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(qiu)出了銹中的(de)(de)(de)(de)(de)硫酸鹽的(de)(de)(de)(de)(de)含有(you)率,判斷它的(de)(de)(de)(de)(de)值取決于試片表面流下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)雨水量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)多少。由于暴(bao)曬角(jiao)度而引起的(de)(de)(de)(de)(de)下(xia)面的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕的(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)與硫酸鹽的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)非常對應。不過他們認為對腐蝕量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)變化影響最大的(de)(de)(de)(de)(de)因子是降雨后銹層的(de)(de)(de)(de)(de)水分保持(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間和量(liang)(liang)。


 如上(shang)所(suo)述(shu),試片形(xing)狀受暴曬(shai)的(de)(de)影響耐(nai)(nai)候鋼(gang)雖(sui)然(ran)比碳素鋼(gang)小(xiao),可是下面的(de)(de)腐(fu)蝕比上(shang)面的(de)(de)大,腐(fu)蝕量增(zeng)大60%~70%左(zuo)右,諸石等也認(ren)為在實際結構物應用耐(nai)(nai)候鋼(gang)時,在設計上(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)了具(ju)體地研究(jiu)裸露耐(nai)(nai)候(hou)鋼各部位(wei)有什么樣(yang)的(de)(de)行(xing)為(wei),以(yi)便作(zuo)為(wei)結(jie)構設(she)計上的(de)(de)參考,佐武等和(he)松島等兩(liang)個研究(jiu)組(zu)制作(zuo)了使用耐(nai)(nai)候(hou)鋼的(de)(de)試(shi)驗房(fang)屋以(yi)及模型結(jie)構物佐武等于1966年(nian)(昭和(he)41年(nian))2月,在尼崎市住(zhu)友金(jin)屬工(gong)業中央技術研究(jiu)所(當時)院內(nei),用耐(nai)(nai)候(hou)鋼建造了有H型柱、棟梁、框格、平板門的(de)(de)試(shi)驗房(fang)屋,研究(jiu)了耐(nai)(nai)候(hou)鋼銹(xiu)層穩定化動態(tai)或由于流出(chu)的(de)(de)銹(xiu)液(ye)引(yin)起(qi)的(de)(de)各種外裝材的(de)(de)污損狀(zhuang)況。4年(nian)后發表了結(jie)果。


 松島等于1967年(nian)(昭和42年(nian))10月,在(zai)川(chuan)崎市的(de)NKK技術研究(jiu)所(當時)院內和川(chuan)崎市住宅(zhai)地的(de)NKK新城集合住宅(zhai)院內,設置了構件全(quan)部用耐(nai)候鋼制作的(de)高約3.7m、寬3m、深度2m的(de)模型結(jie)構物(圖2-15)。


所用的構件是H型(xing)柱、棟梁、頂(ding)棚(peng)、窗框、壁(bi)板、百葉窗、臺階等。除了(le)觀(guan)察銹層(ceng)穩定(ding)(ding)化動態(tai)(tai)(tai)以外,為了(le)測定(ding)(ding)腐蝕量,以浮在(zai)(zai)構件表(biao)面(mian)上(shang)的狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)和黏附在(zai)(zai)構件表(biao)面(mian)上(shang)的狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)安(an)裝(zhuang)了(le)很多小型(xing)試片。黏附的試片是為了(le)了(le)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


 最近工(gong)業地區(qu)的(de)二氧化硫濃度(du)比進行這(zhe)(zhe)些試驗時已經明顯降低(di),這(zhe)(zhe)些數據在同地區(qu)雖然不能完全像原來那(nei)樣適用,可是已經成為20世紀70年代(昭(zhao)和50年代)中期以后,盛行設計建造耐候鋼橋(qiao)梁必須參考的(de)最早的(de)數據,就現在成為最大(da)問題的(de)海岸地區(qu)的(de)海鹽粒子的(de)影響來說,也(ye)可以采用同樣的(de)考慮方法。


 關(guan)于(yu)裸露耐(nai)候(hou)鋼在橋(qiao)梁上應用(yong)(yong)技(ji)術(shu)的進(jin)步,已經在2.2.3節敘述(shu)過,請參(can)照。在那里所(suo)引用(yong)(yong)的建設省土木研究所(suo)、鋼材俱樂部、日(ri)本(ben)橋(qiao)梁建設協(xie)會制定的無涂(tu)漆耐(nai)候(hou)鋼橋(qiao)梁的設計、施(shi)工要領(改訂案(an))(1993年(nian),平(ping)成5年(nian))或(huo)維修要領(案(an))(1991年(nian),平(ping)成3年(nian)),可以說是應用(yong)(yong)技(ji)術(shu)開發成果的結晶。


 尤其在調查海鹽粒(li)子的影(ying)響后,在上述的設計、施(shi)工要領(改訂案)中確(que)定了可以(yi)使用(yong)裸(luo)露耐候鋼的地(di)區,是應用(yong)技術的一大成果(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(ceng)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1967年(昭和(he)(he)42年)架設的(de)(de)(de)(de)川崎制(zhi)鐵知(zhi)(zhi)多制(zhi)造(zao)的(de)(de)(de)(de)知(zhi)(zhi)多2號橋的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)狀況,并得(de)(de)出(chu)結(jie)(jie)論。把用前(qian)節(jie)所(suo)述(shu)的(de)(de)(de)(de)交流(liu)阻抗法(fa)或銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)斷面的(de)(de)(de)(de)偏光顯微(wei)鏡獲(huo)得(de)(de)的(de)(de)(de)(de)觀察結(jie)(jie)果,和(he)(he)各種完全穩定化(hua)后的(de)(de)(de)(de)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)數據進行比(bi)較后得(de)(de)出(chu)結(jie)(jie)論:“內梁的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候鋼銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)與外梁相比(bi)并不(bu)遜色。···屬于(yu)耐(nai)候性原來的(de)(de)(de)(de)穩定銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)或者(zhe)與其(qi)接近”。這一結(jie)(jie)論的(de)(de)(de)(de)得(de)(de)出(chu)也是關于(yu)銹(xiu)層(ceng)(ceng)(ceng)本質或測定方法(fa)的(de)(de)(de)(de)知(zhi)(zhi)識(shi)財(cai)富累計的(de)(de)(de)(de)成果。