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系統識別號 U0026-0812200910402097
論文名稱(中文) 港灣R.C構造物脫鹽與防蝕的研究
論文名稱(英文) A study of desalting and protecting corrosion for harbor reinforced concrete structures
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 土木工程學系專班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering (on the job class)
學年度 91
學期 2
出版年 92
研究生(中文) 陳介
研究生(英文) Chieh Chen
電子信箱 ks380@ceci.org.tw
學號 n6790105
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 81頁
口試委員 指導教授-王櫻茂
口試委員-陳豪吉
口試委員-吳振成
中文關鍵字 腐蝕  脫鹽處理  極化  氯離子 
英文關鍵字 Polarization  desalinization treatment  corrosion  chlorideion 
學科別分類
中文摘要 由於鋼材腐蝕生銹,造成港灣鋼筋混凝土構造物損壞崩塌,而氯離子係引起腐蝕重要因素。對於混凝土氯離子含量,如何事前防止侵入及事後去除處理,是防止或降低鋼筋腐蝕之有效處理方式。
研究文獻提及腐蝕的機理、混凝土之劣化、極化及脫鹽防蝕方式。本文從港灣構造物鋼筋腐蝕狀況、混凝土品質、脫鹽處理電解溶液及去鹽的成效分析,加以探討,經由各種實驗結果,脫鹽處理大致可去除60%以上之鹽量。對於降低鋼筋腐蝕及提升鋼筋混凝土構造物耐久性,是值得處理之方式。
現場港灣構造物如碼頭冠牆、鋼板樁等,經測試結果,其鋁陽極防蝕效果佳,可提升港灣鋼筋混凝土構造物的耐久性及使用年限。
英文摘要 Corrosion of steel caused reinforced concrete structures damaged and collapsed in marine environment Chloride could be considered as one of the major important corrosion factor. Therefore, preventing and eliminating chlorides in concrete should be an effective way to prevent steel corrosion.
Recent studies pointed out that corrosion theory, deterioration of concrete、polarization and desalinization treatment .In the study, four topics were discussed .They were included steel corrosion improvement, concrete quality, electrolyte variation and chloride removal efficient analysis .The test results showed that chloride removal from concrete is a effective and feasible way .it could remove up to 60% chloride .and steel corrosion is reduced, The durability of reinforced concrete structure is improved .
In field of harbor environment ,the test results about sheet-pile、coping-wall etc. showed that anti-corrosion was effective way ,the life of structures is improved.
論文目次 目錄 Ⅰ
表目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅳ
照片目錄 Ⅵ
附錄目錄 ⅩⅠ
第一章 緒論
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究目的 3
1-4 研究方法 3
第二章 文獻回顧
2-1 混凝土中鋼材的腐蝕機理 6
2-2 港灣構造物腐蝕劣化的原因 8
2-3 極化的理論 12
2-4 電化學防蝕原理 17
第三章 實驗規劃
3-1 試體規劃 22
3-2 實驗材料 22
3-3 試體製作 24
3-4 實驗方法 25
第四章 實驗結果與分析
4-1 夯錘試驗 37
4-2 腐蝕電位量測試驗 39
4-3 超音波試驗 43
4-4 氯離子濃度測定 44
4-5 PH值試驗 45
4-6 場效掃瞄式電子顯微鏡附加EDS分析 45
4-7 X光繞射分析 50
4-8 EDTA對鈣離子試驗分析 51
4-9 鋼板樁鋁陽極電位測試 51
4-10 碼頭護岸冠牆頂面混凝土電位測試 52
第五章 結論與建議
5-1 結論 55
5-2 建議 56
參考文獻 57
附錄 59
自述 81

表 2-1 日本對海洋混凝土構造裂縫寬度支限制 12
表 3-1 水泥飛灰之化學性質 23
表 3-2 細骨材之篩分析 23
表 3-3 混凝土210kg/cm²配合比(kg) 24
表 3-4 試體編號 25
表 3-5 試體取樣狀況 25
表 3-6 超音波傳遞速度與混凝土品質關係 27
表 3-7 腐蝕電位值與鋼筋腐蝕狀態 28
表 4-1 鋼筋腐蝕之判斷 42
表 4-2 X光繞射分析與電子顯微鏡觀察比較 42

圖 1-1 實驗研究流程 5
圖 2-1 鋼筋表面不同氧化程度鐵銹之體積變化 7
圖 2-2 孔蝕的機構 9
圖 2-3 電位-PH圖(無Cl¯) 10
圖 2-4 電位-PH圖(含Cl¯) 10
圖 2-5 Cl¯與PH值對腐蝕影響 11
圖 2-6 氯離子對腐蝕PH值影響 11
圖 2-7 腐蝕電池電流電阻及陰陽極電位關係 15
圖 2-8 鋼筋混凝土結構物陰極防蝕簡示圖 18
圖 2-9 鋁犧牲陽極示意圖 19
圖 2-10 電化學脫鹽示意圖 20
圖 3-1 混凝土方形試體與鋼筋配置圖 24
圖 4-1 添加NaCl試體腐蝕後夯壓強度關係 37
圖 4-2 添加NaCl試體脫鹽處理後夯壓強度關係 38
圖 4-3 添加NaCl試體於溼潤狀態夯壓強度關係 38
圖 4-4 未添加NaCl試體在不同狀態夯壓強度關係 38
圖 4-5 添加不同濃度NaCl試體抗壓強度關係 39
圖 4-6 未添加NaCl試體在不同狀態抗壓強度關係 39
圖 4-7 添加NaCl試體腐蝕電位關係(NaOH溶液) 40
圖 4-8 添加NaCl試體腐蝕電位關係(CuSO4溶液) 40
圖 4-9 添加NaCl試體腐蝕電位關係(NaOH溶液) 41
圖 4-10 未添加NaCl試體在不同狀態腐蝕電位關係 41
圖 4-11 脫鹽處理後氯離子去除率關係(電解液) 44
圖 4-12 脫鹽處理後氯離子去除率關係(硬固混凝土) 44
圖 4-13 不同脫鹽狀態下PH值變化關係圖 45
圖 4-14 C1試體電子顯微鏡觀察 46
圖 4-15 C2試體電子顯微鏡觀察 47
圖 4-16 C11試體電子顯微鏡觀察 48
圖 4-17 C31試體電子顯微鏡觀察 49
圖 4-18 X光繞射分析圖 50
圖 4-19 安平港護岸碼頭電位與深度測試關係 51
圖 4-20 北護岸N1冠墻頂面混凝土等電位圖 52

照片 3-1 精密電子秤 34
照片 3-2 電子秤 34
照片 3-3 秤食鹽重量 34
照片 3-4 測試用圓棒鋼筋 34
照片 3-5 測試用鈦網 34
照片 3-6 量測混凝土坍度 34
照片 3-7 量測氯離子含量 35
照片 3-8 試體製作 35
照片 3-9 試體製作 35
照片 3-10 試體製作 35
照片 3-11 混凝土抗壓試驗機 35
照片 3-12 脫鹽處理後測試鋼筋 35
照片 3-13 夯錘機 36
照片 3-14 夯壓試驗 36
照片 3-15 超音波測試儀 36
照片 3-16 硫酸銅電極測定儀 36
照片 3-17 LC-4測定儀 36
照片 3-18 氯離子滴定儀 36
照片 3-19 附加EDS掃瞄式電子顯微鏡 31
照片 3-20 附加EDS掃瞄式電子顯微鏡 31
照片 3-21 試樣鍍金處理 32
照片 3-22 試樣鍍金後置入儀器 32
照片 3-23 加鉻酸鉀之試樣 30
照片 3-24 加氯化銀滴定 30
照片 3-25 準備滴定 30
照片 3-26 滴訂完成 30
照片 3-27 鈣離子滴定 33
照片 3-28 鈣離子滴定完成 33
照片 4-1 試體通電脫鹽處理 53
照片 4-2 試體串聯通電脫鹽處理 53
照片 4-3 氯化銀電極電位測定儀 53
照片 4-4 氯化銀電極電位測試 53
照片 4-5 曲柱電位測試 53
照片 4-6 試樣置放處 53
照片 4-7 電壓計與電流計 56
照片 4-8 PH值測定儀 54
照片 4-9 PH值測定 54
照片 4-10 X光繞射儀 54

附錄 一 夯壓強度試驗資料 59
附表 1-1 添加NaCl試體腐蝕後夯壓強度 59
附表 1-2 添加NaCl試體脫鹽處理後夯壓強度 59
附表 1-3 添加NaCl試體於溼潤狀態下夯壓強度 59
附表 1-4 未添加NaCl試體在不同狀態下夯壓強度 59
附錄 二 抗壓強度試驗資料 60
附表 2-1 添加不同濃度NaCl試體抗壓強度 60
附表 2-2 未添加NaCl試體在不同狀態下抗壓強度 60
附錄 三 半電池腐蝕電位試驗資料 61
附表 3-1 添加NaCl試體腐蝕電位測試(NaOH溶液) 61
附表 3-2 添加NaCl試體腐蝕電位測試(CuSO4溶液) 61
附表 3-3 添加NaCl試體腐蝕電位測試(NaOH溶液) 61
附表 3-4 未添加NaCl試體在不同狀態腐蝕電位測試 61
附錄 四 氯離子滴定試驗資料 62
附表 4-1 A1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62
附表 4-2 B1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62
附表 4-3 C1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62
附表 4-4 D1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62
附表 4-5 E1試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 62
附表 4-6 A2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63
附表 4-7 B2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63
附表 4-8 C2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63
附表 4-9 D2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63
附表 4-10 E2試體脫鹽處理後氯離子去除率(電解液) 63
附圖 4-1 A1試體去鹽百分率(電解液) 62
附圖 4-2 B1試體去鹽百分率(電解液) 62
附圖 4-3 C1試體去鹽百分率(電解液) 62
附圖 4-4 D1試體去鹽百分率(電解液) 62
附圖 4-5 E1試體去鹽百分率(電解液) 62
附圖 4-6 A2試體去鹽百分率(電解液) 63
附圖 4-7 B2試體去鹽百分率(電解液) 63
附圖 4-8 C2試體去鹽百分率(電解液) 63
附圖 4-9 D2試體去鹽百分率(電解液) 63
附圖 4-10 E2試體去鹽百分率(電解液) 63
附表 4-11 脫鹽處理後試體氯離子去除率(硬固混凝土) 64
附表 4-12 脫鹽處理後試體氯離子去除率(硬固混凝土) 64
附錄 五 PH值量測試驗資料 65
附表 5-1 NaOH電解液脫鹽前後PH值(10V 3mV) 65
附表 5-2 NaOH電解液脫鹽前後PH值(30V 30mV) 65
附表 5-3 CuSO4電解液脫鹽前後PH值(30V 30mV) 65
附圖 5-1 不同脫鹽狀態PH值變化(10V 30mV) 65
附圖 5-2 不同脫鹽狀態PH值變化(10V 3mV) 65
附圖 5-3 不同脫鹽狀態PH值變化(10V 3mV) 65
附錄 六 碼頭護岸鋼板樁電位測試資料 66
附表 6-1 安平港碼頭護岸鋼板樁電位測試 66
附錄 七 冠牆頂面電位測試資料 67
附表 7-1 北護岸冠牆頂面電位測試 67
附表 7-2 南護岸冠牆頂面電位測試 68
附表 7-3 碼頭冠牆頂面電位測試 68
附錄 八 電子顯微鏡觀察 69
附圖 8-1 C1 試體電子顯微鏡觀察 69
附圖 8-2 C2 試體電子顯微鏡觀察 70
附圖 8-3 C11試體電子顯微鏡觀察 71
附圖 8-4 C31試體電子顯微鏡觀察 72
附圖 8-5 D1試體電子顯微鏡觀察 73
附圖 8-6 D2 試體電子顯微鏡觀察 74
附圖 8-7 D11試體電子顯微鏡觀察 75
附圖 8-8 D31試體電子顯微鏡觀察 76
附圖 8-9 E1 試體電子顯微鏡觀察 77
附圖 8-10 E2 試體電子顯微鏡觀察 78
附圖 8-11 E11試體電子顯微鏡觀察 79
附圖 8-12 E31試體電子顯微鏡觀察 80
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13.蘇寶洲/普蜀蘭反應對碳酸鈣白華之影響機制/成功大學土木工程研究所碩士論文/民國91年7月
13.蘇寶洲/普蜀蘭反應對碳酸鈣白華之影響機制/成功大學土木工程研究所碩士論文/民國91年7月
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15.李定宇/陰極防蝕概論及設計施工維護/匯茂實業股份有限公司/pp.12-13
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17.黃兆龍/混凝土中氯離子含量檢測技術/詹氏書局/83年版
18.王媛俐、姚燕/重點工程混凝土耐久性的研究與工程應用/中國建材工業出版社/90年1月第一版
19.陳力俊等/材料電子顯微鏡學/民全書局/91年4月再版五刷
20.羅俊雄等/碼頭鋼板樁腐蝕檢測與維護/港灣構造物安全檢測與評估研習會論文集/民國91年7月/pp.4.25
論文全文使用權限
  • 同意授權校內瀏覽/列印電子全文服務,於2004-07-16起公開。
  • 同意授權校外瀏覽/列印電子全文服務,於2004-07-16起公開。


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