在標準暴曬試驗上,與水平呈不同角度影響腐蝕量的問題以前已被注意到。然而比這更大的問題是在試片的上面和下面腐蝕明顯不同。這些問題正如在上節中所敘述的那樣限制了大氣暴曬試驗數據的價值,可是更成為問題的是耐候鋼在實際結構物上以各種暴露形狀使用時,它的形狀對耐候鋼的功能如何影響的問題。非常不利的形狀在結構設計上必須回避。


 關于對標準暴曬試驗的角度的影響雖然有幾篇報告,但是最早在組織上進行研究的人是諸石等。他們把耐候鋼及碳素鋼試片(100mm×60mm×3mm)的一面進行涂漆,把留下的一面作為上面或者下面,在上面向東以及向南兩個方向,設置成與水平呈0°、30°、60°、90°,暴曬時間為6個月、9個月及24個月.兩種鋼試片都是下面的腐蝕比上面的大,暴曬角度越陡腐蝕越小。就上面來說,與水平及垂直位置相比,中間角度的試片腐蝕小。暴曬角度對碳素鋼試片的影響大,并且隨時間增長而增大。耐候鋼不太受時間的影響。


 他們同(tong)時(shi)(shi)求出了銹中的(de)(de)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)含有(you)率,判斷(duan)它的(de)(de)值取決(jue)于試片表面流下的(de)(de)雨(yu)水(shui)量的(de)(de)多少。由于暴曬角度而引起的(de)(de)下面的(de)(de)腐蝕的(de)(de)差異(yi)與硫(liu)酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)量非(fei)常對(dui)應。不過(guo)他們認(ren)為對(dui)腐蝕量的(de)(de)變化影響最大的(de)(de)因子是降(jiang)雨(yu)后銹層的(de)(de)水(shui)分保(bao)持的(de)(de)時(shi)(shi)間和(he)量。


 如上(shang)所(suo)述,試片形狀受暴曬的(de)影(ying)響耐(nai)候(hou)鋼(gang)雖(sui)然比碳素鋼(gang)小,可是下面的(de)腐蝕(shi)比上(shang)面的(de)大,腐蝕(shi)量增大60%~70%左(zuo)右,諸石(shi)等也認(ren)為(wei)在(zai)實際(ji)結構物應用耐(nai)候(hou)鋼(gang)時,在(zai)設計(ji)上(shang)必須考慮(lv)周(zhou)到(dao)細致(zhi)。


很早以前 Larrabee或Schikor就已經指出,遮蔽雨水對暴曬試片下面的腐蝕會有較大的影響,那時雖然還沒有把耐候鋼進行裸露使用,但在設定碳素鋼等腐蝕試驗條件上被認為是重要的。1965年(昭和40年)日本在建筑物上開始裸露使用耐候鋼,那時由于SOχ引起的大氣污染正處在相當高的時期,遮蔽面由于沒有受到雨水的洗凈作用對腐蝕的影響很大,有時裸露耐候鋼的遮蔽面銹層產生了沒有穩定化的部位。


 為了(le)(le)具體地研(yan)(yan)究(jiu)裸露耐候鋼(gang)各部位有(you)什么樣的(de)(de)(de)行為,以便作為結構設計上的(de)(de)(de)參考(kao),佐(zuo)(zuo)武等(deng)和松島等(deng)兩個研(yan)(yan)究(jiu)組(zu)制作了(le)(le)使用(yong)耐候鋼(gang)的(de)(de)(de)試驗(yan)房屋以及模型(xing)結構物(wu)佐(zuo)(zuo)武等(deng)于1966年(昭和41年)2月(yue),在尼崎市住(zhu)友金(jin)屬工業中央技術(shu)研(yan)(yan)究(jiu)所(suo)(當時)院內,用(yong)耐候鋼(gang)建(jian)造了(le)(le)有(you)H型(xing)柱(zhu)、棟(dong)梁、框(kuang)格、平(ping)板門的(de)(de)(de)試驗(yan)房屋,研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)耐候鋼(gang)銹層穩定(ding)化動態(tai)或由(you)于流(liu)出的(de)(de)(de)銹液引起(qi)的(de)(de)(de)各種外裝材的(de)(de)(de)污損狀況。4年后發表了(le)(le)結果。


 松島(dao)等(deng)于1967年(昭和42年)10月,在川崎市的(de)NKK技術研究所(當時(shi))院(yuan)內(nei)和川崎市住(zhu)宅(zhai)地的(de)NKK新城集合住(zhu)宅(zhai)院(yuan)內(nei),設置(zhi)了構(gou)件(jian)全部(bu)用耐候(hou)鋼制作的(de)高約3.7m、寬3m、深度2m的(de)模型結構(gou)物(圖2-15)。


所用的(de)(de)構(gou)件是H型(xing)柱(zhu)、棟梁、頂棚、窗框、壁(bi)板(ban)、百葉窗、臺階等。除(chu)了觀察銹層穩(wen)定化動態以外(wai),為(wei)了測定腐(fu)蝕量(liang),以浮在構(gou)件表面上的(de)(de)狀態和黏附(fu)在構(gou)件表面上的(de)(de)狀態安裝了很多小型(xing)試片。黏附(fu)的(de)(de)試片是為(wei)了了解雨水流(liu)的(de)(de)影響(xiang)。


結果反映出當時工業地區處于高SOχ狀態,雨被遮蔽的部分穩定化較慢。郊外比工業地區遮蔽部分的狀況好。


根據松島等的結果歸納的要點加表2-11。所示雨被遮避的部分穩定化緩慢,并且知道在SOχ影響大的地區其傾向大。


表 11.jpg


 最(zui)近工業地(di)區(qu)的(de)二氧(yang)化硫濃度比進行(xing)這些(xie)試驗(yan)時已經明顯降低,這些(xie)數(shu)(shu)據在(zai)同(tong)地(di)區(qu)雖(sui)然不(bu)能完(wan)全像原來(lai)那(nei)樣適(shi)用,可(ke)是已經成(cheng)為(wei)20世紀70年(nian)代(昭和50年(nian)代)中(zhong)期以后,盛行(xing)設計建造耐候(hou)鋼橋梁(liang)必須參(can)考的(de)最(zui)早的(de)數(shu)(shu)據,就現在(zai)成(cheng)為(wei)最(zui)大問題的(de)海岸地(di)區(qu)的(de)海鹽粒子的(de)影響來(lai)說,也可(ke)以采用同(tong)樣的(de)考慮方法。


 關于裸露(lu)耐候(hou)鋼(gang)在(zai)橋梁上(shang)應(ying)用(yong)技(ji)術的進(jin)步,已(yi)經在(zai)2.2.3節敘(xu)述過,請參照。在(zai)那里所引用(yong)的建設省土木研究所、鋼(gang)材俱樂部、日(ri)本橋梁建設協(xie)會制定(ding)的無涂漆耐候(hou)鋼(gang)橋梁的設計、施工要(yao)(yao)領(改(gai)訂(ding)案(an)(an))(1993年,平成(cheng)5年)或維修要(yao)(yao)領(案(an)(an))(1991年,平成(cheng)3年),可以說(shuo)是應(ying)用(yong)技(ji)術開(kai)發成(cheng)果的結晶。


 尤(you)其(qi)在調(diao)查海鹽粒子的影響后,在上述的設計、施工要(yao)領(ling)(改訂案)中確定了可以使(shi)用(yong)裸(luo)露耐候鋼的地(di)區(qu),是(shi)應用(yong)技術(shu)的一大成果(見表2-7)。


 關于把可以使用地區定為飛來鹽分量0.05mdd(mg/d㎡/day)以下的地點,9年間41座橋梁暴曬試驗結果起了非常有效的作用。也就是說,從圖2-16可以清楚地看出,以該飛來鹽分量為界,低于該鹽分量,銹層(ceng)能夠穩定化;可是一旦超過銹層就不能穩定化,而且腐蝕量很大。省略表2-7中的飛來鹽分量測定可以裸露使用耐候鋼的地區,可以根據該項共同研究以及以前土木研究所對鋼筋混凝土的鹽害所調查的各地區的飛來鹽分量的值求出來,可以認為這些地區是鹽分量在0.05mdd以下的地區。另外,以設計、施工要領(修訂版)作為基礎的暴曬試驗,是在已有橋梁的內梁部分安裝了試片,在對耐候鋼穩定化不利的遮蔽了雨的條件下進行的,所以所獲得的數據是實用安全的。但是,那時,像在橋梁內梁那樣完全遮蔽雨的條件下的耐候鋼的長期穩定化動態的研究報告幾乎沒有。因此,鋼材俱樂部防銹特別委員會設置了耐候鋼特別研究組,就這一問題進行了研究。


圖 16.jpg


該(gai)項研究調查了(le)1967年(昭和42年)架設的(de)(de)(de)(de)(de)川(chuan)崎(qi)制鐵知(zhi)多制造(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)知(zhi)多2號(hao)橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)(de)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)狀況,并得(de)出(chu)(chu)結論(lun)。把(ba)用(yong)前節所述的(de)(de)(de)(de)(de)交流阻抗法或銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)斷面的(de)(de)(de)(de)(de)偏光(guang)顯微鏡獲得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)觀察結果(guo),和各種完全穩定(ding)(ding)化后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)數(shu)據進(jin)行比較后(hou)得(de)出(chu)(chu)結論(lun):“內梁的(de)(de)(de)(de)(de)耐候鋼銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)與外梁相比并不遜色。···屬于耐候性原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)或者與其(qi)接近”。這(zhe)一結論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)得(de)出(chu)(chu)也(ye)是關于銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)本質或測定(ding)(ding)方法的(de)(de)(de)(de)(de)知(zhi)識財富(fu)累計的(de)(de)(de)(de)(de)成果(guo)。