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)同時求出了銹中的(de)(de)(de)(de)(de)硫(liu)酸鹽的(de)(de)(de)(de)(de)含有率,判斷它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)取決于(yu)試片表(biao)面流(liu)下的(de)(de)(de)(de)(de)雨(yu)水(shui)量的(de)(de)(de)(de)(de)多少(shao)。由于(yu)暴曬角度而引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)下面的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)差異與硫(liu)酸鹽的(de)(de)(de)(de)(de)量非常對應。不(bu)過(guo)他們(men)認為對腐蝕量的(de)(de)(de)(de)(de)變化影(ying)響最大的(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)子(zi)是降雨(yu)后銹層的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)分(fen)保持的(de)(de)(de)(de)(de)時間和(he)量。


 如上所述(shu),試片形(xing)狀受(shou)暴曬的影響(xiang)耐候(hou)鋼雖(sui)然(ran)比(bi)碳素(su)鋼小(xiao),可是下面的腐蝕(shi)比(bi)上面的大(da)(da),腐蝕(shi)量增大(da)(da)60%~70%左(zuo)右,諸石等也認為在(zai)實際結構物應用耐候(hou)鋼時,在(zai)設計上必須考慮周到(dao)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。


 為了具體地研(yan)(yan)究裸(luo)露(lu)耐(nai)(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼各部(bu)位有(you)什么樣的(de)行為,以(yi)便作為結構(gou)設計上的(de)參考,佐武等和松島等兩個研(yan)(yan)究組制作了使用耐(nai)(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼的(de)試(shi)驗(yan)房屋以(yi)及(ji)模(mo)型結構(gou)物佐武等于(yu)1966年(nian)(昭和41年(nian))2月(yue),在尼(ni)崎市住友(you)金屬(shu)工業中央技術研(yan)(yan)究所(suo)(當時)院內,用耐(nai)(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼建造了有(you)H型柱、棟梁、框格、平板門的(de)試(shi)驗(yan)房屋,研(yan)(yan)究了耐(nai)(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼銹(xiu)層穩定化動態或由于(yu)流出的(de)銹(xiu)液引起的(de)各種外裝材的(de)污損狀況。4年(nian)后發表了結果。


 松(song)島等于1967年(nian)(昭和(he)42年(nian))10月(yue),在川崎市的(de)NKK技(ji)術研究所(當(dang)時)院內(nei)和(he)川崎市住(zhu)(zhu)宅地的(de)NKK新城集(ji)合(he)住(zhu)(zhu)宅院內(nei),設置了構件全部用(yong)耐(nai)候鋼制作(zuo)的(de)高約(yue)3.7m、寬3m、深度2m的(de)模型結構物(圖(tu)2-15)。


所用的(de)構件是H型柱(zhu)、棟梁、頂棚(peng)、窗(chuang)框、壁板(ban)、百葉(xie)窗(chuang)、臺階等。除了(le)觀察銹層穩定化動態以(yi)外(wai),為(wei)(wei)了(le)測(ce)定腐蝕(shi)量(liang),以(yi)浮(fu)在構件表面(mian)上的(de)狀(zhuang)態和黏(nian)附在構件表面(mian)上的(de)狀(zhuang)態安裝了(le)很多(duo)小型試(shi)片(pian)(pian)。黏(nian)附的(de)試(shi)片(pian)(pian)是為(wei)(wei)了(le)了(le)解雨水流的(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。


表 11.jpg


 最近工業地(di)區的(de)(de)二氧化硫濃度比(bi)進(jin)行(xing)這些試驗時已(yi)經(jing)明顯降低,這些數據(ju)在(zai)(zai)同地(di)區雖然不能(neng)完全(quan)像原來那樣(yang)適用,可(ke)是(shi)已(yi)經(jing)成為20世紀70年代(昭和(he)50年代)中期以(yi)后,盛行(xing)設計(ji)建造耐候鋼橋(qiao)梁必(bi)須(xu)參(can)考(kao)的(de)(de)最早的(de)(de)數據(ju),就現在(zai)(zai)成為最大(da)問題的(de)(de)海岸(an)地(di)區的(de)(de)海鹽粒子的(de)(de)影響來說,也可(ke)以(yi)采(cai)用同樣(yang)的(de)(de)考(kao)慮方(fang)法。


 關(guan)于裸露耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)在橋(qiao)梁上(shang)應(ying)用技術的(de)(de)進步,已經在2.2.3節(jie)敘述(shu)過,請參照。在那(nei)里所(suo)引(yin)用的(de)(de)建(jian)設(she)省土木(mu)研究所(suo)、鋼(gang)(gang)材俱樂部、日本橋(qiao)梁建(jian)設(she)協會制定的(de)(de)無(wu)涂漆耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)橋(qiao)梁的(de)(de)設(she)計(ji)、施工要領(ling)(改訂案(an))(1993年(nian),平成(cheng)(cheng)5年(nian))或維修(xiu)要領(ling)(案(an))(1991年(nian),平成(cheng)(cheng)3年(nian)),可以說是應(ying)用技術開(kai)發成(cheng)(cheng)果的(de)(de)結晶。


 尤其(qi)在調查(cha)海鹽粒子的(de)(de)影響(xiang)后,在上述的(de)(de)設計、施工要領(改訂案(an))中確定了可以使用裸(luo)露(lu)耐候鋼的(de)(de)地區,是應用技術的(de)(de)一(yi)大成果(guo)(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(xiu)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


該項研究調查了1967年(nian)(昭和(he)42年(nian))架設(she)的川崎制鐵知(zhi)(zhi)多(duo)制造的知(zhi)(zhi)多(duo)2號橋的銹(xiu)(xiu)層(ceng)狀況,并得(de)出結(jie)(jie)論。把用前節所(suo)述的交流阻抗法或(huo)(huo)銹(xiu)(xiu)層(ceng)斷面的偏光顯微鏡(jing)獲(huo)得(de)的觀(guan)察結(jie)(jie)果,和(he)各(ge)種完(wan)全穩定(ding)化后(hou)(hou)的銹(xiu)(xiu)層(ceng)數據進行比(bi)較后(hou)(hou)得(de)出結(jie)(jie)論:“內梁的耐(nai)(nai)候(hou)鋼銹(xiu)(xiu)層(ceng)與外梁相比(bi)并不遜色。···屬于(yu)耐(nai)(nai)候(hou)性原來(lai)的穩定(ding)銹(xiu)(xiu)層(ceng)或(huo)(huo)者與其接近”。這一(yi)結(jie)(jie)論的得(de)出也是(shi)關于(yu)銹(xiu)(xiu)層(ceng)本質或(huo)(huo)測定(ding)方法的知(zhi)(zhi)識財富累計的成(cheng)果。