在日本能夠生產耐候鋼的1960年（昭和35年）后的數年間，受到的一次最大的沖擊是在美國建筑物上的裸露使用。號稱第一號的John Deere & Company公司大樓于1958年（昭和33年）動工，于1963年（昭和38年）竣工。這個大樓由于位置的關系雖然有名而實際見過的人不多，可是相繼建成的 Chicago Civic Cen-ter[1965年（昭和40年）竣工］位于Chicago的中心街，由于31層規模很宏大，很多日本人見過。不僅在壁面板和柱型上，而且在強度構件上正式地裸露使用了耐候鋼。作者于1969年（昭和44年）從Boston至San Diego時，途中順便到過Chicago再次參觀了這個大樓，在出差報告書中做了如下的記述：
“．．···與4年前見過時相比它(ta)更加美(mei)麗(li)，這對耐(nai)(nai)候鋼(gang)的(de)(de)裸露使用(yong)(yong)的(de)(de)自信(xin)和信(xin)任形成了(le)強(qiang)(qiang)有力的(de)(de)基(ji)礎。雖然耐(nai)(nai)候鋼(gang)在日本(ben)作為強(qiang)(qiang)度材料還沒有裸露使用(yong)(yong)，可(ke)是我(wo)想(xiang)那個時代必將來臨。因(yin)(yin)此(ci)，我(wo)認為不(bu)僅暴(bao)曬試驗(yan)，而且包括結構因(yin)(yin)素(su)在內的(de)(de)實用(yong)(yong)數據不(bu)可(ke)缺少，未(wei)來在日本(ben)第一(yi)個使用(yong)(yong)耐(nai)(nai)候鋼(gang)的(de)(de)結構物成功與否對以后的(de)(de)發展有很大影響。
在初期采用了裸露耐候(hou)鋼(gang)的建筑物中，人所共知的是鐮倉近代美(mei)術(shu)館(guan)（1966年(nian)(nian)(nian)（昭(zhao)和41年(nian)(nian)(nian)），用于(yu)鋼(gang)骨、屋頂、窗(chuang)框）、東京(jing)茅場町的鐵鋼(gang)會(hui)館(guan)（1966年(nian)(nian)(nian)（昭(zhao)和41年(nian)(nian)(nian)），用于(yu)欄桿、部分外裝面板、屋上周圍(wei)的防護面板）、川崎(qi)市的NKK京(jing)濱大廈(sha)(1968年(nian)(nian)(nian)（昭(zhao)和43年(nian)(nian)(nian)），用于(yu)屋上的頂屋、大廈(sha)的外裝面板）等(deng)。其(qi)他主要(yao)的建筑物示(shi)于(yu)表(biao)2-4。
這些耐候(hou)鋼的(de)穩(wen)定銹層形成(cheng)過程不像(xiang)在(zai)(zai)美國那樣順(shun)利。妨礙耐候(hou)鋼穩(wen)定銹層形成(cheng)的(de)環境(jing)因子包括大氣(qi)(qi)中所含過量的(de)鹽離(li)子及亞硫酸氣(qi)(qi)體。即(ji)使(shi)它們在(zai)(zai)大氣(qi)(qi)中的(de)濃度(du)相(xiang)同，像(xiang)大氣(qi)(qi)暴曬試(shi)片上(shang)被雨水沖洗的(de)場合，因附著量減(jian)少(shao)能降(jiang)低它的(de)作(zuo)用(yong)，可(ke)是(shi)在(zai)(zai)實際的(de)建筑物(wu)上(shang)除了(le)屋頂以外，雨的(de)洗凈效果受到限制。
其結果是，一(yi)旦海鹽粒子或(huo)SO2(被氧化后變成硫酸起作用）表(biao)面(mian)附著(zhu)量(liang)過多時，不僅(jin)產(chan)生銹層(ceng)剝離，增大腐蝕，而且使外觀變壞。
圖2-8 示出了大氣中的(de)SOx濃(nong)度隨時間變化的(de)測(ce)定(ding)情(qing)況。在都市或(huo)工業地區，20世紀60年(nian)代（昭和40年(nian)代）中期(qi)的(de)SO,濃(nong)度是現在的(de)數倍以上(shang)，對耐候鋼形成穩定(ding)銹層來說還(huan)不(bu)是太好的(de)環(huan)境。
以(yi)(yi)NKK京濱大樓為(wei)例，耐候(hou)鋼(gang)是(shi)作為(wei)外部凹(ao)面縱向(xiang)使(shi)(shi)用的(de)(de)(de)槽(cao)形構件，它寬800mm,高200mm,可(ke)是(shi)由于處(chu)于工業地區，大氣(qi)中(zhong)SO含量多，降雨(yu)(yu)時受風向(xiang)的(de)(de)(de)影(ying)響被(bei)雨(yu)(yu)沖(chong)洗的(de)(de)(de)部分僅限于東南西(xi)北的(de)(de)(de)一個方(fang)向(xiang)，而且比外面凹(ao)下200mm,所以(yi)(yi)即使(shi)(shi)在被(bei)雨(yu)(yu)淋(lin)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)上也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)全部被(bei)沖(chong)洗。建(jian)成初(chu)期，銹的(de)(de)(de)脫落顯著，在降雨(yu)(yu)之后，雨(yu)(yu)中(zhong)析(xi)出的(de)(de)(de)硫(liu)酸鐵帶(dai)有白色污垢。該(gai)大樓的(de)(de)(de)耐候(hou)鋼(gang)使(shi)(shi)用10年(nian)左(zuo)右，隨著時間增(zeng)長，銹層也(ye)增(zeng)厚(hou)，以(yi)(yi)及因環境的(de)(de)(de)改(gai)善而降低了SOx濃度，使(shi)(shi)銹層穩定化(hua)，成為(wei)相當良好(hao)的(de)(de)(de)狀態。25年(nian)后的(de)(de)(de)今天，銹已經呈現出良好(hao)的(de)(de)(de)穩定化(hua)外觀。
如(ru)果從20世紀60年(nian)代至70年(nian)代后期(qi)(qi)（昭和40年(nian)代到(dao)50年(nian)代初(chu)期(qi)(qi)）日本的(de)耐候鋼在建筑(zhu)物上的(de)裸露使(shi)用情況看，銹穩定化并不像美國(guo)那樣順利，相當一般。其原因是比較靠近(jin)海受海鹽粒子(zi)的(de)影響，當時在城(cheng)市、工業(ye)地(di)區SOx濃度高、潮濕等，可是真正(zheng)的(de)理由(you)并不清楚。最(zui)引起關(guan)注(zhu)的(de)SO4濃度在美國(guo)有的(de)地(di)區也很高，雖(sui)然已經看到(dao)了(le)硫酸鐵的(de)污垢，但是沒有成為很大(da)的(de)問題。
作(zuo)為其他理(li)由，雖然(ran)還可以舉(ju)出日(ri)本(ben)國(guo)土狹小、人和建筑物(wu)的距離近，而且日(ri)本(ben)國(guo)民(min)對美觀(guan)或彩(cai)色有敏感性，可是即使(shi)到美國(guo)Chicago Civic Centen 大(da)樓跟前(qian)去看耐候鋼的裸露使(shi)用也具有非常(chang)良好的狀態。
如果(guo)(guo)歸納主(zhu)要問題(ti)(ti)有如下幾點(dian)：（1)初(chu)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)淺紅(hong)銹(xiu)的(de)(de)(de)生成；（2)由于(yu)方(fang)向、位(wei)置而(er)引起(qi)的(de)(de)(de)初(chu)期(qi)(qi)銹(xiu)的(de)(de)(de)色斑；（3)條件(jian)壞(huai)的(de)(de)(de)場合下銹(xiu)的(de)(de)(de)局部剝離(li)；（4)銹(xiu)飛散時(shi)對周圍環境的(de)(de)(de)影響；（5)流經表面含有鐵離(li)子的(de)(de)(de)雨水(shui)所(suo)(suo)引起(qi)的(de)(de)(de)對混凝土等周圍多(duo)孔物質的(de)(de)(de)紅(hong)色污染。以上幾點(dian)主(zhu)要是(shi)外觀(guan)上的(de)(de)(de)問題(ti)(ti)。如果(guo)(guo)銹(xiu)的(de)(de)(de)穩定(ding)化(hua)速度慢(man)，則在這期(qi)(qi)間的(de)(de)(de)腐蝕大，而(er)且材料的(de)(de)(de)減(jian)厚也快，絕對值只要能(neng)達到(dao)穩定(ding)化(hua)就沒有大問題(ti)(ti)，并且它很少作(zuo)為結(jie)構物的(de)(de)(de)強度材料使用，所(suo)(suo)以能(neng)否達到(dao)銹(xiu)的(de)(de)(de)穩定(ding)化(hua)，初(chu)期(qi)(qi)外觀(guan)的(de)(de)(de)惡化(hua)到(dao)什么程(cheng)度，成為人們主(zhu)要關心(xin)的(de)(de)(de)問題(ti)(ti)。
為了避免耐候鋼(gang)初(chu)期的(de)外觀(guan)不(bu)良，或者在一(yi)定程度上(shang)減(jian)(jian)少(shao)銹(xiu)穩定化之前的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，開發了所(suo)謂的(de)促進(jin)銹(xiu)穩定化的(de)表(biao)面處(chu)理法。這種處(chu)理法不(bu)是(shi)為了使腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)進(jin)行(xing)停止，而是(shi)在一(yi)定程度上(shang)減(jian)(jian)緩腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)進(jin)行(xing)的(de)同(tong)時(shi)，增加由(you)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)生成的(de)鐵離子或銹(xiu)停留在鋼(gang)表(biao)面上(shang)的(de)比(bi)率，幫助形成銹(xiu)層，減(jian)(jian)輕對周(zhou)圍污損的(de)方法。
這(zhe)種表面(mian)處理(li)一時被(bei)稱為“銹穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)促進(jin)處理(li)”。而(er)且因為銹層達(da)到(dao)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)以前的時間(jian)(jian)比裸鋼(gang)(gang)長所以決(jue)不能被(bei)稱為“促進(jin)”。因而(er)，現在(zai)固定(ding)(ding)下來的“銹穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)處理(li)”是合(he)適的名稱。但是，表面(mian)處理(li)覆(fu)膜隨著(zhu)時間(jian)(jian)而(er)發生劣化(hua)(hua)，為了(le)按照其意圖形成、保持原來的銹層，需要有和(he)使(shi)用(yong)裸露(lu)鋼(gang)(gang)相同的環境(jing)特(te)性，所以在(zai)不能達(da)到(dao)銹穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)的環境(jing)條件下使(shi)用(yong)裸露(lu)鋼(gang)(gang)，即使(shi)進(jin)行穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)處理(li)也不能夠實現穩(wen)(wen)定(ding)(ding)化(hua)(hua)。
像這樣(yang)的(de)(de)(de)(de)銹穩定化(hua)處(chu)理(li)是日本獨特(te)的(de)(de)(de)(de)技術，其中第一號是日本磷(lin)化(hua)處(chu)理(li)（パーカライジング）公司開(kai)(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)。這種(zhong)方(fang)法(fa)從1966年（昭和(he)41年）開(kai)(kai)始(shi)實用(yong)化(hua)，當時分為只磷(lin)酸鹽處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)規格(ge)和(he)在其上(shang)進行(xing)丙烯系薄涂漆的(de)(de)(de)(de)規格(ge),后(hou)來變(bian)成只有后(hou)者一種(zhong)。以后(hou)開(kai)(kai)發(fa)的(de)(de)(de)(de)現在正在使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)有CUPTEN涂層(ceng)法(fa)（NKK公司）、RS涂層(ceng)法(fa)（川崎制鐵公司）等，初(chu)期的(de)(de)(de)(de)外(wai)觀(guan)都(dou)是涂漆拋光(guang)。
耐候(hou)鋼的(de)使用(yong)特性不僅只依賴于(yu)化學的(de)環境條(tiao)件，而(er)且也顯著地受除去附著在表面(mian)上有害物質(zhi)的(de)降雨洗凈作用(yong)的(de)大小、積存雨水的(de)難易程度(du)等(deng)有關的(de)結構(gou)物的(de)形狀(zhuang)的(de)影(ying)響(xiang)。
曾經進行過關于暴(bao)曬試驗中的暴(bao)曬角(jiao)度(du)或雨遮(zhe)蔽度(du)影響(xiang)的研(yan)究；而日本諸石等人(ren)也(ye)就(jiu)此(ci)做了(le)研(yan)究(參照2.4.2節）。所有的報(bao)告都證(zheng)明在不容易受到雨水洗(xi)凈作用的背面腐蝕大。
住友金屬公司(si)或NKK公司(si)于20世紀60年代后期(qi)（昭和40年代前期(qi)）曾設置試驗房屋(wu)或者模型(xing)結(jie)構(gou)物，更詳細地(di)研究了(le)構(gou)件(jian)的(de)(de)角度、方向、對雨水遮蔽度等的(de)(de)影響。在2.4.2節詳細敘述，已經定量地(di)掌(zhang)握(wo)了(le)SOx污染越嚴重的(de)(de)地(di)區這些結(jie)構(gou)因子的(de)(de)影響越大。
這(zhe)樣的(de)研究提高(gao)了耐候鋼的(de)裸露使(shi)用(yong)的(de)應(ying)用(yong)技術，對于促進(jin)耐候鋼在(zai)(zai)實際(ji)(ji)使(shi)用(yong)條件(jian)下更(geng)好地發揮優(you)秀性能的(de)構造設(she)計(ji)的(de)進(jin)步具有(you)重(zhong)要(yao)用(yong)。作為把油(you)或劃線等從表(biao)面除去以及(ji)不積存雨水(shui)的(de)設(she)計(ji)，不使(shi)周(zhou)圍(wei)的(de)混凝土被銹色污染，在(zai)(zai)結構上(shang)需(xu)要(yao)考慮的(de)事(shi)項，刊登在(zai)(zai)U.S.Steel公(gong)司的(de)文獻或技術資料(liao)中，該公(gong)司設(she)有(you)委員會(hui)進(jin)行(xing)有(you)關應(ying)用(yong)技術的(de)用(yong)戶服務。實際(ji)(ji)上(shang)，正像ChicagoCivic Center 面向廣場大樓(lou)外圍(wei)柱(zhu)(zhu)上(shang)流下的(de)雨水(shui)不污染混凝土地面那樣，事(shi)先采取了在(zai)(zai)柱(zhu)(zhu)下部的(de)周(zhou)圍(wei)設(she)置小排(pai)水(shui)孔(kong)等措施(shi)。
例(li)如日本NKK京濱大樓周圍一定(ding)寬度(du)的地面(mian)上放上砂子，不讓雨(yu)水產(chan)生的污染向(xiang)四(si)周擴散，同時不讓人看(kan)見，根(gen)據(ju)情況可以更換(huan)砂子。而且，在(zai)美國(guo)關于(yu)SO.濃度(du)和構造設計(ji)的關系(xi)，尚未在(zai)實際業務上引起注意，使用前述的模型(xing)結構物的研究，反映了當時日本的實際情況。
關于建筑領(ling)域的(de)(de)(de)應用技(ji)術(shu)(shu)文(wen)獻發表得非常少。隨著耐候(hou)(hou)鋼在建筑物上(shang)裸露使用的(de)(de)(de)增加，應用技(ji)術(shu)(shu)有了(le)較大的(de)(de)(de)進步，它成為了(le)后來盛行的(de)(de)(de)耐候(hou)(hou)鋼在橋梁(liang)上(shang)裸露使用技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)基礎(chu)。然而在近(jin)年(nian)的(de)(de)(de)橋梁(liang)領(ling)域里（2.2.3節(jie)）已經有了(le)建筑物領(ling)域不(bu)可比擬的(de)(de)(de)更詳(xiang)細而具(ju)體的(de)(de)(de)應用技(ji)術(shu)(shu)。
在建筑(zhu)領域里的裸露使(shi)用技(ji)術(shu)成為原動力的研究(jiu)有：關于耐候(hou)鋼穩定(ding)銹層(ceng)防蝕性的本(ben)質、合金元素(su)的作用及其機構(gou)、銹層(ceng)穩定(ding)化的過程等。
1967年（昭和42年）秋(qiu)，在(zai)(zai)札幌(huang)召開的日(ri)本(ben)鐵鋼協會(hui)第74次講演大會(hui)上，“耐(nai)候(hou)(hou)鋼的銹及其(qi)防蝕效果”被選(xuan)定為討論(lun)會(hui)的題(ti)目，在(zai)(zai)討論(lun)會(hui)上發表(biao)(biao)了4篇(pian)，在(zai)(zai)一(yi)般講演中發表(biao)(biao)了5篇(pian)相關的研究(jiu)(jiu)報(bao)告(gao)。這可以(yi)說是日(ri)本(ben)最(zui)早發表(biao)(biao)的關于耐(nai)候(hou)(hou)鋼的實(shi)質性的研究(jiu)(jiu)報(bao)告(gao)。這次發表(biao)(biao)的大部分(fen)報(bao)告(gao)已成為現(xian)在(zai)(zai)對耐(nai)候(hou)(hou)鋼銹層的考(kao)慮方法的基礎(chu)。表(biao)(biao)2-5出示(shi)了講演題(ti)目。關于這些研究(jiu)(jiu)將在(zai)(zai)2.3.1節詳細敘述，而且久松就(jiu)當時的研究(jiu)(jiu)發表(biao)(biao)過(guo)一(yi)篇(pian)優秀的總論(lun)(卷末資料3)。
關于耐(nai)候鋼銹(xiu)(xiu)層的(de)(de)(de)防蝕機構(gou)(gou)或合金元(yuan)素在(zai)銹(xiu)(xiu)中的(de)(de)(de)分布，在(zai)這(zhe)以前(qian)美國曾有(you)幾個報道(dao)，其中幾篇相當著名，并且最(zui)初拍攝(she)了銹(xiu)(xiu)層斷面顯微照(zhao)片的(de)(de)(de)人可(ke)以被認為是Horton[26].雖然在(zai)銹(xiu)(xiu)層上(shang)(shang)有(you)銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分、X射線(xian)結晶構(gou)(gou)造、織構(gou)(gou)、電化(hua)學(xue)性質(zhi)等多(duo)項值得(de)注意(yi)的(de)(de)(de)特性，然而在(zai)詳細(xi)研究耐(nai)候鋼銹(xiu)(xiu)層的(de)(de)(de)織構(gou)(gou)或電化(hua)學(xue)性質(zhi)和防蝕能力的(de)(de)(de)關系(xi)的(de)(de)(de)報告(gao)中，札幌(huang)的(de)(de)(de)這(zhe)些報告(gao)在(zai)世界上(shang)(shang)也是最(zui)早(zao)的(de)(de)(de)，而且具有(you)說服(fu)力。
例如(ru)，岡田等敘(xu)述，在(zai)靠近銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)基體部分使(shi)用(yong)偏光(guang)(guang)顯微鏡作為消光(guang)(guang)層(ceng)(ceng)(ceng)，能觀察到X射線(xian)非(fei)晶(jing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)，它(ta)在(zai)耐候鋼(gang)(gang)(gang)中連續(xu)形成具有防蝕性(xing)。增(zeng)子(zi)等報告了在(zai)制作人工銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)時(shi)(shi)，除鐵以外，像銅那樣對耐候鋼(gang)(gang)(gang)有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)共存時(shi)(shi)，銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)變成非(fei)晶(jing)質(zhi)有助于(yu)防蝕性(xing)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生成。松(song)島等在(zai)大氣暴曬(shai)時(shi)(shi)間不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐候鋼(gang)(gang)(gang)和碳素(su)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)，使(shi)其與放射性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硫酸離子(zi)起作用(yong)，通過腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進行(xing)，用(yong)放射性(xing)物質(zhi)自(zi)動檢測技術求出它(ta)們在(zai)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)防蝕性(xing)弱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分集聚成點(dian)狀(zhuang)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布，從(cong)而(er)證明在(zai)耐候鋼(gang)(gang)(gang)中腐(fu)蝕繼(ji)續(xu)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)狀(zhuang)部分隨著大氣暴曬(shai)時(shi)(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)長而(er)減(jian)少。并(bing)且，銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)化學性(xing)質(zhi)也已經相當清楚。
1975~1985年(nian)（昭和50年(nian)代）耐(nai)候鋼在(zai)建筑(zhu)物上的(de)裸(luo)露使用減少了.銹穩(wen)定(ding)化處(chu)理使用也在(zai)大(da)樓外裝面板等用途上減少了，而它的(de)用途以扶手、紀(ji)念(nian)塔、牌坊等不是面板狀的(de)構件或者工藝性高的(de)特殊形狀的(de)結構物為(wei)主。
在大(da)樓的(de)外(wai)裝部(bu)分大(da)面積(ji)使(shi)用裸露耐候鋼(gang)的(de)意(yi)義，雖然包含著當初(chu)認為也可以(yi)不(bu)涂漆(qi)的(de)經濟上的(de)優(you)點(dian)，可是(shi)并(bing)不(bu)一定(ding)對用戶有吸引力，甚至有人對其優(you)點(dian)持懷疑(yi)觀點(dian),好像(xiang)更關注外(wai)觀的(de)工藝性，所以(yi)說(shuo)，良好的(de)外(wai)觀是(shi)極為重要的(de)。1965~1975年(nian)（昭和40年(nian)代(dai)）由于(yu)大(da)氣腐蝕的(de)影(ying)響，在那時裸露使(shi)用耐候鋼(gang)建筑物(wu)的(de)銹層狀況，還沒有使(shi)用戶十分滿意(yi)。
大氣的(de)(de)(de)腐蝕性由于地區不同(tong)而有差異(yi)，銹層穩(wen)定化的(de)(de)(de)穩(wen)定度也取(qu)決于結構物形狀，所以必(bi)須預(yu)測每個構件(jian)裸(luo)露(lu)使用(yong)的(de)(de)(de)妥當性或銹層穩(wen)定性的(de)(de)(de)時效變化，這種預(yu)測主要(yao)取(qu)決于專(zhuan)家的(de)(de)(de)經驗，而缺乏(fa)技術的(de)(de)(de)客觀性。這個問題以后隨(sui)著耐(nai)候鋼在橋梁(liang)上裸(luo)露(lu)使用(yong)的(de)(de)(de)擴大已經得到解決。
