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指針草案第三章 材料與構材性能(4/6);原PDF第126–134頁。
本節閱讀與適用提醒
- 文件性質:本件是內政部建築研究所民國98年12月協同研究成果及設計施工指針草案,不是法規命令、部頒設計規範、施工綱要規範或核定審查要點。
- 整體適用:研究建議初期將New RC視為新技術、新工法,且不宜只擷取局部規定套用;指針未涵蓋的新工法仍須以試驗或可靠證據證明。
- 版本時點:CNS、JIS、GRMC、耐震設計、建築法制及日本認定制度均是民國98年研究背景;現行案件須另查今日有效版本及主管機關程序。
- 材料與數值:高強度混凝土、鋼筋、接合、耐震分析、位移角、塑性率、檢驗與施工時間等數值均須連同假設、章節及98年研究時點閱讀。
- 第三方資料:報告內日本制度、書籍、案例、圖表及照片均保留資料來源;本站依建研所網站宣告呈現報告脈絡,不主張第三方素材權利。
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混凝土的工作性;因此,要得到實用的超高強度混凝土,乃加
入了矽灰,因其為超微細粒子之效果,可以更進一步的增進混
凝土的強度及工作性。 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
3.3.2 骨材骨材骨材骨材
(1) 骨材之種類為砂石、碎石、砂或碎砂,其應用應使混凝土之得
到構材所須抗壓強度及彈性模數者。
(2) 粗骨材之最大尺寸,砂石以25mm,碎石以20mm 為準。
(3) 碎石、碎砂、砂石、砂之品質應符合CNS 1240〔混凝土粒料〕
混凝土骨材之標準。但是,碎石之粒形判定實積率為57%以
上,碎砂之微粒分量為5%以下。
(4) 將異種的骨材混合使用時,混合前之品質必須各自滿足前項之
規定。但是,有關鹽化物和粒度,混合後之品質應滿足前項規
定。
e. 骨材之使用應根據CNS 13618[粒料之潛在鹼質與二氧化矽反
應性試驗法],CNS 13619[水泥與粒料之組合潛在鹼質反應性
試驗法]判定為無害者。
f. 使用a 項所規定以外之骨材時,應依根據可信賴資料及經試驗
確認可達到設計要求所須之品質者,方可申請使用。
[解說]
(1) 通常,高強度混凝土使用,普通骨材之砂石、砂與碎石、碎砂。
一般而言,碎石、砂、碎砂的使用會因為河砂、砂石的供給影
響,骨材品質也因開採的地域而異。此外,碎石比起砂石,因
為於機械性的契合及與水泥漿的附著性較佳,較適用於高強度
的混凝土,河川砂石為骨材亦有得到60N/mm2 設計強度的工程
實績。
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一般岩石的強度比混凝土強度高,因此通常岩質符合國家 標準的骨材,對混凝土強度發展性的影響不大。但是,超高強 度的混凝土,岩質的影響較大,混凝土強度超過60N/mm2 之時,超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬 必須認清骨材的選擇是重要的大事。對於高強度發展性較佳的 骨材,不僅岩石要強度高,尚須要求有較佳的水泥漿體之附著 性及變形能力等。 (2) 粗骨材之最大尺寸應考慮保護層及鋼筋間距,高強度混凝土尚 必須注意施工性。因此,砂石時以25mm,碎石時以20cm 為 準。同時,砂石、砂的品質應符合CNS 1240〔混凝土粒料〕 混凝土骨材之標準。另外,考慮砂石與水泥拌和時可能會再增 加混凝土的氯離子含量,有關砂的氯離子含量,設定為0.02% 以下。 (3) 因受到開採的限制與良質骨材減少的影響,多處料源的骨材混 合使用之情況日漸增加;同時,混凝土的性能,受到各別骨材 之影響很大。因此,將不同種類骨材混合使用時,應確認各類 骨材之品質規定。高強度混凝土中不可含有脆弱骨材,否則高 強度發展性將也受到影響。不管使用什麼種類的骨材,均應注 意各類骨材的品質。圖3.3.2.1 顯示骨材種類和抗壓強度的關 係,普通混凝土中骨材的種類對其抗壓強度的影響很小,但是 高強度混凝土中其影響變得顯著。 高強度混凝土的抗壓強度受到骨材的抗壓強度,耐磨耗量及 400kN 破碎率的影響。此外,高強度混凝土的抗壓強度於粗骨 材的最大尺寸變小時增大。抗壓強度小的骨材使用量增加時, 混凝土的抗壓強度也有降低的傾向。使用表面粗糙碎石時,骨 材與水泥漿體之附著力較大,對混凝土的高強度化有利。 設計強度150N/mm2(實際的抗壓強度為180N/mm2左右)等級 3- 26
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之混凝土時,有報告指出根據不同的骨材種類,其強度最大值
和最小值之差約為30%。 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
圖3.3.2.1 骨材之種類和抗壓強度的關係
【資料來源:參考書目9】
(4) 國內使用的砂石有鹼骨材反應之事實,即鹼性矽酸反應。其反
應的條件來自於水泥、摻料等之混凝土材料、環境條件帶來之
鹼性反應,以及具有反應性之骨材。高強度混凝土因增加水泥
量,混凝土中之鹼性含量變多,一般應以化學法或水泥砂漿棒
法(依國家標準CNS 13618、 CNS 13619 之試驗法),來判定
混凝土中不含有害之骨材。
(5) 使用一般天然的砂石以外的骨材,例如,欲應用礦渣、輕質骨
材時,因高強度混凝土性能要求較高,必須事前實驗分析確認
其品質無虞後方得使用。此外,本指針建議高強度混凝土之中,
不得混用再生再利用之骨材。
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表3.3.2.1 砂石、砂的品質
(g/cm3) (%) (%) (NaCL)(%)超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬 2.5 3.0 0.2 1.0 -- --
3.5
2.5 1.0 3.0 0.02種類 絕乾密度 吸水率 黏土塊量 依微分量試驗所 有機不純物 鹽 化 物
[註](1)參照日本JIS A 1103[骨材之微粒分量試驗方法] 失去的量(%)(1)
【資料來源:參考書目9】砂石 以上 以 以下 以下 下表3.3.2.2 砂石及砂之參考級配 以 比標準色液或比砂 以上50 40 30 25 20以下 15 10以下 5 2.5 1.2 0.6 0.3 以下0.15 下 色樣本的色淡
:mm
25 -- -- 100 95~ -- 30~ -- 0~ 0~ -- -- -- --
100 70 10 5
20 -- -- -- 100 90~ -- 20~ 0~ 0~ -- -- -- --種 最 通過篩者之質量分率(%)
100 55 10 5類 大
5 -- -- -- -- -- -- 100 90~ 80~ 50~ 25~ 10~ 2~ 尺
100 100 90 65 35 10(1) 寸
[註](1) 將碎砂混合使用時之混合的細骨材為15%。砂
【資料來源:參考書目9】石3.3.3砂 拌和水拌和水拌和水拌和水
(1) 拌和水應為自來水,或符合CNS 13961〔混凝土拌和用水〕
標準之水,其檢驗應按CNS 1237〔混凝土用水品質試驗法〕
之規定者。
(2) 拌和水不得使用回收水。
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[解說]
拌和用水的品質,影響混凝土的流動性,也影響隨著時間
歷程經影響坍度、坍流度的變化,以及硬固行為、強度發展性、 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
中性化及乾燥收縮等之耐久性,因此拌和用水的品質對於高強
度混凝土極為重要。
(1) 一般混凝土所使用之拌和水,使用工業用水、地下水、河川水、
湖泊水、自來水。自來水,因為作為飲用水加以處理,當作混
凝土使用之拌和水是理想的,即使無特別加以試驗也可使用。
但是,其他的水因為沒有類似自來水的處理,因此必須確認品
質。例如,地下水可能溶解有構成土壤等的成分,河川水及湖
泊水有時會混入工廠廢水、家庭排水、或河口附近的海水。因
此,使用自來水以外的水時,其水質應符合CNS 13961〔混凝
土拌和用水〕之標準,另可參照表3.3.1 之拌和水的品質基準規
定為條件。
(2)高強度混凝土所使用之拌和水,不得使用回收水。
常見的回收水係為混凝土之製造工廠內洗淨的排水,以及
清洗附著於搬運車、工廠的攪拌機、儲藏槽等之混凝土及回頭
混凝土之排水,含有泥漿水及沉澱後的上層水之總稱。回收水
變異性很大,對高強度混凝土之品質的影響未有足夠的調查資
料,但是一般的混凝土,拌和水中部分使用回收水時,報告指
出根據其所含泥漿濃度,將影響摻料的使用量、隨著時間之坍
度變動、抗壓強度、乾燥收縮、中性化深度等,故建議高強度
混凝土中不得使用回收水拌和。
3- 29¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第131頁
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表3.3.1 拌和水之品質基準
項目 品質
懸濁物質之量 2g/l 以下超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬溶解性蒸發殘留物之量 1g/l 以下
氯離子(CI-)量 200ppm 以下
水泥之凝結時間的差 開始為30 分以內,結束為60 分以
水泥砂漿之壓縮強度的比例 內
齡期7 天及28 天為90%以上
* A 5308-2003
【資料來源:參考書目9】
3.3.4 化學摻料化學摻料化學摻料化學摻料
(1) 混凝土使用之化學摻料應符合下列規定:CNS 12283〔混凝 根據JIS 附屬書3 表1
土用化學摻料〕化學摻料、CNS 12833〔流動化混凝土用化
學摻料〕流動化摻料之標準。
(2) 對特定的混凝土之要求性能,可根據[高強度混凝土用化學摻
料之選定方法]選定之化學摻料,但仍應符合CNS 12283〔混
凝土用化學摻料〕之規定。
(3) 對於使用a 項及b 項規定以外之化學摻料,應根據可信賴資料
或經試驗確認可達到設計要求之品質者,方可申請使用。
[解說]
(1) 高強度混凝土所使用之化學摻料為,須符合CNS 12283〔混
凝土用化學摻料〕化學摻料、CNS 12833〔流動化混凝土用化
學摻料〕流動化摻料之品質者。
高強度混凝土與普通強度混凝土比較,單位用水量及水膠
比小,變成總粉體量多的配比,有混凝土的黏性變高,施工性
變壞的傾向。爲了改善施工性,使用高性能AE 減水劑,即使少
單位水量及低水膠比也可製造出高坍度,且流動性佳的混凝
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土。一般使用符合CNS 12283〔混凝土用化學摻料〕所規定之
高性能AE 減水劑。高性能AE 減水劑之主成分可概分為
(Polycarbon)、荼系鹽(naphthalene)、硫氨酸系(aminosulfon)、 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
三聚氰氨系(melamine)。現在高強度混凝土,從其高分散性及
高機能性的著眼,應用高分子羰酸基(Polycarbon)之產品為主
流。此外,於工程現場爲了得到新拌混凝土的工作性使其具有
流動化特性,常使用之流動化劑應符合CNS 12833〔流動化混
凝土用化學摻料〕標準。
(2) 高強度混凝土之配比,膠結材的種類會依目標強度等級而使用
材料不同,如設計強度60N/mm2 以下常用普通水泥,
60~80N/mm2 者則用低熱系水泥,強度高於80N/mm2 者則主要
使用混入矽灰等之微粒子的低熱系水泥,。
高強度混凝土隨著所要求強度的提高,其使用材料及配比
也變化,為達成混凝土要求性能要求,其使用之化學摻料的選
定應先予試驗確認,其化學摻料的品質,應滿足CNS 12833〔流
動化混凝土用化學摻料〕之規定。
(3) 使用a 項及b 項所規定以外之化學摻料時,應具有「高強度混
凝土用高性能AE 減水劑之性能判定基準」,或根據其他可信賴
資料及試驗確認可達到要求的品質。
3.3.5 混凝土物理性摻料混凝土物理性摻混凝土物理性摻混凝土物理性摻
(1) 混凝土物理性摻材應符合下列規定:CNS 12549〔混凝土及
水泥墁料用水淬高爐爐碴粉〕之高爐爐碴粉,CNS 3036〔卜
特蘭水泥混凝土用飛灰及天然或煆燒卜作嵐攙和物〕之飛灰
C 類或F 類,ASTM C1240〔Specification for Silica Fume for
Use in Hydraulic-Cement Concrete and Mortar〕之矽灰。
3- 31¶ 建研所New RC指針草案研究|原檔第133頁
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(2) 對於a 項以外之混凝土摻材,應根據可信賴資料,或經試驗確 認可達到設計規定要求之品質者,方得申請使用。 [解說]超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬 [高強度混凝土用水泥之品質基準]係參照日本之JASS 5T-701-2005 之規定 3.3.6 其他的材料其他的材料其他的材料其他的材料 混凝土中添加的其他材料,事前應根據可信賴資料或經試驗確 認可達到設計所要求的品質者,方可申請使用。 [解說] 混凝土中可使用的其他材料須根據可信賴資料或試驗確認過者。 例如,設計強度超過60N/mm2 之高強度混凝土,於火災時 有爆裂的問題。爲了抑制此爆裂,可以添加非鋼纖維中之聚丙 烯,或聚乙烯醇等之短纖維作為防止爆裂材,以有效的降低爆 裂;使用時必須根據可信賴資料及試驗加以確認。 3.4 混凝土配比強度混凝土配比強度混凝土配比強度混凝土配比強度 (1) 混凝土配比強度以標準養護的試體,於第m 天齡期的抗壓強 度來表示。設計強度在48N/mm2 以下的一般混凝土,其配比 強度可使用標準養護試體,於28 天齡期的抗壓強度來表示。 (2) 混凝土的試體抗壓強度係指按CNS 1230〔混凝土試體在試驗 室模製及養護法〕規定,製作混凝土試體與標準養護方法,在 特定齡期的實驗抗壓強度。有關高強度混凝土其實際結構混凝 土的強度須根據混凝土設計要求強度下,以試體實驗抗壓強 度,並按其齡期、外部環境的溫度變化等條件予以修正,以判 定實際結構體混凝土強度。 3- 32
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[解說]
(1)按日本建築學會出版的高強度混凝土施工指針與解說所示,實
際結構混凝土強度並非僅以28 天之齡期標準試體強度作為要 第三章 高強度鋼筋混凝土之材料與構材性能
求強度,並應依設計強度、齡期、工作環境溫度變化等作適當
的調整,混凝土配比強度以標準養護後之試體於第m 天齡期的
抗壓強度來表示,根據下述(1)或(2)之規定。此外,混凝土的
設計強度在48N/mm2 以下時,配比強度以標準養護的試體,
於28 日齡期的抗壓強度來表示,可根據(3)訂定之。
(1) 結構混凝土之抗壓強度係按CNS 1230〔混凝土試體在試
驗室模製及養護法〕規定,作為混凝土試體的標準養護方法。
根據結構混凝土修正強度進行結構體混凝土強度之判定時,配
比強度訂定時應使其滿足(3.3)及(3.4)式,或(3.5)及(3.6)式。
或
(2) 結構體混凝土之強度管理用的試體養護方法,係給予和結
構體混凝土溫度履歷類似之溫度履歷,進行結構體溫度養護;
根據結構體修正強度來判定結構體混凝土強度時,配比強度訂
定時應使其滿足(3.7)及(3.8)。
其
中
,
mF:結構體混凝土之強度管理齡期為n 日,決定配比強度
之齡期為m 日時之配比強度(N/mm2)。
3- 33上一節:指針草案第三章 材料與構材性能(3/6) | 下一節:指針草案第三章 材料與構材性能(5/6)
來源:內政部建築研究所《超高強度鋼筋混凝土建築設計施工指針之研擬》,民國98年12月。依建研所網站資料開放宣告註明出處;本站分章呈現並另加歷史與適用註記,不代表發布機關認可。查核日期:2026年8月30日。