建築材料與試驗

考試定位

「建築材料與試驗」是建築構造科目的技術基礎考點。常見題型包括:

  • 說明混凝土的性能指標與試驗方法
  • 比較不同材料的特性與適用場合
  • 分析材料試驗的標準與流程

本科最常以「結構類型」配合「材料需求」給定案例,要求考生分析材料特性與試驗方法。先掌握材料特性,再分析試驗方法,不要只背數值而忽略實務應用。

本頁採白話整理,目的是建立建築材料與試驗的完整框架。正式應答時,仍應依材料規格個別檢討。

混凝土

性能指標

指標 說明 試驗方法
抗壓強度 抵抗壓力能力 圓柱試體抗壓試驗
抗拉強度 抵抗拉力能力 直接拉力試驗
坍度 工作性指標 坍度試驗
凝結時間 初凝、終凝時間 針入度試驗
水灰比 水/水泥重量比 計算
抗滲性 抵抗水分滲透 滲透試驗

強度等級

等級 抗壓強度(kgf/cm²) 適用場合
175 175 基礎、擋土牆
210 210 一般結構體
280 280 高強度結構
350 350 超高層、橋樑
420 420 特殊結構

坍度試驗

項目 說明
目的 測量混凝土工作性
方法 坍度筒提起後測量坍落高度
標準 依設計規定
適用 新拌混凝土

抗壓試驗

項目 說明
目的 測量混凝土抗壓強度
方法 圓柱試體28天養護後試驗
標準 依CNS標準
適用 結構混凝土

混凝土配合比設計

項目 說明 計算方式
水灰比 水/水泥重量比 依強度需求
用水量 每立方米用水量 依坍度需求
水泥用量 每立方米水泥用量 用水量/水灰比
砂石用量 每立方米砂石用量 總重量-水-水泥

鋼材

性能指標

指標 說明 試驗方法
降伏強度 開始塑性變形應力 拉力試驗
抗拉強度 最大承受應力 拉力試驗
伸長率 延性指標 拉力試驗
彎曲性能 彎曲能力 彎曲試驗
化學成分 元素含量 化學分析

鋼材等級

等級 降伏強度(kgf/mm²) 適用場合
SS400 24以上 一般結構
SY295 29.5以上 構造用鋼
SY395 39.5以上 高強度鋼
SN490 49.0以上 高層建築

鋼材試驗

試驗項目 試驗方法 合格標準
拉力試驗 CNS 2111 依等級
彎曲試驗 CNS 1282 無裂縫
化學分析 CNS 2112 依等級
衝擊試驗 CNS 3960 依需求

鋼材防腐

方式 說明 適用場合
熱浸鍍鋅 浸入鋅液 鋼構造
塗裝 塗佈防鏽漆 一般鋼材
耐候鋼 合金鋼 特殊場合

木材

性能指標

指標 說明 試驗方法
抗彎強度 抵抗彎曲能力 抗彎試驗
抗壓強度 抵抗壓力能力 抗壓試驗
含水率 木材水分含量 含水率試驗
比重 密度指標 稱重法
收縮率 乾燥收縮程度 收縮試驗

木材種類

類型 說明 適用場合
針葉樹 軟木、成長快 低層建築、裝修
闊葉樹 硬木、成長慢 高級裝修
工程木材 加工處理 結構用材

工程木材

類型 說明 特性 適用場合
CLT 交叉層積木材 大面積、高強度 結構體
LVL 單板層積材 高強度、大跨距 梁、柱
Glulam 積層膠合木材 大跨距、造型自由 梁、拱

木材防腐防蟲

方式 說明 適用場合
防腐處理 注入防腐劑 露天木材
防蟲處理 注入防蟲劑 白蟻防治
乾燥處理 降低含水率 所有木材

其他材料

磚材

類型 說明 適用場合
紅磚 傳統材料 隔間、裝飾
水泥磚 水泥製成 隔間、鋪面
空心磚 輕量化 隔間、隔音

玻璃

類型 說明 適用場合
強化玻璃 強度高 門窗、帷幕牆
複層玻璃 隔熱、隔音 門窗
低輻射玻璃 低輻射、節能 門窗
夾層玻璃 安全、防爆 特殊場合

防水材料

類型 說明 適用場合
瀝青防水氈 傳統工法 屋頂、地下
彈性水泥 水性材料 一般防水
PU防水 無接縫 高要求防水

試驗標準

試驗流程

取樣 → 製備 → 評養 → 試驗 → 記錄 → 判定
階段 工作重點 成果產出
取樣 依規定取樣 樣品
製備 製備試體 試體
評養 依規定養護 養護紀錄
試驗 執行試驗 試驗數據
記錄 記錄數據 試驗報告
判定 判定合格與否 判定結果

常見試驗標準

材料 試驗標準 主要試驗
混凝土 CNS 3090 抗壓、坍度
鋼筋 CNS 2111 拉力、彎曲
鋼材 CNS 2112 拉力、化學分析
木材 CNS 471 抗彎、抗壓

檢核重點

  • 確認混凝土強度等級與配合比
  • 選擇適當鋼材等級
  • 評估木材種類與處理方式
  • 規劃材料試驗計畫
  • 檢查試驗標準與合格標準

易錯辨析

  • 常見錯誤:混淆混凝土強度等級

  • 正確觀念:不同強度等級適用不同場合

  • 常見錯誤:忽略鋼材防腐處理

  • 正確觀念:鋼材需依環境選擇防腐方式

  • 常見錯誤:木材含水率未控制

  • 正確觀念:木材需乾燥處理,控制含水率

  • 常見錯誤:試驗取樣不依規定

  • 正確觀念:試驗取樣需依標準執行

典型例題

選擇題

題目:一般建築結構體常用的混凝土強度等級為下列何者? (A) 175 (B) 210 (C) 280 (D) 350

答案:(B) 解析:一般建築結構體常用210 kgf/cm²混凝土。

申論題

題目:請說明混凝土的性能指標與試驗方法,並分析其在建築設計中的應用。

答題要點

  1. 抗壓強度:圓柱試體抗壓試驗
  2. 坍度:坍度試驗,工作性指標
  3. 水灰比:強度控制關鍵
  4. 配合比設計:依需求計算
  5. 應用:不同強度等級適用不同場合

章末速讀

混凝土口訣:「強坍凝灰滲,五大性能」

指標 說明 試驗方法
強度 抗壓強度 抗壓試驗
坍度 工作性指標 坍度試驗
凝結 初凝、終凝 針入度試驗
灰比 水灰比 計算
滲透 抗滲性 滲透試驗

鋼材口訣:「降拉伸彎化,五大性能」

指標 說明 試驗方法
降伏 開始塑性變形 拉力試驗
抗拉 最大承受應力 拉力試驗
伸長 延性指標 拉力試驗
彎曲 彎曲能力 彎曲試驗
化學 元素含量 化學分析

木材口訣:「抗彎壓水比,五大性能」

指標 說明 試驗方法
抗彎 抵抗彎曲 抗彎試驗
抗壓 抵抗壓力 抗壓試驗
含水率 水分含量 含水率試驗
比重 密度指標 稱重法
收縮 乾燥收縮 收縮試驗

考試答題順序:先確認材料需求→再選擇材料等級→最後規劃試驗計畫

申論與圖面練習

1. 請說明混凝土的性能指標與試驗方法,並分析其在建築設計中的應用。

作答關鍵:

  • 強度:抗壓強度、抗拉強度
  • 工作性:坍度、凝結時間
  • 耐久性:水灰比、抗滲性
  • 試驗方法:坍度試驗、抗壓試驗
2. 請比較鋼材與混凝土的材料特性,並分析其在結構選型中的應用。

作答關鍵:

  • 鋼材:強度高、延性好、施工快
  • 混凝土:耐火性佳、耐久性好、成本低
  • 結構選型:RC、鋼構、SRC
  • 適用場合:建築類型、規模、成本

常見問題 QA

「建築材料與試驗」在考試中應優先掌握什麼?

混凝土、鋼材、木材的性能試驗與規格。建議採用的判讀方式是:依材料特性、施工順序、界面與品質查驗點理解工法。

準備「建築材料與試驗」最常見的失分原因是什麼?

常見失分是只記工法名稱,忽略前後工序與缺失原因。作答時應把結論、依據與適用條件一併寫出。

讀完本章後應如何自我練習?

繪製施工流程並列出自主檢查項目,再用章末題目確認是否能解釋理由,而非只認得答案。

複習測驗

建築材料與試驗隨堂考

先依本章內容作答,再展開解析檢查判斷理由。

1本章「建築材料與試驗」所屬的考試領域為何?
請選擇一個答案
解析

本章收錄於「建築構造」,重點為混凝土、鋼材、木材的性能試驗與規格。

2面對本章案例時,較完整的解題方式為何?
請選擇一個答案
解析

本章建議以「依材料特性、施工順序、界面與品質查驗點理解工法」建立可追溯的判斷。

3下列何者是本章應避免的準備方式?
請選擇一個答案
解析

最常見的失分來源是只記工法名稱,忽略前後工序與缺失原因。

4何種複習方式最能確認已理解本章?
請選擇一個答案
解析

建議繪製施工流程並列出自主檢查項目,並能自行說明每一步理由。