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(tong)時求出了銹(xiu)(xiu)中的(de)硫(liu)酸鹽(yan)的(de)含有率,判斷(duan)它的(de)值取決于試片表面(mian)流下的(de)雨水(shui)量(liang)的(de)多少。由于暴曬(shai)角度而引起的(de)下面(mian)的(de)腐蝕的(de)差異(yi)與(yu)硫(liu)酸鹽(yan)的(de)量(liang)非常(chang)對應。不過(guo)他(ta)們認(ren)為對腐蝕量(liang)的(de)變化影響最大的(de)因(yin)子是降雨后銹(xiu)(xiu)層(ceng)的(de)水(shui)分保持的(de)時間和(he)量(liang)。
如(ru)上所(suo)述,試片(pian)形狀受暴曬的(de)影響耐(nai)候(hou)鋼(gang)雖然比(bi)碳(tan)素鋼(gang)小,可是下面(mian)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)比(bi)上面(mian)的(de)大,腐(fu)蝕(shi)(shi)量增大60%~70%左(zuo)右(you),諸石等也(ye)認為在(zai)實(shi)際結構(gou)物應用(yong)耐(nai)候(hou)鋼(gang)時,在(zai)設計上必須(xu)考慮周到(dao)細(xi)致。
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(wei)了(le)(le)具(ju)體(ti)地研(yan)(yan)(yan)究裸露耐候(hou)鋼(gang)(gang)各部位(wei)有什么樣(yang)的(de)行為(wei),以便作(zuo)為(wei)結(jie)構(gou)設計上的(de)參(can)考,佐(zuo)武(wu)等和松島(dao)等兩個研(yan)(yan)(yan)究組制作(zuo)了(le)(le)使用耐候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)試驗(yan)房屋以及(ji)模型結(jie)構(gou)物(wu)佐(zuo)武(wu)等于1966年(nian)(昭和41年(nian))2月,在尼崎市住友金屬(shu)工(gong)業中央(yang)技術(shu)研(yan)(yan)(yan)究所(當時(shi))院內(nei),用耐候(hou)鋼(gang)(gang)建造了(le)(le)有H型柱、棟梁、框格、平板門的(de)試驗(yan)房屋,研(yan)(yan)(yan)究了(le)(le)耐候(hou)鋼(gang)(gang)銹層穩定化(hua)動(dong)態或(huo)由于流(liu)出的(de)銹液引起的(de)各種外裝(zhuang)材的(de)污損狀況。4年(nian)后發(fa)表(biao)了(le)(le)結(jie)果。
松島等(deng)于1967年(昭和(he)42年)10月(yue),在(zai)川崎市的NKK技術研究所(suo)(當時)院內(nei)和(he)川崎市住宅地的NKK新城(cheng)集合住宅院內(nei),設(she)置(zhi)了構件(jian)全(quan)部用耐候鋼(gang)制作的高(gao)約(yue)3.7m、寬3m、深度2m的模型結構物(圖(tu)2-15)。
所用的(de)(de)構(gou)件(jian)是H型柱(zhu)、棟梁、頂(ding)棚(peng)、窗(chuang)框(kuang)、壁板、百葉窗(chuang)、臺(tai)階(jie)等(deng)。除了(le)(le)觀察(cha)銹層穩定(ding)化動態以外(wai),為了(le)(le)測定(ding)腐蝕量,以浮在(zai)構(gou)件(jian)表(biao)面上的(de)(de)狀態和黏附在(zai)構(gou)件(jian)表(biao)面上的(de)(de)狀態安裝了(le)(le)很多小型試片。黏附的(de)(de)試片是為了(le)(le)了(le)(le)解(jie)雨(yu)水流的(de)(de)影響。
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(qu)的(de)二氧化硫濃(nong)度比(bi)進行這(zhe)些試驗時已經明顯降低,這(zhe)些數據(ju)(ju)在同(tong)地區(qu)雖然不(bu)能完全像原(yuan)來(lai)那樣適用,可是已經成為(wei)20世(shi)紀(ji)70年代(昭(zhao)和50年代)中(zhong)期以后,盛(sheng)行設計(ji)建(jian)造耐候鋼橋梁必須參考的(de)最早的(de)數據(ju)(ju),就現在成為(wei)最大問題的(de)海(hai)岸地區(qu)的(de)海(hai)鹽粒子的(de)影響來(lai)說,也可以采(cai)用同(tong)樣的(de)考慮方法。
關于裸露耐候鋼(gang)在(zai)橋(qiao)(qiao)梁(liang)上(shang)應(ying)用技術的(de)進步,已經在(zai)2.2.3節敘述過,請參照。在(zai)那里所引(yin)用的(de)建(jian)設省土木研究所、鋼(gang)材俱樂部、日本橋(qiao)(qiao)梁(liang)建(jian)設協會制(zhi)定的(de)無涂漆耐候鋼(gang)橋(qiao)(qiao)梁(liang)的(de)設計、施工(gong)要(yao)領(改訂案)(1993年(nian),平(ping)成(cheng)(cheng)5年(nian))或維(wei)修要(yao)領(案)(1991年(nian),平(ping)成(cheng)(cheng)3年(nian)),可(ke)以(yi)說(shuo)是(shi)應(ying)用技術開發成(cheng)(cheng)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)設計、施工(gong)要(yao)領(ling)(改訂(ding)案)中確定了可以使(shi)用(yong)裸露(lu)耐候鋼的(de)地區,是應用(yong)技術(shu)的(de)一(yi)大成果(見(jian)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(jiu)調查(cha)了1967年(昭(zhao)和(he)42年)架(jia)設的(de)(de)(de)(de)川(chuan)崎(qi)制鐵知多制造的(de)(de)(de)(de)知多2號(hao)橋的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)層(ceng)狀況,并(bing)得(de)出結(jie)論(lun)。把用前節(jie)所(suo)述的(de)(de)(de)(de)交流(liu)阻抗法或銹(xiu)(xiu)層(ceng)斷面的(de)(de)(de)(de)偏光(guang)顯微鏡獲得(de)的(de)(de)(de)(de)觀察結(jie)果,和(he)各種完(wan)全(quan)穩(wen)定(ding)化后的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)層(ceng)數據進行比較后得(de)出結(jie)論(lun):“內梁的(de)(de)(de)(de)耐候鋼銹(xiu)(xiu)層(ceng)與外(wai)梁相比并(bing)不(bu)遜色(se)。···屬于(yu)耐候性原來的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)銹(xiu)(xiu)層(ceng)或者與其接(jie)近”。這一結(jie)論(lun)的(de)(de)(de)(de)得(de)出也是(shi)關于(yu)銹(xiu)(xiu)層(ceng)本(ben)質或測定(ding)方法的(de)(de)(de)(de)知識財富(fu)累計(ji)的(de)(de)(de)(de)成果。

