混凝土小百科

1.混凝土是什麼?其主要用途為何?

預拌混凝土是世界上使用量最大的建築及土木工程建材,其相關原理之應用最早可追溯至古羅馬時期乃至於新石器時代亦有相關遺址出土;現代技術則更趨成熟,廣泛應用於各式大小建築物、高架橋梁、地基路基、飛機跑道、水壩、碼頭設施、隧道、堤防、擋土牆、水溝、渠道、地坪鋪面......等,為各式建物的核心組成,是世界上最便宜又堅固耐用的建築材料。

2.預拌混凝土的組成為何?

依現行技術,混凝土之組成由填充材、膠結材、水、化學摻料等材料依比例拌合而成,體積佔比最大者為填充材,也就是業界俗稱的「骨材」,包括三分石、六分石、粗細砂等材料,其顆粒形狀、物理特性及顆粒分布情況,對混凝土的工作性及強度有著很大程度的影響。

膠結材的體積則次之,其呈現漿體狀包裹填充材,有著膠水般的特性,使填充材料們相互緊靠併攏,使其硬固成形,其組成主要為水泥,其次輔以水粹高爐爐石粉、飛灰等材料增加各項特性,對混凝土的工作性及強度有著決定性的影響。

水及化學摻料的佔比最小,水的效果是為了催動膠結材的水化反應,並增加其工作性;化學摻料即所謂的「藥劑」,具有各種不同的促進效果,常見的有緩凝、減水(減少水的使用量可拉高強度,但藥劑的使用又能確保其工作流動性)、早強等效果。

3.混凝土為什麼會硬固?

水泥在混凝土中扮演最重要的角色,其遇水攪拌後會產生「水化作用」(屬水泥的特殊性質),會形成具有黏結性的膠體並釋放水化熱(可以把其想像成白膠,黏著物品,乾了之後會硬固並具備一定強度),將混凝土由原來的可塑性逐漸定型且硬固,進而形成混凝土的最終樣態。

4.混凝土的強度單位為何?

台灣業界常見的混凝土單位以「kg/cm2」表示,即每平方公分可受力多少公斤。一般建築常見的混凝土強度為280kg/cm2、350kg/cm2,大型公共工程則常使用350kg/cm2、420kg/cm2以上強度之特殊型混凝土。

綜上,混凝土強度越強,其乘載的能力越強,但實際使用仍要針對建築規模及所需受力大小去配置合適的混凝土強度,並非強度越高越好,其強度適用與否才是重點。

5.常見混凝土強度分級

kg/cm2 PSI(英制強度) 常用於
140 2000 無筋混凝土(即PC)
175 2500 水溝、擋土牆
210 3000 地坪鋪面
245 3500 次要結構物、圍牆
280 4000 主結構物(建案、橋梁基礎、RC廠房)
350 5000 高架橋墩柱、橋梁基礎
420 6000 預力樑、高架橋面板
560以上 8000以上 (此等級屬特規混凝土)超高樓層、軍方設施