「預拌混凝土」與「結構混凝土」品質的爭議(上)

混凝土是目前建築與土木工程最主要使用的結構材料,產生工程爭議、糾紛也很頻繁及擾人。本文主要針對混凝土供應商產製的「預拌混凝土」,及施工單位在購買「預拌混凝土」,經由泵送、澆置、搗實、養護、拆模等程序,變成「結構混凝土」時,在法律上所應負的責任進行初步探討,提出個人對於混凝土技術的淺見,分享技師與混凝土供應商及營造施工單位和法官斷案時參考。

●「預拌混凝土」與「結構混凝土」的意義

首先針對「預拌混凝土」及「結構混凝土」品質的實質意義提出個人見解。依據新版CNS 3090(87年)預拌混凝土第1節記載,「預拌混凝土出廠之品質應負責至購方指定交貨地點為止」,也就是於泵浦車前交貨的產品,經過施工單位品質抽驗合格這是「預拌混凝土」,也是建築物的一種商品。「預拌混凝土」送到工地後,施工單位即指示「預拌混凝土」單位品管員,取樣品試驗其品質,合格後,經由泵送車將混凝土壓送至定點,載送至模板最後位置,施行澆置、振動、搗實工作,爾後修飾並進行養護作業,一般至少要有7天以上的持續(濕)養護工作,再進行下一階段工作,稱為「結構混凝土」。顯然地,建築商品「預拌混凝土」與建築物「結構混凝土」兩者差異頗大,可以說「預拌混凝土」是建築物「結構混凝土」的一小部分而已。如圖1的影響混凝土品質因素,黃兆龍2(86年)報導影響「結構混凝土」品質有八大因素這麼多,而其中「預拌混凝土」屬材料的因素,只有佔八分之一不到的比例;影響「預拌混凝土」品質因素有配方、水、水泥、砂、石頭、摻料等等,任何一種材料的品質與比例,都具有決定性因素,不是某一特定材料就是最重要的;一般工程界普遍認為水泥含量是最重要的因子,越多越好,可是依黃兆龍2(86年)指出,水泥用量過多,反而對結構物是負面的,現在混凝土的科技,只要能符合設計需求,水泥量與水量,用的越少越好;其他影響混凝土品質因素如規劃、設計、施工、法令、試驗、招標發包、評估驗收等等皆有影響。「預拌混凝土」只是「結構混凝土」品質因素的一部份,如同複合式餐廳與飯店的主廚般,將特色招牌菜單上的基本素材買齊後,材料並非一定是最好的,而是經過廚師的手藝工夫與用心和最後呈上桌上的,經過天蠶再變成魔法式的美食佳餚,讓顧客大快朵頤、留連忘返,抓住顧客老饕的心;建築結構物的附加價值,是原材料價格的數十倍甚至百倍以上,「預拌混凝土」這種一般普通的商品材料,要變成品質優良、貨真價實、奇貨可居的「結構混凝土」,唯有經過這位殷實施工廠商的廚藝大師,精心傑作拿手料理,最後呈現是不凡與不具爭議的耐用美觀建築產品。

●「結構混凝土」施工

現在談談「預拌混凝土」送到工地後,在泵送車前都是屬於材料的品質,泵送車後的「結構混凝土」,施作時可能產生的問題。品管所取試樣,可分成管前(泵送車前)及管尾(經泵送置入模板前)取樣,這兩種取樣方式有很大的差別,主要在於「預拌混凝土」經泵浦車泵送,材質受泵送壓力與時間和氣候因素等等變化,尤其是工作度嚴重損失,這必須要經過配比重複調整後,以泵送確定其應有的設計與期待的品質;絕對不是依營造(施工單位)自行決定,只要是能夠將「預拌混凝土」送至模板最終位置,不計任何代價(通常是採用加入大量水,潤滑「預拌混凝土」,因為是最為方便且最有效)達成澆置目標。但是這種方式,只能滿足完成澆置作業時程幾個小時,甚至幾天的光景罷了;緊接而來的是,已被加入大量水的「結構混凝土」,會一直出現不可預期(也許是可預期)的現象,基本產生的現象為大面積龜裂、蜂窩、冷縫、表面粉化、失去強度等等,如照片1及照片2;接下來是養護工作,加(蓄)水的保養工作,一般規範至少要有7天以上,目前市面上,「預拌混凝土」常加入爐灰的配方,早期強度較低,養護工作得延長至少7天以上;但現在工程都限於時間緊迫,或正處於趕工狀態下,或根本就沒有養護觀念,養護工作都被忽略掉了。台灣目前工程環境中,這個問題是相當普遍,結果「結構混凝土」可能產生,而且是非常有可能發生,在樓版、梁柱上產生大面積平行龜裂、或地圖式的龜裂、或乾縮裂縫;至於,版的斷面則產生垂直風向的裂縫(塑性龜裂,如照片3。養護工作對「結構混凝土」品質特別重要,圖2可看出,水泥漿與混凝土強度,養護28天(RH80%-28)是持續養護(RH100%-120天)90%以上;養護7天約為75%(RH80%-7);無養護(RH80%-0)只剩下50%以下(相對養護7天強度);圖3則表示,水灰比越高(強度低者),越容易發生龜裂,養護時間越短,使已產生龜裂面上情況更加速惡化;換句話講,都不養護的情況下,是連續養護7天的一半以下強度,且表層所產生裂縫更多更密集,這個問題是多麼嚴重! 探究這些問題的根源,如果以泵送車的位置做基準,「預拌混凝土」品質的責任,似乎可延伸到泵送車後管尾取樣為止,對施工單位而言,較有保障對「預拌混凝土」材料品質管制的意義;管尾取樣後,施工單位即應負責「結構混凝土」最終品質呈現的責任。假若是以泵送車前取樣作為基準,合約有這樣規定時,則一切「預拌混凝土」品管程序,按照合約的混凝土施工規範及CNS 3090「預拌混凝土」規範辦理;此時,取樣試體在工地養生,或由品管人員攜回試驗室養護而定。採取何種方式較佳呢? 混凝土材料而言,以在工地養生較佳,施工單位應有所警覺注意的地方,是以所

圖1 建築結構混凝土品質要因圖2

澆置新拌混凝土成為「結構混凝土」的最終位置臨近處,取樣的試體與「結構混凝土」相同養護條件、暴露條件,和所處環境條件都是一樣的情況下,最能代表「結構混凝土」,至少上述條件都是一樣,較能接近結構物的品質;施工單位相信,只要在工地地面適當的地方,設置養生池養護試體,已經足以代表工地現況;其實,工地養生與試驗室養護最大的差異,在溫度控制與試體保護有差而已,試驗室條件較齊全且有加溫設備,試體受到嚴謹保護強度自然較佳;工地養生情況比較不理想,但也比較能符合工程的現況;不過,還是與「結構混凝土」現地呈現的品質條件有差異;最能夠代表「結構混凝土」品質條件,必須將試體放在已澆置「結構混凝土」所在位置的旁邊,與其一樣的養護條件下,最能夠代表結構體真正的品質;只不過,養護一定要確實執行,且不能夠提早拆模;拆模時間的依據,是由現場養護試體抗壓強度決定之,其他方法僅僅供參考而已;建築師及監造工程師應有所堅持,以眼見為憑,這是捍衛「結構混凝土」品管最重要的步驟之一。

 

參考文獻

1.    CNS 3090(87年)。預拌混凝土,87年6月25日修訂公佈。

2.    黃兆龍(86年)。混凝土性質與行為,詹氏書局。

3.    結構混凝土施工規範(91年),內政部台內營字第0910084735號令訂定,91年7月8日。

4.    陳明宏(97年)。利用超音波量測結構體與水泥含量評估混凝土品控水準,中央大學土木工程研究所碩士論文。

2.養護天數濕度齡期和強度發展2

 

3.養護天數裂縫發展2

 

 照片1  柱子乾縮裂縫

 

照片2  版塑性與乾縮裂縫 

  照片3  版面大面積的塑性與乾縮裂縫

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