耐候鋼
 

    （1） 耐候性鋼材

    日本建造了許多無(wú)涂裝耐候鋼制橋梁。將涂裝鋼橋與無(wú)涂裝鋼橋的百年生命周期成本進(jìn)行比較，涂裝鋼橋花費(fèi)的再涂裝費(fèi)相當(dāng)于最初的建橋費(fèi)，而無(wú)涂裝鋼橋只需花建橋費(fèi)的3%～25%。到2006年，日本的耐候鋼（焊接結(jié)構(gòu)用耐候性熱軋鋼材SMA）橋梁已占橋梁總數(shù)的30%。實(shí)際上，無(wú)涂裝耐候鋼制橋梁對(duì)于抗腐蝕來(lái)說(shuō)并不是萬(wàn)能的。日本以建設(shè)省土木研究所為主，從 1981年開(kāi)始在全國(guó)41個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行了為期10年的鋼材暴露腐蝕實(shí)驗(yàn)，對(duì)大氣中的鹽分、SO2以及暴露方向?qū)Ωg的影響進(jìn)行了研究，并于1993年公布了無(wú)涂裝耐候鋼使用條件：每日單位面積降落的鹽分量小于0.05mg /d.m2。

    日本四面臨海，需要在超過(guò)上述鹽分指標(biāo)的地區(qū)和散布防凍劑地區(qū)建造無(wú)涂裝鋼橋，為此，開(kāi)發(fā)出幾種耐鹽分的新型高耐候鋼。這些新型鋼材都是Cr含量、Ni含量控制在1%～3%，并添加Mo的鋼材。目前尚未對(duì)其在各種環(huán)境下的腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。在這種情況下，對(duì)利用快速腐蝕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和鋼的成分以及腐蝕環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)推算長(zhǎng)期腐蝕數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行了研究。

    通過(guò)氣象數(shù)據(jù)求出Z，用一年腐蝕數(shù)據(jù)求出A，分析整理Z和A的關(guān)系，然后將B作為A的函數(shù)，表示出B和A的關(guān)系。如果有了氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)這個(gè)關(guān)系式，就可以求出耐候鋼腐蝕量的經(jīng)時(shí)變化和總腐蝕量。這些公式能否確切地推算出腐蝕量，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累進(jìn)行驗(yàn)證，但從已有的信息和短時(shí)間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)推算長(zhǎng)期腐蝕量的方法，可以在無(wú)涂裝鋼橋設(shè)計(jì)方向上對(duì)耐候鋼或含Ni的高耐候性鋼的采用給予評(píng)價(jià)。

    （2） 安全性、耐久性和維修性

    對(duì)大氣環(huán)境下的腐蝕性評(píng)價(jià)，普遍采用的是長(zhǎng)期暴露實(shí)驗(yàn)測(cè)定腐蝕量的方法，但要得出結(jié)果需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。測(cè)量異種金屬腐蝕產(chǎn)生短路電流的ACM（大氣腐蝕監(jiān)測(cè)器）傳感器法從很早就開(kāi)始使用，日本的辻川等人對(duì)傳感器進(jìn)行改良，將其作為環(huán)境腐蝕監(jiān)控法進(jìn)行廣泛應(yīng)用。由于腐蝕電流與海鹽在鋼材表面的附著量、環(huán)境溫度、濕度有關(guān)，ACM傳感器不僅可以檢測(cè)出鋼材表面的浸潤(rùn)程度，還可以得出腐蝕電流與腐蝕速度的關(guān)系。押川等人根據(jù)暴露實(shí)驗(yàn)結(jié)果和ACM傳感器測(cè)定結(jié)果求出腐蝕電流的積分值和腐蝕速度的關(guān)系。目前，日本還在積累腐蝕監(jiān)控結(jié)果。此外，還利用交流阻抗法進(jìn)行大氣腐蝕的監(jiān)控，這是對(duì)分別獨(dú)立測(cè)定浸潤(rùn)性和腐蝕速度的測(cè)定方法的嘗試。

    對(duì)大氣腐蝕的腐蝕性和腐蝕速度的持續(xù)監(jiān)控，不僅可以獲得有關(guān)橋梁等鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)、維修和管理的信息，還為社會(huì)資本的設(shè)計(jì)建設(shè)提供了基礎(chǔ)信息。通過(guò)全國(guó)性的大氣腐蝕監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的積累和發(fā)布，可以建立以鋼結(jié)構(gòu)為主的社會(huì)資本設(shè)計(jì)。維護(hù)。管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，從而保證社會(huì)資本設(shè)施的安全性，并減少維護(hù)維修成本。

責(zé)任編輯：班英飛

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