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建築研究簡訊第90期

  • 日期:104-12-15
業務報導李台光
材料實驗中心加速劣化及微觀分析實驗設施介紹

壹、前言

本所材料實驗中心為本所「建築實驗設施設置計畫」三大實驗中心之一,位於臺北市文山區,並於98年完成建置與開始營運。近年來,為更強化材料實驗中心研究資源之共享應用,以及推動基礎實驗設施之有效利用,係針對材料加速劣化及微觀分析等領域之重要設施,進行規格與能量介紹。

貳、加速劣化實驗設施

材料實驗中心耐久耐候實驗室設有氙弧燈式耐候試驗機、鹽霧試驗機及恆溫恆濕試驗機等設備,係規劃透過控制溫度、溼度及照度等試驗參數,模擬建築材料於不同自然環境狀態下,加速材料老劣化之情形,提供業界進行材料耐久及耐候特性之評估。其中,氙弧燈式耐候試驗機及鹽霧試驗機等重要設備規格及能量,簡述如下:

  1. 氙弧燈式耐候試驗機:光源為7.5KW水冷式氙弧燈,照度為40至80W/m2,試驗波長300至400nm,模擬於日光照射環境下,加速材料老劣化狀態。近年來,已進行塗裝材料對水泥質及金屬等基材性能改善之相關研究,並已累積於塗料、隔熱材與金屬材料之檢測經驗,並支援FRP船殼材料加速老化耐候之檢測服務。
  2. 鹽霧試驗機:試驗槽尺寸為96×61×86cm,具有執行鹽水噴霧、乾燥、濕潤、浸漬與外氣導入等試驗的能力,可進行材料加速環境劣化及金屬材料腐蝕試驗,並曾進行混凝土及鋼材耐久性能探討之研究。

參、微觀分析實驗設施

材料分析實驗室主要設有壓汞式孔隙分析儀、場發射掃描式電子顯微鏡、比表面分析儀,以及電位差自動滴定儀等設備,以藉由化學與物理性質的試驗與分析,釐清建築材料於加速老劣化試驗前後之材料組成、微觀結構及孔隙分佈等特性,輔以定性或定量之分析,以量化材料之耐久性能,以供評鑑建築材料耐久性能之參據,協助內政部與經濟部標檢局建築物技術法規與標準之依據。其中,壓汞式孔隙分析儀及場發射掃描式電子顯微鏡(SEM)等主要設備規格及能量,簡述如下:

  1. 壓汞式孔隙分析儀:低壓量測範圍為0至50psi,孔隙直徑為3.6至360μm;高壓量測範圍為14.7至60,000psi,孔隙直徑為0.003至6μm,可針對多孔性材料如混凝土、土壤、岩石及觸媒等,進行孔隙分佈分析,已藉材料孔隙結構之量測,進行水泥質基材(水泥砂漿及混凝土)耐久性相關研究,材料實驗中心已具有岩心、混凝土試樣之檢測經驗及能力。
  2. 場發射掃描式電子顯微鏡(SEM):二次電子影像解析度為1.5nm及5.0nm,放大倍率為20至500,000倍,可用於材料微觀結構之分析與研究,已藉由微觀分析,進行水泥質材料(水泥砂漿及混凝土)及鋼材塗料加速老劣化試驗前後微觀結構之相關研究。

肆、結語

為擴大推動於材料加速劣化及微觀分析等領域重要實驗設施之有效使用,本所已於今(104)年6月特別針對有材料實驗需求之機關、建築師公會、技師公會、工程顧問公司、學(協)會及大學土木、材料、化工、建築等系所等100餘個單位函請轉知所屬知悉,並主動邀請相關公司行號及研發單位來訪,並交流實驗研究與測試服務之經驗,拓展使用需求。期望藉由材料實驗中心擴大與主動積極的行銷作為,能帶動國內建築材料之實驗研究能力,共同累積本土性實驗數據,加強建築創新材料、先進技術之研發,未來材料實驗中心亦將秉持「取之社會、用之社會」之理念,賡續擴大實驗檢測服務之範圍與對象,更歡迎舊雨新知的參與。

圖1 氙弧燈式耐候試驗機
圖1  氙弧燈式耐候試驗機

圖2 鹽霧試驗機
圖2  鹽霧試驗機

圖3 壓汞式孔隙分析儀
圖3  壓汞式孔隙分析儀

圖4 場發射掃描式電子顯微鏡(SEM)
圖4  場發射掃描式電子顯微鏡(SEM)