依內政部不動產資訊平台110年第2季房屋稅籍住宅類統計數量指出，全臺屋齡超過30年的住宅宅數約占總宅數50%，由此統計資料可知國內建築物屋齡老化現象已趨嚴重，因此進行建築物之耐久性診斷是必要的。鋼筋混凝土建築物常發生梁、柱、版、牆等構件內部之鋼筋鏽蝕，進而造成混凝土裂縫或剝落。當裂縫發生或混凝土剝落時，將會加劇鋼筋鏽蝕速度，進而影響建築物之安全，若裂縫發生在建築物之主要構件上，如無立即之危險，或發生影響建築物耐久性的劣化現象，則施予「修復」。本所於108年進行「鋼筋混凝土建築結構耐久性能診斷技術手冊研擬」之研究，主要建立國內鋼筋混凝土建築適用之耐久性能診斷技術手冊，協助建築師及土木、結構技師進行鋼筋混凝土建築耐久性量化診斷與修復對策之擬定。前述研究成果亦可針對鋼筋混凝土建築進行材料老劣化之量化診斷，並將診斷結果回饋至耐震能力評估，支援耐震能力初步評估表(PSERCB)之「結構現況」項目(裂縫銹蝕滲水程度，項次13)之判定，同時可輔助既有耐震評估方法對於材料老劣化問題，提出診斷與修復對策。
針對腐蝕劣化構件之修復方面，可分為：裂縫填補、斷面修復及整體構件包覆等不同的修復工法，其中又以適用於鋼筋混凝土構件局部混凝土嚴重開裂或剝落之斷面修復，其應用範圍為最廣泛。就構件斷面修復而言，本所在89年所完成「鋼筋混凝土建築物之修復與補強技術彙編(二)」研究計畫，以及中國土木水利工程學會引用前述研究成果出版之「既有混凝土結構物維修及補強技術手冊(土木405-94)」中，提出關於修復材料使用的種類及修復的施工方法。然而，依現地調查結果及建物使用者反應，修復區域發生再劣化之現象非常顯著，且大多未滿一年，即發生新舊材料分離或修復材料剝離，進而造成鋼筋裸露、鏽蝕等現象。此情形可能係由於修復材料之黏結力不足，或介面處理不確實。國內於修復施作過程，大多全憑現場人員經驗操作，並無明確之使用材料性能要求與施作條件或程序。因此，確實地量化黏結劑對新舊材料介面黏結力之貢獻能力，對混凝土斷面修復材料之修復效果，係非常重要的課題之一。
前項「鋼筋混凝土建築結構耐久性能診斷技術手冊(草案)（內政部建築研究所，2019)」雖有提出根據診斷結果建議之合適修復工法。然而，對於斷面修復工法的施作程序與有效性，仍尚未經試驗驗證，因此，本所於109年進行「鋼筋混凝土梁構件之鋼筋腐蝕斷面補修工法研擬」研究(以下簡稱本研究)，針對常見的斷面修復工法進行試驗探討，以決定合宜之腐蝕修復工法。斷面補修材料種類繁多，單純地選擇材料性質優於舊有混凝土的補修材料，並非最恰當的，補修材料與舊有混凝土之間的相容性，以及使用環境等因素皆是關鍵。為瞭解國內常用斷面修復材之修復性能，前揭研究共進行三個階段的試驗，第一階段試驗，係針對不同類型修復材料之力學性能進行相關試驗，修復材料之類型則參考「既有混凝土結構物維修及補強技術手冊」之建議；第二階段試驗，探討新舊材料介面性能，包含表面處理方式、粗糙程度評定，以及介面黏結劑之使用，並針對有可能影響到修復材料黏結力之原因提出介面處理之建議；第三階段試驗則是進行鋼筋腐蝕梁構件之修復，以進一步探討修復材料之修復性能。最後綜合各階段之試驗結果，完成適用於國內之補修材料性能要求表，如表所示。同時針對鋼筋腐蝕構件補修工法，提出之具體建議項目如下：
1.構件劣化修復策略：修復工法之選定，應考量以下之條件：(1)構造物之種類、用途和使用環境；(2)劣化狀況；(3)修復目的；(4)施工條件及(5)經濟性。
2.斷面補修工法種類與適用範圍：斷面補修工法可分為塗抹法、噴塗法及灌漿等施工法。適用範圍包括混凝土蜂窩、開裂或剝落或鋼筋腐蝕等區域。
3.斷面補修材料分類與試驗：補修材料可區分為(1)水泥系：普通水泥砂漿/混凝土、早強水泥砂漿/混凝土、高流度水泥砂漿/混凝土等；(2)聚合物水泥砂漿：防銹劑添加水泥砂漿等；(3)樹脂系：環氧樹脂砂漿、甲基丙烯酸甲酯砂漿等。斷面修復材料之試驗包括力學性能(抗壓強度、撓曲強度、黏結強度、彈性係數、熱膨脹係數)相關試驗、裂縫抵抗能力(長度變化)試驗以及耐久性能(中性化、氯離子、抗凍融)相關試驗等。
4.補修材料性能要求：修復材料之性能應依據修復構件、環境條件、施工方法等不同而定，應考量以下之條件：(1)抗壓、撓曲、抗拉強度必須等於或高於既有混凝土；(2)熱膨脹係數、彈性係數、柏松比必須與既有混凝土接近；(3)乾燥收縮小、附著力高；(4)因為需在現場施工，須具備優良的工作性。
5.施工程序與注意事項：施工程序可分為前處理和斷面補修兩階段。前處理需特別注意鋼筋除銹後，為預防鋼筋再發生腐蝕，鐵鏽脫落後應立即塗抹防銹材等事項。斷面補修則應注意計量、混漿及養護應確實。
施工步驟必須先確認斷面補修範圍、修復範圍表面清除，之後再進行鋼筋除鏽、塗抹防鏽劑、表面清理和介面處理，最後再將斷面補修材料混漿和填補，進行養護後即完成修復工作。
本所相關研究已針對不同補修材料，包含水泥砂漿、聚合物水泥砂漿、無收縮水泥砂漿及環氧樹脂砂漿等進行相關補修材料基本性能試驗，包括抗壓強度、撓曲強度、黏結強度、乾縮率、透水量及吸水率等。此外，亦利用足尺鋼筋腐蝕梁構件探討斷面補修工法之施作程序與其力學性能。「鋼筋混凝土梁構件之鋼筋腐蝕斷面補修工法研擬」研究成果可提供給建築師、土木結構技師參考，以推動建築物之耐久性診斷與維護。
表 補修材料性能要求
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項目
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基準值
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標準試驗法
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水泥砂漿
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環氧樹脂砂漿
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撓曲強度
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6.0 MPa以上
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10.0 MPa以上
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JIS A 1171
ASTM C348
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抗壓強度
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7天
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20.0 MPa以上
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20.0 MPa以上
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JIS A 1171
ASTM C109
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28天
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28.0 MPa以上
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35.0 MPa以上
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黏結強度
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標準環境
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1.5 MPa以上
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1.5 MPa以上
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JIS A 1171
ASTM C1583
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冷熱反覆循環環境
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1.5 MPa以上
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1.5 MPa以上
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透水量
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15.0 g以下
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15.0 g以下
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JIS A 1171
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吸水率
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10.0 %以下
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10.0 %以下
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JIS A 1171
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長度變
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0.150 %以下
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0.150 %以下
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JIS A 1171
ASTM C596
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圖 研究步驟流程