CNS 3090預拌混凝土 坍度與配比調整之釋疑

一般土建工程，混凝土工項執行時，預拌混凝土最重要的工程性質，除硬固混凝土抗壓強度外，工作性坍度(或坍流度)，是另外一個重要的新拌混凝土性質。工程人員與施工人員，最在乎的是這兩個混凝土行為。本文僅針對預拌混統土作業坍度及許可差規定，提出個人看法，敬供參考。

CNS 3090-預拌混凝土，規範載明：

1.適用範圍1.1：本標準適用3.2(指:經製造並交貨給買方時仍屬新拌混凝土)所定義之預拌混凝土(以下簡稱混凝土)。預拌混凝土出廠之品質，應依本標準之規定或由買方指定。當買方之要求與本標準有所差異時，應以買方要求為優先。預拌混凝土製造商，應負責至買方指定交貨地點之運輸設施(或預拌車)卸料處為止，其後之泵送、澆置、搗實、養護及保護等工作，不適用本標準。

7.坍度及坍流度許可差: 7.1除買方另有規定外，坍度及坍流度許可差，應依下列規定→7.1.1當坍度以"最大值"或"不得大於"表示時，其許可差如表1所示；7.1.2當坍度以"目標值"或"標稱值"表示時，其許可差如表2所示；7.1.3當買方指定以坍流度表示時，其許可差如表3所示；7.1.4若經允許按照12.7之規定加水，坍度或坍流度許可差仍然適用。

表1 最大坍度之許可差

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表2 標稱坍度之許可差

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表3 坍流度之許可差

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以上是CNS 3090針對坍度及坍流度許可差之規定。

坍度，除非當買方之要求與本標準有所差異時，應以買方要求為優先，否則是可依CNS 3090上述規定辦理。一般工程之工作性最大許可差，絕大多數是依照7.1.2坍度的"目標值"或"標稱值"來表示，見表2。諸多工程坍度許可差，以設計15⁓20公分坍度而言，其許可差±4.5公分；但是若坍度20公分時，它的工作性範圍變成在15.5⁓24.5公分之間，誤差區間為9公分，真的是太大了。採用一般減水劑及高性能減水劑，都是很容易達到這種需求，幾乎是可以達到高流動性混凝土、自充填混凝土、高性能混凝土等工作範圍，預拌廠在坍度控管上似乎較能得心應手；這種爭議，也不是很大，一般工程注意焦點是在抗壓強度上。但是，碰到特殊工程或外商來台設置據點，對於新設建築物，常引用國外規範(如ACI code)、且採用英文規範，時有所見，就規範內涵是否適用本國規範，應特別注意內容規定與本國規範的差異。

以下係某外商在國內已完成新建工程案例，雙方訂定的合約中，有關坍度與調整(變更)配比之規定，摘錄如后，作為釋疑之藍本。

一、坍度規定

Slump limits : Proportion and design mixes to result in concrete slump at point of placement as follow :中譯: 坍度的限制：配比比例和配比配設計結果，在澆置地點混凝土坍度規定如下:

1. Ramps, slabs, and sloping surfaces : Not more than 4 inches (100 mm).中譯:坡道、樓板、坡面: 不得大於4英吋 (100 mm)。

2. Reinforced foundation systems : Not less 1 inches (25 mm) and not more than 4 inches (100 mm). 中譯:鋼筋混凝土基礎系統:不得少於1英吋(25 mm)且不得大於4英吋 (100 mm)。

3. Concrete containing high-range water-reducing admixture (super-platicizer) : Not more than 8 inches (200 mm) after adding admixture to site-verified 2 to 3 inch (50 to 75 mm) slump concrete.中譯:混凝土在工地驗證坍度達2到3英吋(50至75 mm)，加入高性能減水劑時，坍度不得大於8英吋(200 mm)。

4. Other concrete : Not more than 4 inches (100 mm). 中譯:其他混凝土 : 不得大於4英吋 (100 mm)。

一般工程發生糾紛，主要討論是工作性問題，以上述工程而言，出廠前工坍度應該是多少才算合情合理呢?因為在工地澆置點要求是200 mm。拌合後出廠前，如高流動性，諸如自充填(或高性能)混凝土，坍度約在250 mm左右，至工地時是約200 mm，符合工程合約需求，這是無庸置疑的。但是有下述情形時，則另當別論。若針對調整或更改配比時，預拌混凝土廠商要修改配比時，或由施工單位提出變更配比時，無論是哪一種修正程序，一定要經公正單位(如土木與建築相關公會、協會、學術單位)試驗核可，提出報告，供施工單位呈報監造單位與業主核可後，據以實施。

本案例，問題較為嚴肅者是引用美國規範，工作性在坡面、樓版、坡道等，都是不得大於4" (100 mm)，顯示這種配方，拌合水量要求較低，而若是在工地現場添加高性能減水劑，也是不得大於8" (200 mm)；案例出廠前坍度已達約245 mm，疑似混凝土有泌水與析離的表徵，至工地測試能維持在200 mm以下；賣方這種做法，並非十分恰當，主要原因是廠拌混凝土先製作成高工作(流動)性，在運輸及澆置過程，因為高性能減水劑，具備如增黏劑功效，過多水分被鎖在混凝土內，這時候因澆置、震動搗實後，若在終凝前，澆置面(例如樓版)沒有再震動(研磨)時，混凝土會靜靜的在原處硬化，這絕對沒有疑問和問題的；可是在終凝前，澆置面(例如樓版)，因工程設計須以震動(研磨)機施作時，大幅度震動、夯實的機械能量，加諸在版面混凝土上，混凝土配比加入多量的水、及加入高性能減水劑時，因過度震動，而產生表面以下25 mm內，表面因研磨已呈硬化，內部因震動導致混凝土結構有液化(Liquefaction)潛勢問題(添加SP強塑劑時可能有此種現象)，經養護後，變成剝(分)離現象；再經貨物載重或重力機械壓過後，即粉碎成斷裂面。因此，維持低拌合水量、及應用高性能減水劑，維持出廠前至工地測試後，坍度都在200 mm以下，這可能也是最保險、也最無爭議作法。以現今之混凝土摻劑，只要料源較穩定(特別是細粒料來源)，要達成維持長時間工作性，較易於上手。

如上述，見圖1與圖2，呈現有紛爭大面積工業地版之問題；圖1顯示，地坪在新拌混凝土澆置後，在初終凝期間內，必須以機械研磨拋光(業主設計要求規定)，必須維持版面平整度與水平度(Flatness and levelness)，這種版面拋光技術，相當不容易達成。要兼顧版面平整度(表面不得有波浪形紋路)和水平度(版面要保持水平性)，要達到這種要求，要由經過研磨機：以粗、中、細磨7-10道程序，才足以滿足這種需求。換句話說，要有非常專門技術的廠商，方能勝任這項工作，因此，業主只指定一家合格專業廠商從事這項工作，這也是相當特殊工法與作法，與一般整體粉光與磨石子拋光技術，截然不同。

若預拌混凝土廠與營造廠，都沒有供應及施作這種混凝土版面經驗，僅是以一般拋光或磨石子的混凝土來供應與施作，就可能產生如圖1問題的版面瑕疵。發生這種工程瑕疵，歸咎起來，是預拌廠太輕忽這種混凝土有施作時間性限制。這種混凝土，對水量、藥劑量(聚羧酸劑型)、和粒料(尤其是砂)穩定性供應，特別敏感；對坍度要求，在儘量低(或降低)拌合水量下，維持可施作的坍度即可，這也是業主要求低坍度(拌合水量低)下，在工地以高性能減水劑調整至200 mm。

以本案而言，是將混凝土出廠端與工地端，都能維持在200 mm是最無爭議。而營造廠也略有疏失，在誤判條件下，因混凝土加入防泌水藥劑，水已被禁錮在混凝土內，表面與大氣接觸硬的較快，觀察與觸摸條件許可下，立即進行施作研磨。在表面因研磨快速硬化，裡層因要拍漿，致使加入高性能減水劑尚未達終凝之混凝土，有液化上浮潛勢，浮漿使研磨硬化面底部形成一個弱面，如圖1。

此際，必須強調一個具決定性的混凝土專有名詞：初終凝性質，它是與坍度以及加入減水劑有關連。在同一水膠(灰)比下，坍度越小、初終凝時間越短；減水劑是否具緩凝型，也是關鍵性的因子，有緩凝效果，凝結時間會越久。初終凝的凝結時間要如何判斷呢?在工地現場，可採用CNS 14220-混凝土凝結時間試驗法，以灌入針(標示承載面積)灌入阻力值500 psi為初凝時間，4000 psi為終凝時間，這是最科學且有CNS國家規範為依據的方法。用目視與觸感，判斷混凝土初終凝，會因使用高性能減水劑（尤其是現行最常用的摻劑-聚羧酸劑型，其新拌混凝土性質行為與傳統劑型有很大的出入），使用上與判斷上，要格外小心。

圖1混凝土版的分層分離

圖2預拌混凝土坍度(1)出廠前(2)工地管尾

二、調整配比規定

Adjustment to Concrete mixes : Mix design adjustment may be requested by Contractor when characteristics of materials, job condition, weather, test results, or other circumstances warrant, as accepted by Owner's Representative Laboratory test
data for revised mix design and strength results must be submitted to and accepted by Owner's Representative before using in work.

中譯: 混凝土配比調整：當材料特徵、工作條件、天氣、測試結果或其它情況，需要得到保證時，承包商必須要求混凝土配比調整，必須提交業主：具代表性實驗室的測試數據，以修改混凝土配比設計和強度結果；並在後續工作使用之前由業主代表(監造單位)接受核可。

工程進行時，預拌混凝土承包商，有時因料源變動、或工地現場因泵送、澆置人員反應泵送與澆置工作難以進行，必須調整配比時，務必一定要經過買方(施工單位)具書面許可(至少要書面許可)時，是可以免除法律責任。而此類型問題癥結點，在於預拌混土廠是出自於賣方，是較為弱勢的一方，買方(施工單位)施工時碰到問題瓶頸，常會要求賣方提供工程可施工性質的預拌混凝土。而賣方(預拌混凝土廠)，為能調整符合工地需求的施工性混凝土，往往更改配比時僅口頭告知。當有大幅度變動時必須告知買方，且沒有經過施工與監造單位批准核可，就變動配比幅度，常大於CNS 3090規定材料容許誤差，如第9節規定，與坍度最有關係者，拌合水量(±1%)與化學摻劑用量(±3%)。調整配比變動程度，表示與先前試拌核可配比差異性，已經顯著不一樣，這種未經公正單位測試，經送施工與監造單位核可之配比，在法院訴訟上，是不容易站得住腳的；也絕對不是如生產廠商在更改配比時，仍有維持相同水膠比(w/cm，水與藥劑和水泥與卜作嵐比例)不變，與多用水泥就可以涵蓋供料上缺失。因為配比變動時，仍要維持硬固混凝土強度fꞌc性質，否則連新拌與硬固混凝土行為，可能兩者都有違約疑慮。

要避免發生更動配比過於頻繁問題，生產廠商(預拌廠)力求料源穩定性，穩定的料源來源，是製造高品質混凝土最重要者。國內砂石供應極不穩定，進口砂石(大陸砂)也許是可行唯一選項了；施工單位也要做好足尺試驗Mock-up工作，在未施工前模擬試作，充分考量合約技術規範規定，將可發現問題，同時也可以解決問題。

綜上所述，本文已廣泛探討預拌混凝土工作性與配比調整應注意重點，簡單來講，混凝已通過試拌的配比文件，已構成買賣雙方合約的一部分，在法律上有義務依循提供穩定品質的義務；工程進行中，工地現場經由施工單位因泵送、澆置、搗實、整平、粉光甚至研磨等程序，發現工作性有窒礙難行時，要調整(更改)配比時，需知會買方及監造單位，經其書面核可後，始據以修正變動配比。賣方千萬不要擅自更改配方，並僅以口頭知會買方，一旦有問題時再據理力爭，也於事無補。雙方對合約內容要很清楚及有把握，才能下單簽訂；尋覓有能力有信用廠商，作為協力包商，並衡量本身有多少能力做多少事情，才是王道。

參考文獻

1. CNS 3090-預拌混凝土，104年1月14日修訂公布。

2. CNS 14220-混凝土凝結時間試驗法，87年8月31日公布。

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