CNS 1231工地混凝土試體製作及養護法新舊版規範差異性比較暨說明

□房性中/台灣世曦工程顧問股份有限公司 材料試驗部主任工程師兼鋪面組組長 大地工程技師

一、前言

        「工地混凝土試體製作及養護法」規範,係應用於土木工程中規定工地水泥混凝土試體製作及養護工作的準則,以確保水泥混凝土成品之品質。
        現階段臺灣地區所使用者,有AASHTO T23、ASTM C31及CNS 1231等各項規範;其中CNS 1231最新之2005年2月版,係依照ASTM C31/C31M-03a 2003年版所改版,而AASHTO T23-04亦遵循ASTM C31/C31M-03a之條款,故三者已趨於一致。
        基於CNS 1231之第二版本係於1982年10月頒布,與2005年2月第三版之發行,已相隔近23年之久,致兩者之內容已大幅不同,筆者希藉由本文提出其間差異性之比較及說明,除分享相關從業人員之外,尤冀望切勿誤用才對。

二、試驗方法

         (一) AASHTO T23-04,”Standard Method of Test for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Field”,2004.
         (二) ASTM C31/C31M-03a,”Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Field”,2003.
         (三) CNS 1231,”工地混凝土試體製作及養護法”,1982年10月第二版;2005年2月第三版。

三、適用範圍

        CNS 1231之1982年版僅規定為:自混凝土施工中取試樣所得混凝土之試體製作及養護方法。
        CNS 1231之2005年版除規定為:在工地新拌混凝土中取樣、製作與養護圓柱及梁試體之方法,尚增列:用來製作試體之混凝土,其取樣應於工地現場之拌和物配比均已完成調整後進行,此包括拌和水及參料之添加。本標準並不適用於尚未具有可量測坍度之混凝土或需其他尺寸、形狀試體之試體製作。

四、要義與應用

        本章係CNS 1231規範2005年版所新增之條文,茲列述如下:
         (一) 本標準就工地現場狀況提供混凝土試體製作、養護、保護及運送的標準化要求。
         (二) 當試體係依本標準之規定製作及標準養護時,其強度試驗結果可應用於下列目的:
        1. 規定強度之驗收。
        2. 查核配比對強度之適用性。
        3. 品質控制。
         (三) 當試體係依本標準之規定製作及於現場養護時,其強度試驗結果可應用於下列目的:
        1. 決定結構物是否具有能力承受使用需求。
        2. 與標準養護之試體測試結果,或不同現場試驗法下之試體其測試結果做比較。
        3. 結構物中混凝土養護與保護方式的適切性。
        4. 拆除模板或支撐的時間需求。

五、器具

        CNS 1231規範2005年版明確、新增規定下列條文:
         (一) 模具之水密性檢驗應依據CNS 10992之規定。
         (二) 圓柱形模具規格及尺度應符合CNS 10991之規定(1982年版卻規定:只用一次之模具須符合CNS 10991之規定。的確有些怪異)。
         (三) 梁模具對於深度或寬度為150mm(舊版為152mm)或較大者,其尺度與標稱斷面之最大變異不得超過3mm(舊版為許可差不得超過3.2mm),製成之試體長度不得較規定長度短2mm以上(舊版為1.6 mm以上,但可較之長1.6 mm以上)。
         (四) 搗棒之尺度須符合表1之規定,一或兩端可製成直徑之半圓球形。而舊版僅規定直徑為16mm,長度610mm,至少有一端為直徑16mm之半圓球形,至於許可差,皆未加以規定。
         (五) 振動器之振動棒直徑不大於圓柱試體直徑或梁試體寬度的四分之一(舊版卻規定振動棒之外徑或邊長應在19mm以上、38mm以下)。
         (六) 木槌之重量為0.60±0.20kg。
         (七) 溫度計經校正後之量測範圍為0~50℃,應準確至0.5℃。
         (八) 增加取樣容器之規定。

六、試驗需求

         (一) 製作之圓柱試體可供抗壓及劈裂試驗用(舊版僅用於抗壓),標準試體尺寸為
        150mm∮×300mm,若工程契約圖說有規定,可使用100mm∮×200mm者(舊版則以不製作小於150mm∮×300mm者為原則)。
         (二)抗彎試體之寬度或深度不應小於150mm(舊版為152mm)。
         (三) 增加溫度量測之規定:
        1. 溫度感應之部份最少應沒入新拌混凝土中75mm。
        2. 應至少等待2分鐘或讀數穩定後,記錄至0.5℃。
        3. 應於採取試樣後5分鐘內完成。

七、試體製作

         (一) 試體製作場所應儘可能接近儲存場地,舊版尚規定“靠近初期24小時”字樣,新版則刪除不再使用。
         (二) 試體澆置的規定,新版細分為圓柱試體及梁試體兩種,並增加搗實的方法及詳細的規定(詳表2~表4),而舊版則皆付之闕如:
        1. 圓柱試體:
        (1) 選擇適合的搗棒尺度,如表1所示。或適合的內部振動器。
        (2) 搗實方法須依表2之規定。
        (3) 若採用搗棒搗實法,須依表3之規定。
        (4) 若採用內部振動法搗實,須依表4之規定。
        2. 梁試體:
        (1) 選擇適合的搗棒尺度,如表1所示。或適合的內部振動器。
        (2) 搗實方法須依表2之規定。
        (3) 若採用搗棒搗實法,須依表3之規定。
        (4) 若採用內部振動法搗實,須依表4之規定。
        (5) 搗棒搗實法之每層搗實次數以梁試體頂面表面積,約每14cm2搗實一下。
        (三) 搗實方法有搗棒搗實法及內部振動法兩種(新版已刪除舊版之外部振動法)。
        1. 搗棒搗實法:
        (1) 搗實上層時,搗棒須貫穿入下一層約25mm。
        (2) 每層搗實完成後,須以木槌輕敲模具側邊10~15下。
        2. 內部振動法:
        (1) 置入最上一層時,試樣應避免超過模頂6mm。
        (2) 圓柱試體每層插入之振動器點數依表4之規定。
        (3) 梁試體則沿試體長尺度方向之中心線,以不超過150mm之間距插入振動棒,當寬度大於150mm時,則沿試體長尺度方向之兩條線,以交錯方式插入振動棒。
         (四) 試體完成後之修飾,不得有大於3mm以上(舊版為3.2mm以上)之凹陷或凸起。

八、養護

(一) 儲存
        1. 若試體無法在將進行初期養護之場所製作,則應於製作並修飾完成後立即搬移至上述場所儲存,且其地表面平整度須達每m2於20mm以下(舊版無此規定)。
        2. 舊版於修飾後立即加以覆蓋之規定,新版業已刪除不再使用。
         (二) 初期養護
        1. 試體製作及修飾完成後,立即儲存於溫度16~27℃且可防止水份散失的環境中48小時(舊版為24小時)。
        2. 新版增列設計強度40MPa(6000psi)以上者,初期養護溫度應介於20~26℃之規定。
         (三) 後期養護
        1. 圓柱試體:

        (1) 參考準則由舊版之CNS 3039改為CNS 3037及CNS 11297。
         (2) 新版增列環境溫度須在20~30℃之規定。
         (3) 舊版規定應於初期養護20±4hr.後脫模,新版改為須完成初期養護後脫模(未規定時限)。
2. 梁試體:
        (1) 舊版規定試體須於製作後20~48hr.間脫模,新版則刪除不用。
         (2) 須置於飽和石灰水中養護至少20hr.。
(四) 工地養護
        1. 新版增列工地養護之規定。
        2. 梁試體於製作完成後48±4hr.,將試體連同模具移至儲存位置並拆模。
        3. 其他規定與一般養護程序相同。

九、試體運送

        新版大幅改版如下:
         (一) 運送前,試體的養護及保護須依第八章規定處理。
         (二) 運送必須在試體達到終凝狀態後至少8hr.才可進行。
         (三) 整個運送過程不得超過4hr.。

十、報告資訊

        新版增列:報告必須提供下列資訊之規定:
         (一) 試體的識別號碼。
         (二) 試體所代表的位置、結構部位。
         (三) 試體的製作日期、製作時間以及製作人員姓名。
         (四) 混凝土坍度、空氣含量、混凝土溫度之試驗值,及其他與新拌混凝土相關的試驗結果,以及與標準試驗方法間的任何差異。
         (五) 養護方式。

十一、結論與建議

         (一) CNS 1231舊版之規定相當鬆散且不夠明確,新版則大幅予以增、刪、改,以至於兩者之差異性頗大、頗多,從業人員已不可再行延用舊版,其理甚明矣!
         (二) 本規範新舊版相隔23年始予以修訂,似乎是過晚了些吧!其他CNS規範若有類似情形者,宜儘速改進才是上策。