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)求出了銹中的(de)(de)(de)硫酸(suan)鹽的(de)(de)(de)含有率,判斷它的(de)(de)(de)值取(qu)決于(yu)試片表面流下的(de)(de)(de)雨(yu)水量(liang)的(de)(de)(de)多(duo)少。由于(yu)暴曬角(jiao)度(du)而引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)下面的(de)(de)(de)腐蝕的(de)(de)(de)差異與(yu)硫酸(suan)鹽的(de)(de)(de)量(liang)非常(chang)對(dui)應。不過(guo)他們認為對(dui)腐蝕量(liang)的(de)(de)(de)變(bian)化影(ying)響(xiang)最大的(de)(de)(de)因子是(shi)降雨(yu)后(hou)銹層的(de)(de)(de)水分保持的(de)(de)(de)時(shi)間和量(liang)。
如上所述,試片形(xing)狀受暴(bao)曬(shai)的(de)影響耐(nai)候鋼(gang)雖然比碳(tan)素鋼(gang)小,可(ke)是(shi)下面(mian)的(de)腐蝕比上面(mian)的(de)大,腐蝕量增大60%~70%左(zuo)右,諸石(shi)等也認(ren)為在(zai)(zai)實際(ji)結(jie)構物應用耐(nai)候鋼(gang)時,在(zai)(zai)設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。
為了具體地研究(jiu)(jiu)裸露耐候鋼各部位(wei)有(you)(you)什么樣的行為,以便(bian)作(zuo)為結構(gou)設(she)計上的參考,佐武(wu)等(deng)和松島等(deng)兩個研究(jiu)(jiu)組(zu)制(zhi)作(zuo)了使(shi)用耐候鋼的試(shi)驗房(fang)屋以及模(mo)型(xing)結構(gou)物(wu)佐武(wu)等(deng)于(yu)1966年(nian)(昭和41年(nian))2月(yue),在尼崎市(shi)住友金屬(shu)工業(ye)中央技術研究(jiu)(jiu)所(suo)(當時)院內,用耐候鋼建造了有(you)(you)H型(xing)柱、棟梁(liang)、框格、平板門的試(shi)驗房(fang)屋,研究(jiu)(jiu)了耐候鋼銹層穩(wen)定化(hua)動態或由(you)于(yu)流出的銹液引起(qi)的各種外裝材的污損狀況(kuang)。4年(nian)后發表(biao)了結果。
松(song)島等于(yu)1967年(昭(zhao)和42年)10月,在川崎(qi)(qi)市(shi)(shi)的NKK技術(shu)研究(jiu)所(當時)院內和川崎(qi)(qi)市(shi)(shi)住宅地的NKK新(xin)城集合住宅院內,設置了構件全部用耐候鋼(gang)制(zhi)作(zuo)的高約3.7m、寬3m、深度2m的模型結構物(圖2-15)。
所用的(de)構(gou)(gou)件(jian)是H型柱(zhu)、棟(dong)梁(liang)、頂(ding)棚、窗框(kuang)、壁板、百葉窗、臺階等。除了觀察銹層穩定化動態以(yi)外,為了測定腐蝕量,以(yi)浮(fu)在構(gou)(gou)件(jian)表(biao)面(mian)(mian)上的(de)狀態和黏(nian)(nian)附(fu)在構(gou)(gou)件(jian)表(biao)面(mian)(mian)上的(de)狀態安(an)裝了很多小型試(shi)片。黏(nian)(nian)附(fu)的(de)試(shi)片是為了了解雨水流的(de)影(ying)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(qu)的(de)二氧化硫濃度比進行這些試驗(yan)時已經(jing)明顯降低(di),這些數據在同地區(qu)雖然不能(neng)完(wan)全(quan)像原來那樣(yang)適用,可(ke)是已經(jing)成為(wei)20世紀(ji)70年(nian)(nian)代(dai)(昭和50年(nian)(nian)代(dai))中期(qi)以(yi)(yi)后(hou),盛行設(she)計建(jian)造(zao)耐候鋼(gang)橋(qiao)梁必(bi)須參考的(de)最早的(de)數據,就現在成為(wei)最大問(wen)題的(de)海岸(an)地區(qu)的(de)海鹽粒子的(de)影響來說,也(ye)可(ke)以(yi)(yi)采(cai)用同樣(yang)的(de)考慮方法(fa)。
關于裸(luo)露耐(nai)候鋼在橋梁上應用技術的(de)(de)進(jin)步,已經(jing)在2.2.3節敘述過,請參(can)照。在那(nei)里所引用的(de)(de)建(jian)(jian)設省(sheng)土木研究所、鋼材俱樂(le)部、日本橋梁建(jian)(jian)設協會(hui)制定的(de)(de)無涂(tu)漆耐(nai)候鋼橋梁的(de)(de)設計、施工要領(ling)(改訂(ding)案(an))(1993年(nian)(nian),平成5年(nian)(nian))或維修(xiu)要領(ling)(案(an))(1991年(nian)(nian),平成3年(nian)(nian)),可以說是(shi)應用技術開發成果(guo)的(de)(de)結晶。
尤其(qi)在調查海鹽粒子(zi)的影響(xiang)后,在上(shang)述的設計、施工要(yao)領(改訂案(an))中確定了可以使(shi)用裸露耐(nai)候鋼(gang)的地區,是應用技術(shu)的一大(da)成(cheng)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(gai)項研究調查了1967年(昭和(he)42年)架設的(de)(de)(de)(de)川崎制鐵知(zhi)(zhi)多制造的(de)(de)(de)(de)知(zhi)(zhi)多2號(hao)橋的(de)(de)(de)(de)銹層(ceng)(ceng)狀況,并(bing)得(de)出結(jie)論(lun)。把用前節所述的(de)(de)(de)(de)交(jiao)流阻抗法或(huo)銹層(ceng)(ceng)斷面的(de)(de)(de)(de)偏光顯微鏡獲得(de)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)察結(jie)果,和(he)各種(zhong)完全(quan)穩定(ding)化后的(de)(de)(de)(de)銹層(ceng)(ceng)數據進行比(bi)較后得(de)出結(jie)論(lun):“內(nei)梁的(de)(de)(de)(de)耐候鋼(gang)銹層(ceng)(ceng)與(yu)外梁相(xiang)比(bi)并(bing)不遜色。···屬于耐候性原來的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)銹層(ceng)(ceng)或(huo)者與(yu)其接近(jin)”。這一結(jie)論(lun)的(de)(de)(de)(de)得(de)出也(ye)是(shi)關于銹層(ceng)(ceng)本質或(huo)測定(ding)方法的(de)(de)(de)(de)知(zhi)(zhi)識(shi)財富累(lei)計的(de)(de)(de)(de)成果。

