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。
他們同時(shi)求出了(le)銹中的(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)含有率,判斷(duan)它(ta)的(de)(de)(de)(de)值取決于試片表面流下(xia)的(de)(de)(de)(de)雨水量的(de)(de)(de)(de)多少(shao)。由于暴曬角(jiao)度而引起的(de)(de)(de)(de)下(xia)面的(de)(de)(de)(de)腐蝕的(de)(de)(de)(de)差異(yi)與硫(liu)酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)(de)(de)量非常對應。不(bu)過(guo)他們認為對腐蝕量的(de)(de)(de)(de)變化影響最大的(de)(de)(de)(de)因子是降雨后銹層(ceng)的(de)(de)(de)(de)水分保持的(de)(de)(de)(de)時(shi)間和量。
如上所(suo)述,試片形(xing)狀受暴曬(shai)的影響耐(nai)候鋼(gang)雖然比碳素鋼(gang)小,可(ke)是下面(mian)的腐蝕比上面(mian)的大,腐蝕量(liang)增(zeng)大60%~70%左(zuo)右,諸石(shi)等也認為在實際結構物(wu)應用耐(nai)候鋼(gang)時(shi),在設計上必須(xu)考慮周到細致。
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(ju)體地研究(jiu)裸(luo)露耐(nai)候鋼(gang)(gang)各部位有什么樣的(de)(de)行(xing)為,以便作為結構設計上(shang)的(de)(de)參考,佐武(wu)等和(he)松島等兩個(ge)研究(jiu)組制作了使用耐(nai)候鋼(gang)(gang)的(de)(de)試驗房屋以及模型結構物佐武(wu)等于1966年(nian)(昭和(he)41年(nian))2月,在(zai)尼崎市(shi)住友金屬工業中央技(ji)術研究(jiu)所(當時(shi))院內,用耐(nai)候鋼(gang)(gang)建造了有H型柱(zhu)、棟梁(liang)、框格、平(ping)板門的(de)(de)試驗房屋,研究(jiu)了耐(nai)候鋼(gang)(gang)銹層穩(wen)定(ding)化動態或由(you)于流出的(de)(de)銹液引起的(de)(de)各種外裝(zhuang)材的(de)(de)污損狀況。4年(nian)后發表了結果。
松島(dao)等于1967年(昭和42年)10月,在(zai)川(chuan)崎市(shi)的(de)NKK技術研究所(當時(shi))院(yuan)內和川(chuan)崎市(shi)住宅(zhai)地的(de)NKK新(xin)城集(ji)合住宅(zhai)院(yuan)內,設置了構件(jian)全部(bu)用耐候鋼制作的(de)高(gao)約3.7m、寬3m、深(shen)度2m的(de)模型結構物(圖(tu)2-15)。
所用的構件(jian)是(shi)H型(xing)柱、棟(dong)梁、頂棚、窗(chuang)框、壁板、百葉(xie)窗(chuang)、臺階等。除(chu)了(le)觀察銹層(ceng)穩定化動態(tai)以外,為了(le)測定腐蝕(shi)量(liang),以浮在構件(jian)表(biao)(biao)面(mian)上的狀(zhuang)態(tai)和黏附在構件(jian)表(biao)(biao)面(mian)上的狀(zhuang)態(tai)安裝了(le)很(hen)多(duo)小型(xing)試片。黏附的試片是(shi)為了(le)了(le)解雨(yu)水流(liu)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。

最近工業地區(qu)(qu)的二氧(yang)化(hua)硫濃(nong)度比進行這些(xie)試驗(yan)時已經(jing)明顯降低,這些(xie)數據在同地區(qu)(qu)雖(sui)然不能完全(quan)像原來那樣適用,可(ke)是已經(jing)成(cheng)為(wei)20世(shi)紀(ji)70年(nian)代(dai)(dai)(昭(zhao)和(he)50年(nian)代(dai)(dai))中(zhong)期(qi)以后,盛行設計建造(zao)耐候鋼橋梁(liang)必(bi)須(xu)參(can)考(kao)的最早的數據,就現(xian)在成(cheng)為(wei)最大問(wen)題(ti)的海岸地區(qu)(qu)的海鹽粒(li)子的影響來說(shuo),也(ye)可(ke)以采(cai)用同樣的考(kao)慮方法。
關于裸(luo)露耐(nai)候鋼(gang)在(zai)(zai)橋(qiao)梁上應(ying)用(yong)技(ji)術的(de)進步,已經在(zai)(zai)2.2.3節敘(xu)述(shu)過,請參照。在(zai)(zai)那(nei)里所引用(yong)的(de)建(jian)設省土木研究所、鋼(gang)材俱樂部、日本橋(qiao)梁建(jian)設協會制定(ding)的(de)無涂漆(qi)耐(nai)候鋼(gang)橋(qiao)梁的(de)設計(ji)、施工要(yao)領(ling)(改訂案)(1993年(nian),平成5年(nian))或維修要(yao)領(ling)(案)(1991年(nian),平成3年(nian)),可以說是應(ying)用(yong)技(ji)術開發成果的(de)結晶。
尤其在調查(cha)海鹽粒子的影響后,在上述的設計、施(shi)工要領(改訂案(an))中確定了可(ke)以使用(yong)裸(luo)露耐候(hou)鋼的地區,是(shi)應用(yong)技術的一大(da)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(cha)了1967年(昭和42年)架(jia)設的(de)川崎制鐵知(zhi)多制造的(de)知(zhi)多2號橋的(de)銹(xiu)層(ceng)狀況,并(bing)得(de)(de)出(chu)(chu)結(jie)論(lun)。把用前(qian)節所述的(de)交流阻抗(kang)法(fa)或(huo)(huo)銹(xiu)層(ceng)斷面的(de)偏光(guang)顯微鏡獲得(de)(de)的(de)觀察結(jie)果(guo)(guo),和各種完(wan)全穩定化后(hou)的(de)銹(xiu)層(ceng)數據進行比(bi)較后(hou)得(de)(de)出(chu)(chu)結(jie)論(lun):“內梁的(de)耐(nai)候(hou)鋼銹(xiu)層(ceng)與外梁相比(bi)并(bing)不遜色。···屬于耐(nai)候(hou)性原來(lai)的(de)穩定銹(xiu)層(ceng)或(huo)(huo)者與其接(jie)近(jin)”。這一結(jie)論(lun)的(de)得(de)(de)出(chu)(chu)也是關于銹(xiu)層(ceng)本(ben)質或(huo)(huo)測定方法(fa)的(de)知(zhi)識(shi)財富累計的(de)成果(guo)(guo)。

