。一般平面澆置之板,床模不動,由板之一側
將板拉起者,則因自重會使構材發生彎曲應力,所以脫模時之建議強度約為120-150 kgf/cm2,
視構件尺度並經設計者確認而定。若將床模傾斜約70°~80°或採垂直澆置者,當垂直吊起時
構材不會受到彎曲應力,故脫模時之建議強度約80~100 kgf/cm2 即可。此外,亦可在更低
強度就脫模,惟在較低強度脫模立放於儲存場時,宜注意構材之挫屈問題。
出貨時所需強度,雖以構材出貨時不致產生有害裂縫或損傷的強度即可,但一般為了
顯示構材混凝土之品質保證,仍規定出貨時之強度較規定強度高的情形比較多。
4.4.5 構材混凝土抗壓強度之保證強度齡期為指28 天,在28 天以內者應予標示。
4.4.6 上述相關抗壓強度之判定,依照第十一章之規定。
解說:
預鑄混凝土一般因採蒸氣加熱養護,故與現場施工之混凝土比較,其28 天齡期以後之
強度發展趨緩,所以構材混凝土試體抗壓強度之保證強度齡期通常都規定在28 天。
4.5 混凝土工作性及坍度
4.5.1 混疑土之工作性,應適合澆置、搗實,並能完全填充模具內部及鋼筋、鋼材之周
圍,且應儘量避免析離現象。
解說:
預鑄構材製造時,因模板內有鋼筋、鋼料、銲接鋼線網、窗框、接合用金屬配件、配
管、配線類、木磚、插銷及修飾材料等配置,故混凝土澆置時,不可移動模內埋設物位置,
且宜將混凝土填滿其周邊及模板之各個角落。
混凝土搗實工具以採用不會擾動模板內部埋設物位置者為宜。預鑄構材使用之混凝土,
宜考量工廠使用之模板或振動機種類後,選用符合使模板內混凝土密實要求之工作性,且
不會發生泌水或析離現象者。
4.5.2 混凝土坍度或坍流度之目標值及注意事項應予註明。若未註明則依照過往之實驗
數據訂定,並經監造者認可後實施。
解說:
在混凝土施工性良好之狀況下,生產之構材有較佳品質,因此構材使用之混凝土,在
工作性適宜之範圍內,以選用坍度或坍流度較佳者。如牆等板狀構材,通常用床板狀模型
平面澆置,而樓梯等特殊形狀構材或半預鑄梁構材等,常使用垂直澆置之模型,為使混凝
土材料能流動至模型各處,因此,建議採用具高坍度或高坍流度之混凝土配比設計,而混
凝土之配比設計宜予標示。
4.6 混凝土之耐久性
4.6.1 混凝土之耐久性應依據暴露環境分類與分級、混凝土拌成物基於暴露分級之要
求、暴露於凍融環境之混凝土總含氣量、混凝土離子含量等條件決定,並符合設
計圖說之規定。
解說:
混凝土之耐久性應符合內政部發布之「建築物混凝土結構設計規範」[4.2]第19.3 節之規
定。構材使用之混凝土耐久性需求依據暴露環境分類與分級、混凝土拌成物基於暴露分級
之要求、暴露於凍融環境之混凝土總含氣量、混凝土氯離子含量等條件而定,再以較保守
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第四章 預鑄構材用混凝土之基本要求
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的方式提出最低規定抗壓強度及配比要求。為確保構材之整體品質,使用之混凝土配比宜
同時滿足安全性及耐久性規定。灌漿材料之耐久性要求應符合內政部發布之「建築物混凝
土結構設計規範」[4.2]第19.4 節之規定。
4.6.2 除另有規定外,為防制鋼筋腐蝕,混凝土中允許最大水溶性氯離子含量應符合
內政部發布之「建築物混凝土結構設計規範」[4.2]第19.3.2 節之規定。
解說:
氯離子會促進混凝土中鋼筋腐蝕,造成膨脹、剝落,危及結構物安全性,故列為構材
用混凝土耐久性檢核項目之ㄧ。
本規定中之混凝土氯離子含量,係指混凝土中所含水溶性氯離子之總量,並不包含來
自外界環境者。未受外來氯離子汙染之硬固混凝土,因水泥之水化作用及物理吸附,其水
溶性氯離子含量會隨時間增加而較新拌時低。為增加構材耐久性,故依「建築物混凝土結
構設計規範」訂定硬固混凝土中最大水溶性氯離子含量之規定,其試驗方法與試驗頻率應
依內政部發布之「施工中建築物氯離子含量管理實施要點」規定辦理。
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建築物預鑄混凝土結構施工規範
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參考文獻
[4.1] 內政部,結構混凝土施工規範,台北,2022。
[4.2] 內政部,建築物混凝土結構設計規範,台北,2023。