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)們同時(shi)求出(chu)了銹中的(de)(de)(de)硫酸鹽的(de)(de)(de)含(han)有率(lv),判斷它(ta)的(de)(de)(de)值取決于試片表面流下的(de)(de)(de)雨(yu)水量(liang)的(de)(de)(de)多少。由于暴曬角度而引起(qi)的(de)(de)(de)下面的(de)(de)(de)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)差異與硫酸鹽的(de)(de)(de)量(liang)非常對(dui)(dui)應。不過他(ta)們認為對(dui)(dui)腐(fu)蝕量(liang)的(de)(de)(de)變化影響(xiang)最(zui)大的(de)(de)(de)因子是降雨(yu)后銹層的(de)(de)(de)水分(fen)保持的(de)(de)(de)時(shi)間和量(liang)。
如上所述,試片形狀受暴曬的影響(xiang)耐候鋼雖然比碳(tan)素(su)鋼小(xiao),可是下面(mian)的腐蝕比上面(mian)的大,腐蝕量增大60%~70%左右,諸石等也認(ren)為在(zai)實際結構物應用(yong)耐候鋼時,在(zai)設計(ji)上必須(xu)考慮周到細(xi)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(le)(le)具體地研(yan)(yan)(yan)(yan)究裸(luo)露耐(nai)候鋼(gang)各部(bu)位(wei)有什么樣的(de)行為,以(yi)便作為結(jie)構設計上的(de)參(can)考,佐武等(deng)和松(song)島(dao)等(deng)兩個研(yan)(yan)(yan)(yan)究組制作了(le)(le)使(shi)用耐(nai)候鋼(gang)的(de)試(shi)驗(yan)房屋以(yi)及模(mo)型(xing)結(jie)構物(wu)佐武等(deng)于1966年(昭和41年)2月,在尼(ni)崎市住友金屬工業中央(yang)技術研(yan)(yan)(yan)(yan)究所(當時)院(yuan)內,用耐(nai)候鋼(gang)建造了(le)(le)有H型(xing)柱、棟梁、框(kuang)格、平板(ban)門的(de)試(shi)驗(yan)房屋,研(yan)(yan)(yan)(yan)究了(le)(le)耐(nai)候鋼(gang)銹(xiu)層穩定化(hua)動態(tai)或(huo)由(you)于流(liu)出的(de)銹(xiu)液(ye)引(yin)起的(de)各種外裝材的(de)污損(sun)狀況。4年后發表了(le)(le)結(jie)果(guo)。
松(song)島等(deng)于1967年(nian)(昭和42年(nian))10月,在(zai)川(chuan)崎市的(de)NKK技(ji)術研究(jiu)所(當時)院內(nei)和川(chuan)崎市住(zhu)宅地(di)的(de)NKK新城集合住(zhu)宅院內(nei),設置了構件全部用(yong)耐候鋼制作的(de)高約(yue)3.7m、寬(kuan)3m、深(shen)度2m的(de)模型結構物(圖2-15)。
所用的(de)構件(jian)是(shi)(shi)H型(xing)柱(zhu)、棟(dong)梁、頂棚、窗(chuang)框、壁板、百葉窗(chuang)、臺(tai)階等。除了觀察(cha)銹(xiu)層穩定化動(dong)態(tai)以(yi)外,為了測定腐蝕量,以(yi)浮在構件(jian)表面(mian)上的(de)狀態(tai)和黏附(fu)在構件(jian)表面(mian)上的(de)狀態(tai)安裝了很多小型(xing)試片。黏附(fu)的(de)試片是(shi)(shi)為了了解雨水流(liu)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。

最(zui)近工業地(di)區的(de)二氧化硫濃(nong)度比進行這些試驗(yan)時(shi)已經明顯降低,這些數據在同(tong)(tong)地(di)區雖然不能(neng)完全像原來那樣適用(yong),可是已經成(cheng)為20世紀70年(nian)代(昭(zhao)和50年(nian)代)中期(qi)以(yi)后,盛(sheng)行設計建造耐(nai)候鋼(gang)橋梁必(bi)須參考的(de)最(zui)早的(de)數據,就現在成(cheng)為最(zui)大問題(ti)的(de)海(hai)岸地(di)區的(de)海(hai)鹽粒(li)子的(de)影響來說,也可以(yi)采(cai)用(yong)同(tong)(tong)樣的(de)考慮方法。
關于裸露(lu)耐候鋼在橋梁(liang)(liang)上(shang)應(ying)用技術的進步,已經在2.2.3節敘述(shu)過,請參照(zhao)。在那里所(suo)(suo)引用的建(jian)設(she)省土木研究所(suo)(suo)、鋼材俱樂部、日(ri)本橋梁(liang)(liang)建(jian)設(she)協會制(zhi)定的無涂(tu)漆耐候鋼橋梁(liang)(liang)的設(she)計、施工要領(改訂案)(1993年(nian),平成(cheng)5年(nian))或維修(xiu)要領(案)(1991年(nian),平成(cheng)3年(nian)),可(ke)以(yi)說是應(ying)用技術開發成(cheng)果(guo)的結晶(jing)。
尤(you)其在調查海鹽粒子的影響后,在上(shang)述的設計、施工要領(ling)(改訂案)中確定了可以使(shi)用(yong)裸露耐(nai)候鋼(gang)的地區(qu),是(shi)應(ying)用(yong)技術的一大成果(見(jian)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)究調查(cha)了(le)1967年(昭(zhao)和42年)架設的(de)川崎制(zhi)鐵(tie)知多制(zhi)造(zao)的(de)知多2號橋的(de)銹(xiu)層狀況,并(bing)得出結(jie)論(lun)。把用前(qian)節(jie)所述的(de)交流阻抗法(fa)或(huo)銹(xiu)層斷面的(de)偏(pian)光顯微鏡獲得的(de)觀察(cha)結(jie)果(guo),和各種完全穩定(ding)化(hua)后的(de)銹(xiu)層數據進行比較后得出結(jie)論(lun):“內梁的(de)耐(nai)(nai)候鋼銹(xiu)層與外(wai)梁相(xiang)比并(bing)不遜色。···屬于(yu)耐(nai)(nai)候性原來的(de)穩定(ding)銹(xiu)層或(huo)者與其接近”。這(zhe)一(yi)結(jie)論(lun)的(de)得出也是關于(yu)銹(xiu)層本質(zhi)或(huo)測定(ding)方法(fa)的(de)知識(shi)財富累計的(de)成果(guo)。

