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)(men)同(tong)時求出了銹中的(de)(de)硫酸(suan)鹽的(de)(de)含有率(lv),判(pan)斷(duan)它的(de)(de)值取決于(yu)試(shi)片表面流(liu)下的(de)(de)雨(yu)水(shui)量(liang)(liang)的(de)(de)多少(shao)。由于(yu)暴曬角度而引起(qi)的(de)(de)下面的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)差(cha)異與硫酸(suan)鹽的(de)(de)量(liang)(liang)非常對應。不(bu)過他(ta)們(men)(men)認為(wei)對腐(fu)蝕(shi)量(liang)(liang)的(de)(de)變化影響(xiang)最(zui)大(da)的(de)(de)因子(zi)是(shi)降雨(yu)后銹層(ceng)的(de)(de)水(shui)分保持(chi)的(de)(de)時間和量(liang)(liang)。


 如上所述,試片形狀(zhuang)受(shou)暴曬(shai)的(de)影響(xiang)耐候鋼雖(sui)然比碳素鋼小,可是下(xia)面(mian)的(de)腐(fu)蝕比上面(mian)的(de)大,腐(fu)蝕量增(zeng)大60%~70%左右,諸石等也認為(wei)在實際結(jie)構物(wu)應用耐候鋼時,在設計(ji)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)了(le)具體地研(yan)究裸(luo)露耐候鋼(gang)(gang)各(ge)部(bu)位有(you)什么樣的行為(wei),以(yi)便作為(wei)結(jie)構(gou)設計上的參考,佐武等和(he)(he)松島等兩個研(yan)究組制作了(le)使用(yong)耐候鋼(gang)(gang)的試驗(yan)房(fang)屋(wu)以(yi)及模型結(jie)構(gou)物佐武等于(yu)1966年(nian)(昭和(he)(he)41年(nian))2月,在(zai)尼崎(qi)市住友金屬(shu)工業中央技術研(yan)究所(當(dang)時)院內(nei),用(yong)耐候鋼(gang)(gang)建(jian)造了(le)有(you)H型柱、棟梁、框格、平板門的試驗(yan)房(fang)屋(wu),研(yan)究了(le)耐候鋼(gang)(gang)銹層(ceng)穩定化動態或(huo)由于(yu)流出(chu)的銹液(ye)引起的各(ge)種外(wai)裝材的污損(sun)狀況。4年(nian)后發表(biao)了(le)結(jie)果。


 松島等(deng)于1967年(昭和42年)10月,在川崎市的(de)NKK技術研究所(suo)(當時)院(yuan)內(nei)和川崎市住(zhu)宅(zhai)地的(de)NKK新城集合住(zhu)宅(zhai)院(yuan)內(nei),設置了構件全(quan)部用耐候鋼制作的(de)高約3.7m、寬(kuan)3m、深(shen)度2m的(de)模型結構物(wu)(圖(tu)2-15)。


所用的(de)構件(jian)是(shi)H型柱、棟梁、頂棚、窗框、壁板、百葉窗、臺階等。除(chu)了(le)觀察銹層穩定(ding)化動態以(yi)外,為了(le)測定(ding)腐蝕(shi)量,以(yi)浮在構件(jian)表面上的(de)狀態和黏附(fu)在構件(jian)表面上的(de)狀態安裝了(le)很多小型試(shi)(shi)片。黏附(fu)的(de)試(shi)(shi)片是(shi)為了(le)了(le)解雨水(shui)流的(de)影(ying)響(xiang)。


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(jin)工業地(di)區(qu)(qu)的(de)二氧(yang)化硫濃度比(bi)進行(xing)這些試驗時(shi)已經明(ming)顯降低,這些數據(ju)在同(tong)地(di)區(qu)(qu)雖(sui)然不(bu)能完全(quan)像原來那樣(yang)適用,可是已經成為20世(shi)紀(ji)70年代(dai)(昭和(he)50年代(dai))中期以后,盛行(xing)設(she)計(ji)建造耐候鋼(gang)橋梁必須參考的(de)最早的(de)數據(ju),就現在成為最大問題的(de)海(hai)岸(an)地(di)區(qu)(qu)的(de)海(hai)鹽粒(li)子的(de)影響來說,也可以采用同(tong)樣(yang)的(de)考慮方(fang)法。


 關(guan)于裸(luo)露耐候(hou)鋼(gang)(gang)在(zai)橋(qiao)梁上應(ying)用(yong)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)進步,已經在(zai)2.2.3節敘述過,請(qing)參照。在(zai)那里所(suo)引用(yong)的(de)(de)(de)(de)建設省土木研究所(suo)、鋼(gang)(gang)材(cai)俱樂(le)部、日本橋(qiao)梁建設協會制定的(de)(de)(de)(de)無涂漆耐候(hou)鋼(gang)(gang)橋(qiao)梁的(de)(de)(de)(de)設計、施(shi)工要(yao)領(改訂案(an))(1993年(nian)(nian),平成5年(nian)(nian))或維(wei)修(xiu)要(yao)領(案(an))(1991年(nian)(nian),平成3年(nian)(nian)),可以說是應(ying)用(yong)技術(shu)開發成果的(de)(de)(de)(de)結晶。


 尤其在調查海鹽粒子的影響后,在上述的設計、施工要領(改訂案(an))中確定了(le)可以使用裸露耐候鋼的地(di)區,是應用技術(shu)的一大成果(guo)(見表(biao)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。


圖 16.jpg


該項研(yan)究調查了(le)1967年(昭和42年)架(jia)設的(de)(de)(de)川(chuan)崎制鐵知多(duo)(duo)制造的(de)(de)(de)知多(duo)(duo)2號橋的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)狀(zhuang)況,并(bing)(bing)得(de)(de)出(chu)(chu)結(jie)(jie)論。把用前節所述的(de)(de)(de)交流阻抗(kang)法(fa)或(huo)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)斷面的(de)(de)(de)偏光顯微鏡獲得(de)(de)的(de)(de)(de)觀察結(jie)(jie)果(guo),和各種(zhong)完全穩(wen)定化后(hou)的(de)(de)(de)銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)數(shu)據(ju)進行(xing)比較后(hou)得(de)(de)出(chu)(chu)結(jie)(jie)論:“內梁的(de)(de)(de)耐候(hou)鋼銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)與外梁相比并(bing)(bing)不(bu)遜(xun)色。···屬于耐候(hou)性原(yuan)來的(de)(de)(de)穩(wen)定銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)或(huo)者與其接近”。這(zhe)一結(jie)(jie)論的(de)(de)(de)得(de)(de)出(chu)(chu)也(ye)是(shi)關于銹(xiu)(xiu)層(ceng)(ceng)本(ben)質或(huo)測(ce)定方法(fa)的(de)(de)(de)知識財(cai)富累計的(de)(de)(de)成(cheng)果(guo)。