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(men)同(tong)時求出了銹中的(de)(de)(de)硫酸鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)含有率,判斷它的(de)(de)(de)值(zhi)取(qu)決于試片表(biao)面流下的(de)(de)(de)雨水(shui)量的(de)(de)(de)多少。由于暴曬角度而引起的(de)(de)(de)下面的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)差異與(yu)硫酸鹽(yan)(yan)的(de)(de)(de)量非常(chang)對應。不過他們(men)認為(wei)對腐(fu)蝕(shi)量的(de)(de)(de)變化影響(xiang)最大的(de)(de)(de)因子是降雨后銹層的(de)(de)(de)水(shui)分(fen)保持的(de)(de)(de)時間(jian)和量。


 如(ru)上(shang)所述,試片形狀受暴曬的(de)影(ying)響耐(nai)候鋼(gang)雖(sui)然比碳素鋼(gang)小(xiao),可是(shi)下面的(de)腐蝕比上(shang)面的(de)大(da),腐蝕量增大(da)60%~70%左(zuo)右,諸(zhu)石等也認為(wei)在(zai)實際結構(gou)物應用耐(nai)候鋼(gang)時,在(zai)設(she)計上(shang)必須考慮周到細(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。


 為了具體地研究(jiu)(jiu)裸露(lu)耐(nai)(nai)候鋼(gang)各部位有什么(me)樣的(de)(de)(de)行為,以便(bian)作為結構設(she)計(ji)上的(de)(de)(de)參考,佐武等和松島等兩個研究(jiu)(jiu)組制作了使用(yong)耐(nai)(nai)候鋼(gang)的(de)(de)(de)試驗房(fang)屋以及模型結構物佐武等于1966年(nian)(nian)(昭和41年(nian)(nian))2月,在尼崎(qi)市住友金屬工業中央技術(shu)研究(jiu)(jiu)所(當時)院(yuan)內,用(yong)耐(nai)(nai)候鋼(gang)建造了有H型柱、棟梁、框格、平板門的(de)(de)(de)試驗房(fang)屋,研究(jiu)(jiu)了耐(nai)(nai)候鋼(gang)銹層穩定(ding)化(hua)動(dong)態(tai)或由于流出的(de)(de)(de)銹液(ye)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)各種外裝材的(de)(de)(de)污損狀況(kuang)。4年(nian)(nian)后發表了結果(guo)。


 松(song)島等于1967年(nian)(昭和(he)42年(nian))10月,在川崎市(shi)的NKK技術研究(jiu)所(suo)(當時)院內和(he)川崎市(shi)住宅(zhai)地的NKK新城集(ji)合(he)住宅(zhai)院內,設置了構件全(quan)部用耐候鋼(gang)制作的高約3.7m、寬3m、深度(du)2m的模型結(jie)構物(圖2-15)。


所用的構件是H型柱、棟梁(liang)、頂棚、窗框、壁板(ban)、百葉窗、臺階等。除了觀(guan)察(cha)銹層穩(wen)定化動態(tai)以外(wai),為了測定腐蝕量,以浮在構件表面上的狀態(tai)和黏(nian)附在構件表面上的狀態(tai)安裝了很(hen)多(duo)小(xiao)型試(shi)片。黏(nian)附的試(shi)片是為了了解雨水流的影響。


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。


表 11.jpg


 最近(jin)工業地區(qu)(qu)的(de)二氧化硫濃(nong)度比進行(xing)這(zhe)(zhe)些試驗時(shi)已(yi)經(jing)明顯(xian)降(jiang)低,這(zhe)(zhe)些數(shu)據在同地區(qu)(qu)雖(sui)然不能完全像原來那(nei)樣適用(yong),可(ke)(ke)是(shi)已(yi)經(jing)成(cheng)為20世紀(ji)70年(nian)代(昭和50年(nian)代)中期(qi)以(yi)后,盛行(xing)設計建造耐候(hou)鋼橋梁必須參考的(de)最早的(de)數(shu)據,就現(xian)在成(cheng)為最大問題(ti)的(de)海岸地區(qu)(qu)的(de)海鹽粒子的(de)影(ying)響來說(shuo),也可(ke)(ke)以(yi)采用(yong)同樣的(de)考慮方法。


 關于裸露(lu)耐候鋼在(zai)(zai)橋梁上(shang)應(ying)用技術(shu)(shu)的(de)進步,已經在(zai)(zai)2.2.3節敘述過,請參(can)照。在(zai)(zai)那里所引用的(de)建設省土木研(yan)究所、鋼材俱樂部、日本橋梁建設協會(hui)制定的(de)無涂漆耐候鋼橋梁的(de)設計、施(shi)工要領(ling)(改訂案)(1993年(nian),平成5年(nian))或(huo)維(wei)修要領(ling)(案)(1991年(nian),平成3年(nian)),可(ke)以說是應(ying)用技術(shu)(shu)開發成果(guo)的(de)結晶(jing)。


 尤其在(zai)調查海鹽粒子的(de)影響(xiang)后,在(zai)上述的(de)設計、施(shi)工要(yao)領(改訂案)中確(que)定(ding)了可以(yi)使用裸露耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)地(di)區,是應用技術的(de)一大成(cheng)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


該項(xiang)研究調查了(le)1967年(昭和(he)42年)架設的(de)(de)(de)川崎(qi)制(zhi)鐵(tie)知多制(zhi)造的(de)(de)(de)知多2號橋的(de)(de)(de)銹層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)況,并(bing)(bing)得(de)出(chu)結(jie)論。把用前節所述的(de)(de)(de)交(jiao)流阻抗法或(huo)(huo)銹層(ceng)(ceng)(ceng)斷面(mian)的(de)(de)(de)偏(pian)光顯微鏡獲得(de)的(de)(de)(de)觀察結(jie)果,和(he)各種完全穩定(ding)化后的(de)(de)(de)銹層(ceng)(ceng)(ceng)數據進行比(bi)較后得(de)出(chu)結(jie)論:“內(nei)梁的(de)(de)(de)耐候鋼銹層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)外梁相比(bi)并(bing)(bing)不遜色。···屬于(yu)耐候性(xing)原來(lai)的(de)(de)(de)穩定(ding)銹層(ceng)(ceng)(ceng)或(huo)(huo)者與(yu)其接近”。這一結(jie)論的(de)(de)(de)得(de)出(chu)也是關于(yu)銹層(ceng)(ceng)(ceng)本質或(huo)(huo)測(ce)定(ding)方法的(de)(de)(de)知識財(cai)富累計的(de)(de)(de)成果。