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(shi)求出(chu)了(le)銹(xiu)中的(de)(de)(de)硫(liu)酸鹽的(de)(de)(de)含有率,判(pan)斷(duan)它的(de)(de)(de)值取決于(yu)試片表面流下的(de)(de)(de)雨水量的(de)(de)(de)多少。由于(yu)暴曬角度而引(yin)起的(de)(de)(de)下面的(de)(de)(de)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)差異(yi)與硫(liu)酸鹽的(de)(de)(de)量非常對應。不(bu)過(guo)他們(men)認為對腐(fu)蝕量的(de)(de)(de)變化影響最大的(de)(de)(de)因子(zi)是降(jiang)雨后銹(xiu)層的(de)(de)(de)水分保持的(de)(de)(de)時(shi)間和量。
如上所述(shu),試片形(xing)狀(zhuang)受暴曬的(de)影(ying)響耐(nai)候鋼(gang)雖然比(bi)碳素鋼(gang)小,可是(shi)下面的(de)腐蝕比(bi)上面的(de)大(da),腐蝕量增大(da)60%~70%左右,諸石等也認為在實(shi)際結構物應(ying)用耐(nai)候鋼(gang)時(shi),在設(she)計上必須考慮周到細致。
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)(wei)了(le)(le)具體地研(yan)(yan)究(jiu)裸露耐候鋼(gang)各部位有什么樣的(de)行為(wei)(wei),以便(bian)作為(wei)(wei)結(jie)(jie)構(gou)設計上的(de)參考,佐武等和松(song)島等兩個研(yan)(yan)究(jiu)組制作了(le)(le)使(shi)用耐候鋼(gang)的(de)試(shi)驗房屋(wu)以及模型結(jie)(jie)構(gou)物佐武等于(yu)1966年(昭和41年)2月,在尼崎市住友金屬工業(ye)中央技術研(yan)(yan)究(jiu)所(當(dang)時)院內,用耐候鋼(gang)建(jian)造了(le)(le)有H型柱、棟(dong)梁、框格(ge)、平板門(men)的(de)試(shi)驗房屋(wu),研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)耐候鋼(gang)銹層穩定(ding)化動態或由(you)于(yu)流出的(de)銹液引起的(de)各種外裝(zhuang)材的(de)污損狀況。4年后發(fa)表了(le)(le)結(jie)(jie)果。
松(song)島等于1967年(昭和(he)(he)42年)10月,在川崎市(shi)的(de)NKK技術(shu)研究所(當時)院內(nei)和(he)(he)川崎市(shi)住宅(zhai)地的(de)NKK新城(cheng)集合住宅(zhai)院內(nei),設(she)置了構(gou)件全(quan)部用耐候鋼制(zhi)作的(de)高約(yue)3.7m、寬3m、深度2m的(de)模(mo)型結構(gou)物(圖2-15)。
所用的(de)構件是(shi)H型柱、棟梁、頂棚、窗(chuang)(chuang)框、壁板、百葉窗(chuang)(chuang)、臺階等。除了(le)觀(guan)察銹(xiu)層(ceng)穩定化動態(tai)以(yi)(yi)外,為了(le)測定腐蝕量,以(yi)(yi)浮在構件表(biao)面(mian)上(shang)的(de)狀態(tai)和黏附在構件表(biao)面(mian)上(shang)的(de)狀態(tai)安裝了(le)很多小型試片(pian)。黏附的(de)試片(pian)是(shi)為了(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。

最近工業地區的(de)(de)(de)(de)(de)二氧化硫濃度(du)比進行(xing)這些試驗時已經明(ming)顯降低(di),這些數(shu)據在同(tong)地區雖然不能(neng)完(wan)全像原來那樣適用(yong),可(ke)是已經成為20世紀70年代(昭和50年代)中期以(yi)后,盛行(xing)設計建造耐候鋼橋梁必(bi)須參考的(de)(de)(de)(de)(de)最早的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據,就(jiu)現在成為最大問題的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)岸(an)地區的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)鹽粒子的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響來說,也可(ke)以(yi)采用(yong)同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)(de)考慮方法。
關于(yu)裸(luo)露耐候鋼(gang)在橋(qiao)梁(liang)上應(ying)用技術的(de)(de)進步,已經在2.2.3節敘述過,請參照(zhao)。在那里所(suo)引用的(de)(de)建設(she)省土木研(yan)究所(suo)、鋼(gang)材俱樂部、日(ri)本橋(qiao)梁(liang)建設(she)協會制定的(de)(de)無涂漆(qi)耐候鋼(gang)橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)設(she)計、施工要領(ling)(改訂案)(1993年(nian),平成5年(nian))或維(wei)修要領(ling)(案)(1991年(nian),平成3年(nian)),可以說是應(ying)用技術開發成果的(de)(de)結晶。
尤其(qi)在調(diao)查(cha)海鹽粒子的(de)影響(xiang)后,在上述的(de)設計、施工要領(改訂案(an))中確定(ding)了可(ke)以使用(yong)裸露耐候鋼(gang)的(de)地區,是應用(yong)技術(shu)的(de)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(gai)項研究(jiu)調查(cha)了(le)1967年(昭和(he)42年)架設的(de)(de)(de)川崎制鐵知多制造的(de)(de)(de)知多2號(hao)橋的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)狀況,并得(de)出結(jie)論(lun)。把(ba)用前節所(suo)述的(de)(de)(de)交流阻抗法或(huo)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)斷面的(de)(de)(de)偏光顯微(wei)鏡獲得(de)的(de)(de)(de)觀(guan)察結(jie)果,和(he)各(ge)種完全穩定化(hua)后的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)數據進行比(bi)較(jiao)后得(de)出結(jie)論(lun):“內梁的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)與外梁相比(bi)并不遜色。···屬于耐(nai)候(hou)性原來的(de)(de)(de)穩定銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)或(huo)者與其接近”。這一結(jie)論(lun)的(de)(de)(de)得(de)出也(ye)是關(guan)于銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)本(ben)質或(huo)測定方(fang)法的(de)(de)(de)知識財富累計的(de)(de)(de)成果。

