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海砂屋重建
海砂屋重建
何謂海砂屋?成因為何?
何謂海砂屋?成因為何?
海砂屋正式名稱為「高氯離子含量鋼筋混凝土建築物」，因建築時摻入未經處理的海砂，導致氯離子含量過高，加速鋼筋腐蝕、混凝土剝落，進而影響結構安全。
海砂屋的具體跡象、特徵有哪些?
海砂屋的具體跡象、特徵有哪些?
海砂屋會從天花板先開始有白華、析晶、裂縫、混泥土剝落、鋼筋裸露甚至腐蝕、彎折等情形。
由於柱、樑之保護層較厚，會比平頂板較慢出現跡象，但仍會因鋼筋腐蝕膨脹發生裂縫，持續擠壓混泥土造成龜裂剝落，進而導致鋼筋裸露等情形。
海砂屋的具體跡象、特徵有哪些?
海砂屋的具體跡象、特徵有哪些?
原本鋼筋其實是被保護的
原本鋼筋其實是被保護的
混凝土是強鹼性環境（pH ≈ 12~13）
會讓鋼筋表面形成一層「鈍化膜」（passive film）
主要成分類似：
這層膜讓鐵「不容易生鏽」
氯離子破壞鈍化膜（關鍵步驟）
氯離子破壞鈍化膜（關鍵步驟）
氯離子（Cl⁻）會滲入混凝土並破壞這層保護膜：
Cl⁻會與鐵離子形成可溶性錯合物
使保護膜局部崩解 → 形成「點蝕（pitting corrosion）」
簡化表示
問題在於：
FeCl₂是可溶的 → 保護層被「溶掉」
鋼筋開始電化學腐蝕（像電池一樣）
鋼筋開始電化學腐蝕（像電池一樣）
一旦保護層破壞，就會形成腐蝕電池：
陽極（氧化）：
陰極（還原，通常是氧氣）：
生成鐵鏽（體積膨脹是關鍵）
生成鐵鏽（體積膨脹是關鍵）
再進一步氧化：
也就是「鐵鏽」
為什麼會造成結構破壞（重點）
為什麼會造成結構破壞（重點）
鐵鏽的體積 ≈ 原鐵的 2～6倍
結果：
鋼筋膨脹
混凝土產生內部拉應力
出現裂縫、剝落（spalling）
最終結構強度下降
氯離子特別危險的原因（比一般生鏽更嚴重）
氯離子特別危險的原因（比一般生鏽更嚴重）
局部破壞（點蝕）
→ 看起來正常，內部已經爛掉會持續循環
Cl⁻不會被消耗，會反覆參與腐蝕擴散能力強
可透過毛細孔滲入混凝土深處
氯離子腐蝕的「完整循環機制」
氯離子腐蝕的「完整循環機制」
① 鐵先被氧化（陽極）
① 鐵先被氧化（陽極）
② 與氯離子形成可溶性錯合物（關鍵）
② 與氯離子形成可溶性錯合物（關鍵）
FeCl₂ 是可溶的
→ 鐵離子被「帶走」，無法留在表面形成保護層
保護層被「溶掉」
③ 水解反應（產生酸！）
③ 水解反應（產生酸！）
生成 HCl（強酸）
局部 pH ↓（從原本 ~13 掉下來）
④ 氫氧化鐵生成
④ 氫氧化鐵生成
⑤ 關鍵：Cl⁻ 如何破壞 Fe(OH)₃？
⑤ 關鍵：Cl⁻ 如何破壞 Fe(OH)₃？
這一步不是單一方程式，而是兩個作用同時發生
(A) 酸溶解機制（主因）
剛剛產生的 HCl 開始攻擊：
等價於：
結果：
保護層 被溶解
變成 FeCl₃（可溶）
鐵離子再次進入溶液
(B) 氯離子錯合穩定化
(B) 氯離子錯合穩定化
Cl⁻會「穩定」鐵離子在溶液中
→ 阻止它重新沉積成保護層
Cl⁻ 沒被消耗
是「催化型破壞者」
HCl 持續生成
HCl 持續生成
局部環境越來越酸
保護膜無法穩定存在
保護膜無法穩定存在
腐蝕永遠不會停
最後形成「自我加速循環」
最後形成「自我加速循環」
整個流程會變成：
Fe → Fe²⁺
Fe²⁺ → FeCl₂（被帶走）
→ 水解產生 HCl
→ HCl 溶掉 Fe(OH)₃
→ Cl⁻ 再穩定 Fe³⁺
→ 回到起點繼續腐蝕
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