發布單位： 內政部建築研究所
作者： 研究主持人：何明錦；協同主持人：黃然、張建智；研究助理：陳建宏、張志宇
出版版本： 民國96年12月（2007年12月）
文件性質： 研究報告（含技術手冊草案）
官方來源： 原始PDF ｜
發布機關網頁 閱讀提醒： 本件為96年度研究成果；附錄一為研究提出的技術手冊草案，不等同主管機關發布的現行通案規範。原文材料、單位及引用標準依出版時內容保留，工程採用前應另核對適用版本及契約。
全文目錄 ｜ 發布單位資料入口 ｜ 鋼結構、鋼橋塗裝與防蝕
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第三章 試驗計劃
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第三章 第三章第三章 第三章 試驗計畫 試驗計畫試驗計畫 試驗計畫 本研究於鋼材試片表面施作不同防鏽蝕處理或塗層，進行效能指標性試驗， 以暸解防護處理於不同環境下之性能並評估防護系統適用性。 第一節 第一節第一節 第一節 試驗變數及試片 試驗變數及試片試驗變數及試片 試驗變數及試片 一 一一 一、 、、 、試驗變數 試驗變數試驗變數 試驗變數 試驗變數為試片表面防護系統包括複合式塗裝、環氧樹脂塗裝、聚胺基酯 (polyurethane, PU) 塗裝、添加鋅粉與熱浸鍍鋅。 二、 、、 、試片 試片試片 試片 長方形碳鋼試片尺寸為 75( w ) × 150( l ) × 3( t ) mm ，依照 ISO 8501-1 規定進行表 面噴砂，噴砂級別如表 3-1 所示。 表 表表 表 3-1 噴砂級別 噴砂級別噴砂級別 噴砂級別 ISO 8501-1988 表面狀態 Sa 3
鋼材表面清潔
表面不允許留下任何可見污物 Sa 2 1 / 2
重度噴砂清理
同 Sa 2 但只允許表面每 9in 2 留下 5 ％的陰影、條紋和痕跡
Sa 2
中度噴砂清理
可見油脂被清除，只允許表面每 9in 2 留下 33 ％的其他汙物 留下的陰影、條紋和痕跡 Sa 1
輕度噴砂清理
所有可見油脂、鬆散鏽蝕和氧化皮都被清除 表 表表 表 3-2 表面處理之標準對應 表面處理之標準對應表面處理之標準對應 表面處理之標準對應 GB 8923-88 ISO 8501-1988 SSPC NACE Sa 3 Sa 3 SP 1 Sa 2 1 / 2 Sa 2 1 / 2 SP10 2 Sa 2 Sa 2 SP6 3 Sa 1 Sa 1 SP7 4 St 3 St 3 SP3 - St 2 St 2 SP2 -
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第三章 試驗計畫
本研究於鋼材試片表面施作不同防鏽蝕處理或塗層，進行效能指標性試驗，
以暸解防護處理於不同環境下之性能並評估防護系統適用性。
第一節 試驗變數及試片
一、試驗變數
試驗變數為試片表面防護系統包括複合式塗裝、環氧樹脂塗裝、聚胺基酯
(polyurethane, PU) 塗裝、添加鋅粉與熱浸鍍鋅。
二、試片
長方形碳鋼試片尺寸為 75(w) × 150(l) × 3(t) mm，依照 ISO 8501-1 規定進行表
面噴砂，噴砂級別如表 3-1 所示。
表 3-1 噴砂級別
ISO 8501-1988 表面狀態
Sa 3 鋼材表面清潔 表面不允許留下任何可見污物
1 2
Sa 2 / 重度噴砂清理 同 Sa 2 但只允許表面每 9in 留下 5％的陰影、條紋和痕跡
2
2
Sa 2 中度噴砂清理 可見油脂被清除，只允許表面每 9in 留下 33％的其他汙物
留下的陰影、條紋和痕跡
Sa 1 輕度噴砂清理 所有可見油脂、鬆散鏽蝕和氧化皮都被清除
表 3-2 表面處理之標準對應
GB 8923-88 ISO 8501-1988 SSPC NACE
Sa 3 Sa 3 SP 1
1 1
Sa 2 / Sa 2 / SP10 2
2 2
Sa 2 Sa 2 SP6 3
Sa 1 Sa 1 SP7 4
St 3 St 3 SP3 -
St 2 St 2 SP2 -
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鋼結構建築防鏽蝕工法之研究
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三、 、、 、防護系統編號 防護系統編號防護系統編號 防護系統編號 本研究分為傳統複合式塗裝、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、鋅粉塗封與熱 浸鍍鋅等系統其編號如表 3-3 所示，編號詳細說明如表 3-4 所示。 表 表表 表 3-3 防護系統編號 防護系統編號防護系統編號 防護系統編號 編號 成分 Z 鋅 (Zn) E 環氧樹脂 (epoxy) PU 聚胺基甲酸酯樹脂 (polyurethane) P 磷 (P) A 鋁 (Al) S 矽 (Si) 表 表表 表 3-4 防護系統編號說明 防護系統編號說明防護系統編號說明 防護系統編號說明 編號 防護系統 編號 防護系統 BARE
無 ( 裸鋼 ) ES 無機鋅粉塗裝 Z 熱浸鍍鋅 EP 環氧樹脂系三聚磷酸鋁防銹塗 裝 C 複合式塗裝 E1 液體環氧塗裝 P1 環保型快乾彈性 PU 塗裝 E2 熔結環氧樹脂粉體塗裝 P2 無溶劑型 PU 塗裝 AZ 鋅鋁合金塗裝 EZ 環氧樹脂鋅粉塗裝 -- -- 第二節 第二節第二節 第二節 表面防護系統 表面防護系統表面防護系統 表面防護系統 一 一一 一、 、、 、熱浸鍍鋅處理 熱浸鍍鋅處理熱浸鍍鋅處理 熱浸鍍鋅處理 依據 CNS 8503 熱浸鍍鋅作業方法進行熱浸鍍鋅處理。將已清洗潔淨的鐵件， 經由 Flux 的潤濕作用，浸入鋅浴中，使鋼鐵與熔融鋅反應生成一合金化的皮膜。 其作業流程簡示圖 3-1 所示。
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三、防護系統編號
本研究分為傳統複合式塗裝、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、鋅粉塗封與熱
浸鍍鋅等系統其編號如表 3-3 所示，編號詳細說明如表 3-4 所示。
表 3-3 防護系統編號
編號 成分
Z 鋅(Zn)
E 環氧樹脂(epoxy)
PU 聚胺基甲酸酯樹脂(polyurethane)
P 磷(P)
A 鋁(Al)
S 矽(Si)
表 3-4 防護系統編號說明
編號 防護系統 編號 防護系統
BARE 無(裸鋼) ES 無機鋅粉塗裝
環氧樹脂系三聚磷酸鋁防銹塗
Z 熱浸鍍鋅 EP
裝
C 複合式塗裝 E1 液體環氧塗裝
P1 環保型快乾彈性 PU 塗裝 E2 熔結環氧樹脂粉體塗裝
P2 無溶劑型 PU 塗裝 AZ 鋅鋁合金塗裝
EZ 環氧樹脂鋅粉塗裝 -- --
第二節 表面防護系統
一、熱浸鍍鋅處理
依據 CNS 8503 熱浸鍍鋅作業方法進行熱浸鍍鋅處理。將已清洗潔淨的鐵件，
經由 Flux 的潤濕作用，浸入鋅浴中，使鋼鐵與熔融鋅反應生成一合金化的皮膜。
其作業流程簡示圖 3-1 所示。
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第三章 試驗計劃
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圖 圖圖 圖 3-1 熱浸鍍鋅作業流程 熱浸鍍鋅作業流程熱浸鍍鋅作業流程 熱浸鍍鋅作業流程 ( 台灣熱浸鍍鋅協會 台灣熱浸鍍鋅協會台灣熱浸鍍鋅協會 台灣熱浸鍍鋅協會 ) 二 二二 二、 、、 、複合式塗裝 複合式塗裝複合式塗裝 複合式塗裝 本防蝕塗裝系統係在室溫下噴塗 1 道環氧樹脂底漆， 12 小時後噴塗 1 道環氧 樹脂中漆，再隔 12 小時後噴塗 2 道 PU 面漆。環氧樹脂底漆為環氧樹脂配合磷酸 鋅，藉聚醯胺交聯硬化，混合比為主劑：硬化劑＝ 7.5 ： 1 ( 重量比 ) 。環氧樹脂中漆 為環氧樹脂混合氧化鐵，藉聚醯胺交聯硬化，混合比為主劑：硬化劑 =8 ： 1 ( 重量 比 ) 。 PU 面漆混合比為主劑：硬化劑＝ 8 ： 1 ( 重量比 ) 。 三 三三 三、 、、 、聚氨基甲酸酯樹脂 聚氨基甲酸酯樹脂聚氨基甲酸酯樹脂 聚氨基甲酸酯樹脂 PU 塗裝系統 塗裝系統塗裝系統 塗裝系統 ( 一 一一 一 ) 快乾彈性 快乾彈性快乾彈性 快乾彈性 PU 塗裝 塗裝塗裝 塗裝 試片表面噴砂處理至 ISO 8501-1Sa2 1 / 2 以上，表面粗糙度約為 75 µ m 。利用噴 塗機具施工，漆料於噴槍入口處混合。 ( 二 二二 二 ) 無溶劑型 無溶劑型無溶劑型 無溶劑型 PU 塗裝 塗裝塗裝 塗裝 無溶劑型聚氨基甲酸酯樹脂 (PU) ，混合比為主劑：硬化劑＝ 4 ： 1 ( 重量比 ) ， 試片表面噴砂處理至 ISO 8501-1Sa2 1 / 2 ，並使表面粗糙度達到 40~75 µ m 。於一次噴 塗施工。 四 四四 四、 、、 、鋅粉塗裝系統 鋅粉塗裝系統鋅粉塗裝系統 鋅粉塗裝系統 ( 一 一一 一 ) 環氧樹脂鋅粉塗裝 環氧樹脂鋅粉塗裝環氧樹脂鋅粉塗裝 環氧樹脂鋅粉塗裝 由環氧樹脂及硬化劑配以鋅粉製成二劑一粉型高鋅粉防銹漆。混合比為主 劑：硬化劑：鋅粉＝ 15 ： 9 ： 75( 重量比 ) ，將硬化劑倒入主劑中攪拌後再加入鋅粉，
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圖 3-1 熱浸鍍鋅作業流程
(台灣熱浸鍍鋅協會)
二、複合式塗裝
本防蝕塗裝系統係在室溫下噴塗 1 道環氧樹脂底漆，12 小時後噴塗 1 道環氧
樹脂中漆，再隔 12 小時後噴塗 2 道 PU 面漆。環氧樹脂底漆為環氧樹脂配合磷酸
鋅，藉聚醯胺交聯硬化，混合比為主劑：硬化劑＝7.5：1 (重量比)。環氧樹脂中漆
為環氧樹脂混合氧化鐵，藉聚醯胺交聯硬化，混合比為主劑：硬化劑=8：1 (重量
比)。PU 面漆混合比為主劑：硬化劑＝8：1 (重量比)。
三、聚氨基甲酸酯樹脂 PU 塗裝系統
(一)快乾彈性 PU 塗裝
1
試片表面噴砂處理至 ISO 8501-1Sa2 / 以上，表面粗糙度約為 75µm。利用噴
2
塗機具施工，漆料於噴槍入口處混合。
(二)無溶劑型 PU 塗裝
無溶劑型聚氨基甲酸酯樹脂(PU)，混合比為主劑：硬化劑＝4：1 (重量比) ，
1
試片表面噴砂處理至 ISO 8501-1Sa2 / ，並使表面粗糙度達到 40~75µm。於一次噴
2
塗施工。
四、鋅粉塗裝系統
(一)環氧樹脂鋅粉塗裝
由環氧樹脂及硬化劑配以鋅粉製成二劑一粉型高鋅粉防銹漆。混合比為主
劑：硬化劑：鋅粉＝15：9：75(重量比)，將硬化劑倒入主劑中攪拌後再加入鋅粉，
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鋼結構建築防鏽蝕工法之研究
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再以 80 孔篩網過濾。使用高壓機具一次噴塗完成。 ( 二 二二 二 ) 矽酸酯 矽酸酯矽酸酯 矽酸酯鋅粉塗裝 鋅粉塗裝鋅粉塗裝 鋅粉塗裝 由高純度鋅粉及矽酸酯類構成之二液型防銹漆。混合比為矽酸酯：鋅粉 =35 ： 65 ( 重量比 ) ，將鋅粉倒入主劑中，然後以 80 孔篩網過濾。試片表面噴砂處理至 ISO 8501-1Sa2 1 / 2 以上，並使表面保持適當的粗度 (45~60 µ m) 。乾膜厚度不宜超過 100 µ m 。使用高壓機具一次噴塗完成。 五 五五 五、 、、 、環氧樹脂三聚磷酸鋁防銹 環氧樹脂三聚磷酸鋁防銹環氧樹脂三聚磷酸鋁防銹 環氧樹脂三聚磷酸鋁防銹塗裝 塗裝塗裝 塗裝 為環氧樹脂、氧化鐵及三聚磷酸鋁防銹顏料構成之二液型防銹漆。混合比為 主劑：硬化劑＝ 88 ： 12 ( 重量比 ) ，表面必須乾燥。使用空氣壓力 4~6 kgf/cm 2 壓縮 比 28 ： 1 之噴塗機一次噴塗完成。 六 六六 六、 、、 、環氧樹脂塗裝系列 環氧樹脂塗裝系列環氧樹脂塗裝系列 環氧樹脂塗裝系列 ( 一 一一 一 ) 液態環氧樹脂 液態環氧樹脂液態環氧樹脂 液態環氧樹脂塗裝 塗裝塗裝 塗裝 液態環氧塗料爲雙組分固化體系，試片表面必須用噴砂處理至 ISO 8501-1Sa2 1 / 2 ，混合比為主劑：硬化劑＝ 2.2 ： 1 ( 重量比 ) ，採刷塗方式塗裝。 ( 二 二二 二 ) 熔結環氧樹酯粉體塗裝 熔結環氧樹酯粉體塗裝熔結環氧樹酯粉體塗裝 熔結環氧樹酯粉體塗裝 由環氧樹脂與多層聚烯 (polyolefin) 系統熔化結合 (fusion bonded) 組成。多層聚烯系 統係由聚乙烯 (polyethylene) 分子聚合物之中間層黏結聚乙烯或聚丙烯分子 (polypropylene) 聚合物外塗層構成，使用低氧低水份滲透熔化聯結環氧樹脂。在試 片清潔之後噴塗完成。 七 七七 七、 、、 、鋅鋁合金塗裝 鋅鋁合金塗裝鋅鋁合金塗裝 鋅鋁合金塗裝 為陽極保護的特殊塗料，用於較大的物件。混合比為鋁：鋅：硬化劑＝ 1 ： 8 ： 1 ( 重量比 ) ，表面必須乾燥，使用靜電噴槍噴塗，噴塗完成後至 160° 高溫下烘烤 15 分鐘。 第三節 第三節第三節 第三節 試驗方法 試驗方法試驗方法 試驗方法 一 一一 一、 、、 、熱浸鍍鋅層檢驗法 熱浸鍍鋅層檢驗法熱浸鍍鋅層檢驗法 熱浸鍍鋅層檢驗法 ( 一 一一 一 ) 附著性與附著量檢驗 附著性與附著量檢驗附著性與附著量檢驗 附著性與附著量檢驗 附著性係參照 CNS1247 規定進行鎚擊試驗，首先將試驗面固定，以支持台為
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再以80孔篩網過濾。使用高壓機具一次噴塗完成。
(二) 矽酸酯鋅粉塗裝
由高純度鋅粉及矽酸酯類構成之二液型防銹漆。混合比為矽酸酯：鋅粉=35：
65 (重量比) ，將鋅粉倒入主劑中，然後以 80孔篩網過濾。試片表面噴砂處理至ISO
1
8501-1Sa2 / 以 上 ， 並使 表 面 保 持 適 當 的 粗 度 (45~60µm) 。 乾 膜 厚 度 不 宜 超 過
2
100µm。使用高壓機具一次噴塗完成。
五、環氧樹脂三聚磷酸鋁防銹塗裝
為環氧樹脂、氧化鐵及三聚磷酸鋁防銹顏料構成之二液型防銹漆。混合比為
2
主劑：硬化劑＝88：12 (重量比)，表面必須乾燥。使用空氣壓力 4~6 kgf/cm 壓縮
比28：1 之噴塗機一次噴塗完成。
六、環氧樹脂塗裝系列
(一)液態環氧樹脂塗裝
液 態 環 氧 塗 料 爲 雙 組 分 固 化 體 系 ， 試 片 表 面 必 須 用 噴 砂 處 理 至 ISO
1
8501-1Sa2 / ，混合比為主劑：硬化劑＝2.2：1 (重量比)，採刷塗方式塗裝。
2
(二)熔結環氧樹酯粉體塗裝
由環氧樹脂與多層聚烯(polyolefin)系統熔化結合(fusion bonded)組成。多層聚烯系
統 係 由 聚 乙 烯 (polyethylene) 分 子 聚 合 物 之 中 間 層 黏 結 聚 乙 烯 或 聚 丙 烯 分 子
(polypropylene)聚合物外塗層構成，使用低氧低水份滲透熔化聯結環氧樹脂。在試
片清潔之後噴塗完成。
七、鋅鋁合金塗裝
為陽極保護的特殊塗料，用於較大的物件。混合比為鋁：鋅：硬化劑＝1：8：
1 (重量比)，表面必須乾燥，使用靜電噴槍噴塗，噴塗完成後至160°高溫下烘烤15
分鐘。
第三節 試驗方法
一、熱浸鍍鋅層檢驗法
(一)附著性與附著量檢驗
附著性係參照 CNS1247 規定進行鎚擊試驗，首先將試驗面固定，以支持台為
32
第三章 試驗計劃
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中心，鎚柄垂直落下。每隔 4mm 打擊 1 點，打擊 5 點，觀察打擊點間之剝離與浮 脹現象。試片之角邊及試片邊緣 10mm 以內不在試驗範圍內。 附著量系利用酸溶法進行鍍鋅層附著量分析，並求得平均鍍鋅層厚度。鍍鋅 層重量是根據 CNS 1247 進行試驗，試驗原理係利用試驗液將鍍鋅層溶去，以試驗 前後重量差異來求得鍍鋅層重量。試驗液製作方法為：取試藥級三氧化二銻 20g 溶解於氫氯酸 (hydrochloric acid ，比重 1.18 以上 )1000m l 中作為原液，於開始試驗 前，取 5m l 原液至 100m l 氫氯酸中作為試驗液。稱試片質量精度至預估附著量之 1% ，浸漬於試驗液中，直到無氣泡發生時，以其減少量除以鍍鋅表面積，即為附 著量。 ( 二 二二 二 ) 鍍層厚度及鋅附著量測定法 鍍層厚度及鋅附著量測定法鍍層厚度及鋅附著量測定法 鍍層厚度及鋅附著量測定法 本試驗參照 CNS1247 規定進行。膜厚計應使用予已知鍍層厚度之標準式片校 正者。就一片試片測定 5 點以上之鍍層厚度，以其平均值為鍍層厚度測定值。 由鍍層厚度測定值求附著量，依下式算出之 tA
×
=
2.7 式中 7.2 g/cm 3 為鋅密度， A 為鋅附著量 (g/m 2 ) ， t 為鍍層厚度 ( µ m) 二 二二 二、 、、 、塗膜性質試驗法 塗膜性質試驗法塗膜性質試驗法 塗膜性質試驗法 ( 一 一一 一 ) 塗料膜厚度量測 塗料膜厚度量測塗料膜厚度量測 塗料膜厚度量測 本試驗使用電磁膜厚計直接量測，於試片選定範圍內量測五點，取此五點之 平均值作為此試片之塗膜厚度。 ( 二 二二 二 ) 耐衝擊試驗法 耐衝擊試驗法耐衝擊試驗法 耐衝擊試驗法 本試驗法參照 CNS10757 進行。首先將試片面朝上水平放置及固定，錘球自 由落下，衝擊後試片置於室內 1 小時後，關查塗膜表面。 ( 三 三三 三 ) 附著性試驗 附著性試驗附著性試驗 附著性試驗 本試驗參照 CNS10757 規定進行。方格法：使用定規儀及刀片，於試片中央 處割畫成方格狀，切割面與塗面保持在 35 ～ 45 ∘範圍內，觀察試片塗膜之損傷狀 態，參考表 3-5 評定之。 × 切割黏帶法：將試片上塗膜以切割刀切割至基材層，並 切格成 × 狀。再於其上黏貼膠帶，於撕開膠帶後，檢查試片與基材附著性之優劣性 質，參考表 3-6 評定之。
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中心，鎚柄垂直落下。每隔 4mm 打擊 1 點，打擊 5 點，觀察打擊點間之剝離與浮
脹現象。試片之角邊及試片邊緣 10mm 以內不在試驗範圍內。
附著量系利用酸溶法進行鍍鋅層附著量分析，並求得平均鍍鋅層厚度。鍍鋅
層重量是根據 CNS 1247 進行試驗，試驗原理係利用試驗液將鍍鋅層溶去，以試驗
前後重量差異來求得鍍鋅層重量。試驗液製作方法為：取試藥級三氧化二銻 20g
溶解於氫氯酸(hydrochloric acid，比重 1.18 以上)1000ml 中作為原液，於開始試驗
前，取 5ml 原液至 100ml 氫氯酸中作為試驗液。稱試片質量精度至預估附著量之
1%，浸漬於試驗液中，直到無氣泡發生時，以其減少量除以鍍鋅表面積，即為附
著量。
(二)鍍層厚度及鋅附著量測定法
本試驗參照 CNS1247 規定進行。膜厚計應使用予已知鍍層厚度之標準式片校
正者。就一片試片測定 5 點以上之鍍層厚度，以其平均值為鍍層厚度測定值。
由鍍層厚度測定值求附著量，依下式算出之
A = 7.2 × t
3 2
式中 7.2 g/cm 為鋅密度，A 為鋅附著量(g/m )，t 為鍍層厚度(µm)
二、塗膜性質試驗法
(一)塗料膜厚度量測
本試驗使用電磁膜厚計直接量測，於試片選定範圍內量測五點，取此五點之
平均值作為此試片之塗膜厚度。
(二)耐衝擊試驗法
本試驗法參照 CNS10757 進行。首先將試片面朝上水平放置及固定，錘球自
由落下，衝擊後試片置於室內 1 小時後，關查塗膜表面。
(三)附著性試驗
本試驗參照 CNS10757 規定進行。方格法：使用定規儀及刀片，於試片中央
處割畫成方格狀，切割面與塗面保持在 35～45∘範圍內，觀察試片塗膜之損傷狀
態，參考表 3-5 評定之。×切割黏帶法：將試片上塗膜以切割刀切割至基材層，並
切格成×狀。再於其上黏貼膠帶，於撕開膠帶後，檢查試片與基材附著性之優劣性
質，參考表 3-6 評定之。
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鋼結構建築防鏽蝕工法之研究
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表 表表 表 3-5 附著性試驗之評定點數表 附著性試驗之評定點數表附著性試驗之評定點數表 附著性試驗之評定點數表 ( 方格法 方格法方格法 方格法 ) 評定點數 損傷狀態 10 每一條割痕，兩邊平滑且細，割痕之交叉點以及正方形每一方 格內無任何剝落現象。 8 切割之交叉點稍微剝落，正方形每一方格無剝落現象而缺損部 分之面積在總正方形之 5 ％以內。 6 割痕之兩側與交叉點有剝落，缺損部分之面積為總正方形面積 之 5 ～ 15 ％。 4 切割所起之剝落寬度較廣，缺損部分之面積為總正方形之面積 之 15 ～ 35 ％。 2 由於切割所造成之剝落寬度較評定為 4 點者更廣，缺損部分之 面積為總正方形面積之 35 ～ 65 ％。 0 剝落面積為總正方形面積之 65 ％以上者 (CNS10757) 表 表表 表 3-6 附著性試驗之評定點數表 附著性試驗之評定點數表附著性試驗之評定點數表 附著性試驗之評定點數表 (× 切割黏帶法 切割黏帶法切割黏帶法 切割黏帶法 ) 評定點數 × 切割部分之狀態 10 無任何剝落現象 8 交叉線無剝落，在 × 切割部有一點剝落 6 由 × 切割部之交叉點向任何方向有 1.5mm 以內之剝落 4 由 × 切割部之交叉點向任何方向有 3.0mm 以內之剝落 2 膠帶所黏貼之 × 切割部之大部分有剝落者 0 較 × 切割部較大之剝落者 (CNS10757) ( 四 四四 四 ) 塗膜硬度試驗 塗膜硬度試驗塗膜硬度試驗 塗膜硬度試驗 本試驗參照 CNS10757 規定進行。硬度 ( 鉛筆法 ) ：以鉛筆筆芯試驗塗膜支硬度， 並以鉛筆之硬度號述表示之方法。將試片塗膜面朝上，使鉛筆與水平面保持 45 度 角在試驗片上刮削，向試驗者正前方以 1cm/s 刮約 1cm ，連續反覆試驗 5 次。 5 次反
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表 3-5 附著性試驗之評定點數表(方格法)
評定點數 損傷狀態
10 每一條割痕，兩邊平滑且細，割痕之交叉點以及正方形每一方
格內無任何剝落現象。
8 切割之交叉點稍微剝落，正方形每一方格無剝落現象而缺損部
分之面積在總正方形之 5％以內。
6 割痕之兩側與交叉點有剝落，缺損部分之面積為總正方形面積
之 5～15％。
4 切割所起之剝落寬度較廣，缺損部分之面積為總正方形之面積
之 15～35％。
2 由於切割所造成之剝落寬度較評定為 4 點者更廣，缺損部分之
面積為總正方形面積之 35～65％。
0 剝落面積為總正方形面積之 65％以上者
(CNS10757)
表 3-6 附著性試驗之評定點數表(×切割黏帶法)
評定點數 ×切割部分之狀態
10 無任何剝落現象
8 交叉線無剝落，在×切割部有一點剝落
6 由×切割部之交叉點向任何方向有 1.5mm 以內之剝落
4 由×切割部之交叉點向任何方向有 3.0mm 以內之剝落
2 膠帶所黏貼之×切割部之大部分有剝落者
0 較×切割部較大之剝落者
(CNS10757)
(四)塗膜硬度試驗
本試驗參照CNS10757規定進行。硬度(鉛筆法)：以鉛筆筆芯試驗塗膜支硬度，
並以鉛筆之硬度號述表示之方法。將試片塗膜面朝上，使鉛筆與水平面保持45度
角在試驗片上刮削，向試驗者正前方以1cm/s刮約1cm，連續反覆試驗5次。5次反
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第三章 試驗計劃
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覆試驗中， 2 次以上看不到試驗片的表面或下層塗膜時，應更換號數大 1 號支鉛筆 做同樣之試驗。如此試驗求取塗膜破裂達 2 次以上的鉛筆，並記錄該鉛筆硬度號數 小 1 號之號數。 維氏硬度儀：維氏硬度儀係利用經校準之機台在設定的加載下，採用正方錐 體兩面對角線為 136° 的鑽石方壓痕器壓入受測試件表面，持續一段時間後移去荷重 及壓痕器，藉由量測壓痕的對角線長度及荷重大小決定硬度值 (HV) 。可依下式計 算： HV ＝ 1.8544P/d 2 P ：加載 (kgf) d ：壓痕對角線平均值 (mm) ( 四 四四 四 ) 塗膜耐磨試驗 塗膜耐磨試驗塗膜耐磨試驗 塗膜耐磨試驗 落砂試驗：本試驗參照 ASTM D968 規定進行，將標準砂倒入漏斗，使砂呈 90° 落下在塗裝式片上，砂流速： 21 to 23.5 sec/2 l ，衝擊試片之落砂量達到 90 % 時， 觀測試片磨損情形，並以下式計算耐磨損指數： A=W/T A ：耐磨耗指數 W ：落砂量 (kg) T ：塗膜厚度 ( µ m) 四 四四 四、 、、 、塗膜化抗學性試驗法 塗膜化抗學性試驗法塗膜化抗學性試驗法 塗膜化抗學性試驗法 ( 一 一一 一 ) 耐酸試驗法 耐酸試驗法耐酸試驗法 耐酸試驗法 本試驗參照 CNS10757 規定進行。將試片浸漬於酸溶液中，觀察塗膜狀態及 溶液之變化情形。將塗膜試片，插放 2000m l 玻璃燒杯中，並加入 5W/V% H 2 SO 4 溶液約至試片五分之四深，於 24 小時後取出試片，並以清水清洗，放於室內乾燥 2 小時後，檢查塗膜。長期浸漬試驗時，則浸漬至 30 天時，需更換試驗溶液。試 片周圍 10mm 內之塗膜，不做為觀察對象。 ( 二 二二 二 ) 耐鹼試驗法 耐鹼試驗法耐鹼試驗法 耐鹼試驗法 本試驗參照 CNS10757 規定進行。將試片浸漬於鹼溶液中，觀察塗膜狀態及 溶液之變化情形。試驗方法如下：將塗膜試片，插放 2000m l 玻璃燒杯中，並加入 5W/V% Na 2 CO 3 溶液至約試片五分之四深，於 24 小時後取出試片，並以清水清
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覆試驗中，2次以上看不到試驗片的表面或下層塗膜時，應更換號數大1號支鉛筆
做同樣之試驗。如此試驗求取塗膜破裂達2次以上的鉛筆，並記錄該鉛筆硬度號數
小1號之號數。
維氏硬度儀：維氏硬度儀係利用經校準之機台在設定的加載下，採用正方錐
體兩面對角線為136°的鑽石方壓痕器壓入受測試件表面，持續一段時間後移去荷重
及壓痕器，藉由量測壓痕的對角線長度及荷重大小決定硬度值(HV)。可依下式計
算：
2
HV＝1.8544P/d
P：加載 (kgf)
d：壓痕對角線平均值 (mm)
(四)塗膜耐磨試驗
落砂試驗：本試驗參照 ASTM D968 規定進行，將標準砂倒入漏斗，使砂呈
90°落下在塗裝式片上，砂流速：21 to 23.5 sec/2l，衝擊試片之落砂量達到 90 %時，
觀測試片磨損情形，並以下式計算耐磨損指數：
A=W/T
A：耐磨耗指數
W：落砂量(kg)
T：塗膜厚度(µm)
四、塗膜化抗學性試驗法
(一)耐酸試驗法
本試驗參照 CNS10757 規定進行。將試片浸漬於酸溶液中，觀察塗膜狀態及
溶液之變化情形。將塗膜試片，插放 2000ml 玻璃燒杯中，並加入 5W/V% H SO
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溶液約至試片五分之四深，於 24 小時後取出試片，並以清水清洗，放於室內乾燥
2 小時後，檢查塗膜。長期浸漬試驗時，則浸漬至 30 天時，需更換試驗溶液。試
片周圍 10mm 內之塗膜，不做為觀察對象。
(二)耐鹼試驗法
本試驗參照 CNS10757 規定進行。將試片浸漬於鹼溶液中，觀察塗膜狀態及
溶液之變化情形。試驗方法如下：將塗膜試片，插放 2000ml 玻璃燒杯中，並加入
5W/V% Na CO 溶液至約試片五分之四深，於 24 小時後取出試片，並以清水清
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鋼結構建築防鏽蝕工法之研究
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洗，放於室內乾燥 2 小時後，檢查塗膜。長期浸漬試驗時，則浸漬至 30 天時，需 更換試驗溶液。試片周圍 10mm 內塗膜，不做為觀察對象。 ( 三 三三 三 ) 耐鹽水試驗法 耐鹽水試驗法耐鹽水試驗法 耐鹽水試驗法 本試驗參照 CNS10757 規定進行。將試片浸漬於氯化鈉溶液中，觀察塗膜狀 態及溶液之變化情形。試驗方法如下：將塗膜試片，放置於 2000m l 玻璃燒杯中， 並加入 3W/V% NaC l 溶液至約試片五分之四深，於 96 小時後取出試片，並以清水 清洗，放於室內乾燥 24 小時後，檢查塗膜。長期浸漬試驗時，則浸漬至 30 天時， 需更換試驗溶液。試片約 10mm 內，不作為觀察對象。 五 五五 五、 、、 、塗膜耐久性試驗法 塗膜耐久性試驗法塗膜耐久性試驗法 塗膜耐久性試驗法 ( 一 一一 一 ) 鹽水噴霧試驗法 鹽水噴霧試驗法鹽水噴霧試驗法 鹽水噴霧試驗法 本試驗依照 ASTM B117-95 規定進行。鹽水濃度為 5±1% ; pH 值為 6.5~7.2; 鹽 水比重為 1.2055~1.0400; 空氣壓力 10~25 psi ; 噴霧量 1~2 m l/ hr; 槽內溫度為 35±1 ℃ ; 飽和空氣桶壓力為 1 kg/cm 2 溫度為 47±1 ℃ 塗裝之 70 mm × 150 mm × 30 mm 試片，表面先以刀片畫╳深度至底材露出， 將試片測試面與鉛直線成 15~30° 置於鹽水噴霧機中。試驗完畢後，將試片洗淨， 並參照 ASTM D610 、 ASTM D714 及 ASTM D1654 規定，針對塗膜外觀及切畫處 銹蝕與起泡進行評估；對於控制組試片則表面不畫╳，僅觀察表面腐蝕情況。 ( 二 二二 二 ) 耐濕性試驗 耐濕性試驗耐濕性試驗 耐濕性試驗 本試驗參照 ASTM D2247 規定進行，試片係置於櫃中，櫃之溫度保持在 38 ±1 ℃，相對溼度為 98±2 RH% ，參照 ASTM D523 或 ASTM D1654 Procedure A Method 2 或 ASTM D714 規定，檢視試片有無顏色變化、起泡、剝落，軟化、等狀 況。 ( 三 三三 三 ) 加速耐候試驗 加速耐候試驗加速耐候試驗 加速耐候試驗 本試驗參照 ASTM G154 規定進行，試片置於紫外線燈箱中，使用 UV-B313 燈管照射，在觀察時間到達時取出試片，經由與室內對照組相互比對，並依 ASTM D523 規定檢視試片有無膨脹、亀裂、剝落，軟化、生鏽、色差及粉化等狀況。 ( 四 四四 四 ) 曝曬試驗 曝曬試驗曝曬試驗 曝曬試驗 本試驗參照 CNS11607 規定 進行，以評估塗層耐候性。試片裝於室外耐候試 驗台上，定期觀察塗層表面變化並紀錄。 另外防鏽性試驗亦參照 CNS11607 規定進行。試片於室外曝露一定期間後，
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洗，放於室內乾燥 2 小時後，檢查塗膜。長期浸漬試驗時，則浸漬至 30 天時，需
更換試驗溶液。試片周圍 10mm 內塗膜，不做為觀察對象。
(三)耐鹽水試驗法
本試驗參照 CNS10757 規定進行。將試片浸漬於氯化鈉溶液中，觀察塗膜狀
態及溶液之變化情形。試驗方法如下：將塗膜試片，放置於 2000ml 玻璃燒杯中，
並加入 3W/V% NaCl 溶液至約試片五分之四深，於 96 小時後取出試片，並以清水
清洗，放於室內乾燥 24 小時後，檢查塗膜。長期浸漬試驗時，則浸漬至 30 天時，
需更換試驗溶液。試片約 10mm 內，不作為觀察對象。
五、塗膜耐久性試驗法
(一)鹽水噴霧試驗法
本試驗依照 ASTM B117-95 規定進行。鹽水濃度為 5±1% ; pH 值為 6.5~7.2; 鹽
水比重為 1.2055~1.0400; 空氣壓力 10~25 psi ; 噴霧量 1~2 ml/hr; 槽內溫度為
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35±1℃; 飽和空氣桶壓力為 1 kg/cm 溫度為 47±1℃
塗裝之 70 mm × 150 mm × 30 mm 試片，表面先以刀片畫╳深度至底材露出，
將試片測試面與鉛直線成 15~30°置於鹽水噴霧機中。試驗完畢後，將試片洗淨，
並參照 ASTM D610、ASTM D714 及 ASTM D1654 規定，針對塗膜外觀及切畫處
銹蝕與起泡進行評估；對於控制組試片則表面不畫╳，僅觀察表面腐蝕情況。
(二)耐濕性試驗
本試驗參照 ASTM D2247 規定進行，試片係置於櫃中，櫃之溫度保持在 38
±1℃，相對溼度為 98±2 RH%，參照 ASTM D523 或 ASTM D1654 Procedure A
Method 2 或 ASTM D714 規定，檢視試片有無顏色變化、起泡、剝落，軟化、等狀
況。
(三)加速耐候試驗
本試驗參照 ASTM G154 規定進行，試片置於紫外線燈箱中，使用 UV-B313
燈管照射，在觀察時間到達時取出試片，經由與室內對照組相互比對，並依 ASTM
D523 規定檢視試片有無膨脹、亀裂、剝落，軟化、生鏽、色差及粉化等狀況。
(四)曝曬試驗
本試驗參照 CNS11607 規定 進行，以評估塗層耐候性。試片裝於室外耐候試
驗台上，定期觀察塗層表面變化並紀錄。
另外防鏽性試驗亦參照 CNS11607 規定進行。試片於室外曝露一定期間後，
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第三章 試驗計劃
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比較塗層表面及基材之鏽蝕情況。 第四節 第四節第四節 第四節 試驗儀器及設備 試驗儀器及設備試驗儀器及設備 試驗儀器及設備 一 一一 一、 、、 、電磁膜厚計 電磁膜厚計電磁膜厚計 電磁膜厚計 本研究採用 KETT LE-900J 電磁膜厚計，對塗封完成之試片進行塗膜厚度測 量，儀器規格如表 3-7 ，外觀如圖 3-2 所示。 表 表表 表 3-7 膜厚計規格 膜厚計規格膜厚計規格 膜厚計規格 KETT LE-900J 電磁膜厚計 測定方法 電磁式 測定對象 磁性金屬上之非磁性被膜 測定範圍 0~1500 µ m 或 60 mils ；公、英制可任意切換 測定精度 50 µ m 以下 ±1 µ m ； 50 µ m 以上 ±2% 解析度 100 µ m 以下： 0.1 µ m ； 100 µ m 以上： 1 µ m
圖 圖圖 圖 3-2 膜厚計 膜厚計膜厚計 膜厚計 二 二二 二、 、、 、維氏硬度儀 維氏硬度儀維氏硬度儀 維氏硬度儀 本研究使用日本製 HMV-2000 維氏硬度儀來測試塗膜的硬度，維氏硬度實驗 儀是採用正方錐體兩面對角線為 136° 的鑽石方壓痕器，以量測凹痕的對角線長度
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比較塗層表面及基材之鏽蝕情況。
第四節 試驗儀器及設備
一、電磁膜厚計
本研究採用 KETT LE-900J 電磁膜厚計，對塗封完成之試片進行塗膜厚度測
量，儀器規格如表 3-7，外觀如圖 3-2 所示。
表 3-7 膜厚計規格
KETT LE-900J 電磁膜厚計
測定方法 電磁式
測定對象 磁性金屬上之非磁性被膜
測定範圍 0~1500µm 或 60 mils；公、英制可任意切換
測定精度 50µm 以下±1µm；50µm 以上±2%
解析度 100µm 以下：0.1µm；100µm 以上：1µm
圖 3-2 膜厚計
二、維氏硬度儀
本研究使用日本製 HMV-2000 維氏硬度儀來測試塗膜的硬度，維氏硬度實驗
儀是採用正方錐體兩面對角線為 136°的鑽石方壓痕器，以量測凹痕的對角線長度
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鋼結構建築防鏽蝕工法之研究
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來推硬度值 (HV) ，儀器外觀如圖 3-3 所示。
圖 圖圖 圖 3-3 維氏 維氏維氏 維氏硬度儀 硬度儀硬度儀 硬度儀 三 三三 三、 、、 、鹽水噴霧試驗機 鹽水噴霧試驗機鹽水噴霧試驗機 鹽水噴霧試驗機 本試驗儀器設備採用 SUGA CTP-96 型，應用於模擬建築料材如橡膠、塑膠、 塗料、鋼材、石材與陶瓷等於各種氣候環境中加速劣化之物理化學變化。 試驗箱之性能與相關配件說明如下所述：噴霧方式為噴霧塔噴霧，鹽水由機 台下方浸漬液槽供給固定溫度之浸漬液至試驗箱之浸漬槽；鹽水濃度為 5% 中性鹽 水，噴霧量為 1 ~ 2 ml / 80 cm 2 / hr (35 ℃ ) ，噴霧壓力為 0.098 MPa ±0.0025MPa ，試 驗溫度為 35 ℃ ±1 ℃，空氣飽和器溫度為 (47 ℃、 63 ℃ )±1 ℃。試驗箱可進行之試驗 項目與其相關溫溼度設定限制如表 3-8 所示，儀器外觀與操作面板如圖 3-4 所示。 表 表表 表 3-8 鹽霧複合耐候試驗箱之試驗項目與範圍 鹽霧複合耐候試驗箱之試驗項目與範圍鹽霧複合耐候試驗箱之試驗項目與範圍 鹽霧複合耐候試驗箱之試驗項目與範圍 試驗項目 設定溫溼度範圍 鹽水噴霧試驗 35 ℃ 濕潤試驗 98%RH 外氣導入試驗 約為室外氣溫溫度
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來推硬度值(HV) ，儀器外觀如圖 3-3 所示。
圖 3-3 維氏硬度儀
三、鹽水噴霧試驗機
本試驗儀器設備採用 SUGA CTP-96 型，應用於模擬建築料材如橡膠、塑膠、
塗料、鋼材、石材與陶瓷等於各種氣候環境中加速劣化之物理化學變化。
試驗箱之性能與相關配件說明如下所述：噴霧方式為噴霧塔噴霧，鹽水由機
台下方浸漬液槽供給固定溫度之浸漬液至試驗箱之浸漬槽；鹽水濃度為 5%中性鹽
2
水，噴霧量為 1 ~ 2 ml/ 80cm / hr (35℃)，噴霧壓力為 0.098 MPa ±0.0025MPa，試
驗溫度為 35℃±1℃，空氣飽和器溫度為(47℃、63℃)±1℃。試驗箱可進行之試驗
項目與其相關溫溼度設定限制如表 3-8 所示，儀器外觀與操作面板如圖 3-4 所示。
表 3-8 鹽霧複合耐候試驗箱之試驗項目與範圍
試驗項目 設定溫溼度範圍
鹽水噴霧試驗 35℃
濕潤試驗 98%RH
外氣導入試驗 約為室外氣溫溫度
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第三章 試驗計劃
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圖 圖圖 圖 3-4 鹽霧複合耐候試驗機與設定操作面板 鹽霧複合耐候試驗機與設定操作面板鹽霧複合耐候試驗機與設定操作面板 鹽霧複合耐候試驗機與設定操作面板
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圖 3-4 鹽霧複合耐候試驗機與設定操作面板
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