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(men)同時(shi)求出了(le)銹(xiu)(xiu)中的(de)(de)(de)硫酸鹽的(de)(de)(de)含有率,判(pan)斷它(ta)的(de)(de)(de)值(zhi)取(qu)決于試片表面(mian)流下的(de)(de)(de)雨水量的(de)(de)(de)多少。由于暴曬角(jiao)度而引起的(de)(de)(de)下面(mian)的(de)(de)(de)腐蝕的(de)(de)(de)差(cha)異與硫酸鹽的(de)(de)(de)量非常對應。不過他(ta)們(men)認為(wei)對腐蝕量的(de)(de)(de)變化影響最大(da)的(de)(de)(de)因子(zi)是降雨后銹(xiu)(xiu)層的(de)(de)(de)水分保持的(de)(de)(de)時(shi)間和量。
如上(shang)所述(shu),試片形狀受暴曬的(de)影響(xiang)耐候鋼雖然比碳(tan)素鋼小(xiao),可是(shi)下面的(de)腐蝕比上(shang)面的(de)大,腐蝕量增(zeng)大60%~70%左右,諸石等(deng)也認為在實際結構物應用耐候鋼時,在設計(ji)上(shang)必須考慮周到細致。
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(wei)了(le)具體地研究裸露(lu)耐(nai)(nai)候鋼(gang)各部(bu)位有什么樣的(de)行為(wei),以便(bian)作(zuo)為(wei)結構設計(ji)上的(de)參考(kao),佐(zuo)(zuo)武等和松島等兩(liang)個研究組(zu)制作(zuo)了(le)使用耐(nai)(nai)候鋼(gang)的(de)試驗房屋(wu)以及模型結構物佐(zuo)(zuo)武等于1966年(昭(zhao)和41年)2月,在尼(ni)崎市住友(you)金屬工業中央(yang)技術研究所(當時)院內,用耐(nai)(nai)候鋼(gang)建(jian)造(zao)了(le)有H型柱(zhu)、棟梁、框格、平板門的(de)試驗房屋(wu),研究了(le)耐(nai)(nai)候鋼(gang)銹層穩定化動(dong)態或(huo)由于流出的(de)銹液(ye)引起的(de)各種外裝材的(de)污損狀況。4年后發表了(le)結果。
松(song)島等于1967年(昭和42年)10月,在川(chuan)崎市的(de)NKK技術研(yan)究所(當時)院(yuan)內(nei)和川(chuan)崎市住宅地的(de)NKK新城集(ji)合住宅院(yuan)內(nei),設置(zhi)了構(gou)件全部用耐候(hou)鋼制作(zuo)的(de)高(gao)約(yue)3.7m、寬3m、深(shen)度2m的(de)模(mo)型結(jie)構(gou)物(wu)(圖2-15)。
所用的構(gou)(gou)件(jian)是H型柱、棟(dong)梁、頂棚、窗(chuang)框、壁板(ban)、百葉窗(chuang)、臺階等。除(chu)了觀察(cha)銹層穩定化動態以外,為(wei)了測(ce)定腐蝕量,以浮(fu)在構(gou)(gou)件(jian)表(biao)面(mian)上的狀態和黏附在構(gou)(gou)件(jian)表(biao)面(mian)上的狀態安(an)裝(zhuang)了很多(duo)小型試(shi)片。黏附的試(shi)片是為(wei)了了解雨水(shui)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。

最近工業地(di)區的(de)二氧(yang)化硫(liu)濃度比進行(xing)這(zhe)些試驗時已經明顯降(jiang)低,這(zhe)些數據(ju)在(zai)同地(di)區雖然不(bu)能完(wan)全(quan)像原來那樣適用,可(ke)是已經成(cheng)為(wei)20世紀70年代(昭(zhao)和50年代)中期以后(hou),盛行(xing)設計建造(zao)耐候鋼橋梁必須參考的(de)最早的(de)數據(ju),就現在(zai)成(cheng)為(wei)最大問題的(de)海岸地(di)區的(de)海鹽粒子的(de)影響(xiang)來說(shuo),也可(ke)以采(cai)用同樣的(de)考慮方法。
關于裸露(lu)耐(nai)候鋼(gang)在(zai)橋梁(liang)上(shang)應(ying)用技術的進步,已(yi)經在(zai)2.2.3節敘(xu)述過,請參(can)照。在(zai)那里所(suo)(suo)引用的建(jian)設省土木研(yan)究所(suo)(suo)、鋼(gang)材(cai)俱樂部、日本(ben)橋梁(liang)建(jian)設協(xie)會(hui)制定的無涂漆耐(nai)候鋼(gang)橋梁(liang)的設計、施工(gong)要(yao)領(ling)(改訂案)(1993年,平成(cheng)5年)或維修要(yao)領(ling)(案)(1991年,平成(cheng)3年),可以說是(shi)應(ying)用技術開發成(cheng)果的結晶。
尤其在(zai)(zai)調查海鹽粒子的影響后,在(zai)(zai)上述的設計(ji)、施工要領(改訂(ding)案(an))中確定了可以使(shi)用(yong)裸露(lu)耐候鋼的地區(qu),是應用(yong)技術的一大(da)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(yan)究(jiu)調查(cha)了1967年(nian)(昭和(he)42年(nian))架設的(de)(de)(de)川(chuan)崎制鐵(tie)知多制造(zao)的(de)(de)(de)知多2號橋的(de)(de)(de)銹層(ceng)狀況,并(bing)得(de)(de)出結(jie)論。把用前節所述(shu)的(de)(de)(de)交(jiao)流阻抗法(fa)或(huo)(huo)銹層(ceng)斷面的(de)(de)(de)偏光顯微鏡獲得(de)(de)的(de)(de)(de)觀察結(jie)果,和(he)各種完全穩(wen)定(ding)化后(hou)的(de)(de)(de)銹層(ceng)數據(ju)進行比較后(hou)得(de)(de)出結(jie)論:“內梁的(de)(de)(de)耐(nai)候鋼銹層(ceng)與(yu)外梁相比并(bing)不(bu)遜(xun)色。···屬(shu)于耐(nai)候性原來的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)銹層(ceng)或(huo)(huo)者(zhe)與(yu)其接近”。這一結(jie)論的(de)(de)(de)得(de)(de)出也是關(guan)于銹層(ceng)本質或(huo)(huo)測(ce)定(ding)方法(fa)的(de)(de)(de)知識財富累計(ji)的(de)(de)(de)成果。

