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(ta)們同時(shi)求出了(le)銹(xiu)中(zhong)的(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)鹽的(de)(de)(de)含有率,判斷它的(de)(de)(de)值取決于(yu)試(shi)片表面(mian)(mian)流下的(de)(de)(de)雨水(shui)(shui)量(liang)的(de)(de)(de)多(duo)少(shao)。由于(yu)暴曬角度而(er)引起的(de)(de)(de)下面(mian)(mian)的(de)(de)(de)腐蝕的(de)(de)(de)差異與硫(liu)酸(suan)鹽的(de)(de)(de)量(liang)非常對(dui)(dui)應(ying)。不(bu)過(guo)他(ta)們認為對(dui)(dui)腐蝕量(liang)的(de)(de)(de)變化影響最大的(de)(de)(de)因子是(shi)降雨后銹(xiu)層(ceng)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)分保持的(de)(de)(de)時(shi)間和量(liang)。
如(ru)上所述,試片形狀受(shou)暴曬(shai)的(de)影(ying)響耐候(hou)鋼(gang)雖然比碳素鋼(gang)小,可是(shi)下面的(de)腐(fu)蝕(shi)比上面的(de)大,腐(fu)蝕(shi)量增大60%~70%左(zuo)右,諸(zhu)石等也認(ren)為在實際結(jie)構物應用耐候(hou)鋼(gang)時(shi),在設計上必須(xu)考慮周到細致(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。
為了具體地(di)研究(jiu)(jiu)裸露耐(nai)候(hou)鋼(gang)各部位(wei)有(you)什么樣(yang)的(de)(de)行為,以便(bian)作為結構設計上的(de)(de)參考,佐武(wu)等和松島等兩(liang)個研究(jiu)(jiu)組制作了使用(yong)耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)(de)試(shi)驗(yan)房屋以及(ji)模型結構物(wu)佐武(wu)等于1966年(nian)(昭和41年(nian))2月,在尼崎(qi)市(shi)住友金(jin)屬工業中央技(ji)術研究(jiu)(jiu)所(當(dang)時)院內,用(yong)耐(nai)候(hou)鋼(gang)建造了有(you)H型柱、棟梁、框格(ge)、平(ping)板門的(de)(de)試(shi)驗(yan)房屋,研究(jiu)(jiu)了耐(nai)候(hou)鋼(gang)銹層穩定化動態(tai)或(huo)由于流出的(de)(de)銹液引(yin)起的(de)(de)各種外裝材(cai)的(de)(de)污損狀況(kuang)。4年(nian)后發(fa)表了結果。
松島(dao)等于1967年(nian)(昭和42年(nian))10月,在川崎(qi)市(shi)的(de)NKK技(ji)術研究(jiu)所(suo)(當時(shi))院(yuan)(yuan)內和川崎(qi)市(shi)住(zhu)宅地的(de)NKK新(xin)城(cheng)集合住(zhu)宅院(yuan)(yuan)內,設置了構(gou)件全部(bu)用耐候鋼制作的(de)高(gao)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(jian)(jian)(jian)是H型柱、棟梁、頂(ding)棚、窗框、壁板、百(bai)葉窗、臺階等。除了(le)(le)觀察(cha)銹層穩定化動態(tai)以(yi)外(wai),為(wei)了(le)(le)測定腐蝕(shi)量,以(yi)浮在構(gou)件(jian)(jian)(jian)表面上的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)和黏附在構(gou)件(jian)(jian)(jian)表面上的(de)(de)狀(zhuang)態(tai)安裝(zhuang)了(le)(le)很多小型試(shi)片(pian)。黏附的(de)(de)試(shi)片(pian)是為(wei)了(le)(le)了(le)(le)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。

最近工業地區的(de)二氧化(hua)硫濃度(du)比進行這(zhe)些試驗時(shi)已經明顯降(jiang)低,這(zhe)些數據在(zai)同(tong)地區雖(sui)然不能完全像原來(lai)那樣適用,可是已經成(cheng)為20世紀70年代(昭和50年代)中期以(yi)后,盛行設計建造耐(nai)候鋼橋梁必須參考(kao)的(de)最早(zao)的(de)數據,就現在(zai)成(cheng)為最大(da)問題的(de)海(hai)岸地區的(de)海(hai)鹽粒子(zi)的(de)影響來(lai)說,也可以(yi)采用同(tong)樣的(de)考(kao)慮(lv)方法(fa)。
關于裸露耐候(hou)鋼(gang)在橋梁上(shang)應(ying)用技(ji)術(shu)的(de)進步,已經在2.2.3節敘述過,請參照。在那里所引用的(de)建設省(sheng)土木研究所、鋼(gang)材俱(ju)樂(le)部(bu)、日(ri)本橋梁建設協會(hui)制定(ding)的(de)無涂漆耐候(hou)鋼(gang)橋梁的(de)設計、施工要領(ling)(ling)(改訂案(an))(1993年,平(ping)成5年)或維修要領(ling)(ling)(案(an))(1991年,平(ping)成3年),可(ke)以說是應(ying)用技(ji)術(shu)開發成果的(de)結晶。
尤其在調查(cha)海鹽粒子的(de)影響后,在上述的(de)設(she)計、施工要領(改訂案)中(zhong)確定了可以使(shi)用裸露耐候鋼的(de)地區,是應用技術的(de)一大成果(guo)(見表(biao)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。

該項研究調查了1967年(昭和42年)架(jia)設的(de)川崎制鐵知(zhi)(zhi)多(duo)制造的(de)知(zhi)(zhi)多(duo)2號橋的(de)銹(xiu)層(ceng)狀況(kuang),并得(de)出(chu)結(jie)論。把用前節(jie)所述的(de)交流阻(zu)抗法或(huo)銹(xiu)層(ceng)斷面的(de)偏光顯(xian)微(wei)鏡獲得(de)的(de)觀察結(jie)果,和各種完全穩定化(hua)后(hou)的(de)銹(xiu)層(ceng)數據進行比較后(hou)得(de)出(chu)結(jie)論:“內梁(liang)的(de)耐候鋼銹(xiu)層(ceng)與外梁(liang)相比并不(bu)遜(xun)色。···屬于耐候性(xing)原(yuan)來的(de)穩定銹(xiu)層(ceng)或(huo)者與其接(jie)近(jin)”。這(zhe)一(yi)結(jie)論的(de)得(de)出(chu)也是(shi)關于銹(xiu)層(ceng)本質(zhi)或(huo)測定方法的(de)知(zhi)(zhi)識財富累(lei)計(ji)的(de)成果。

