前節(jié)的內(nèi)容是敘述在日本開始生產(chǎn)和應(yīng)用耐候鋼之前以美國為中心的耐候鋼的技術(shù)發(fā)展背景。在敘述日本的發(fā)展之前,想簡(jiǎn)單地談一談美國在日本開始研制生產(chǎn)耐候鋼以后的狀況。
在美國,耐候鋼的最大用途是建造橋梁,并且擴(kuò)大了裸露方式的使用。繼前節(jié)所述的初期的應(yīng)用之后,建設(shè)數(shù)量增多,在1980年這一年約12%的橋梁使用的鋼是耐候鋼??墒?,1980年3月在原有的耐候鋼橋梁上出現(xiàn)了腐蝕問題,Michigan 州全面停止在高速公路上使用裸露耐候鋼。
美國鋼鐵協(xié)會(huì)成立了由4個(gè)鋼鐵廠家及7個(gè)州高速公路管理局的橋梁技術(shù)人員組成的特別工作組,對(duì)在這些州建成的938座橋梁中使用3年以上的49座裸露耐候鋼橋梁進(jìn)行了調(diào)查,并于1982年發(fā)表了調(diào)查結(jié)果。
根據(jù)這個(gè)報(bào)告,調(diào)查過的耐候鋼橋梁總體來看是良好的,然而完全沒有問題的橋梁占30%,58%有部分中等程度的腐蝕,12%有部分的嚴(yán)重腐蝕。作為橋梁結(jié)構(gòu)腐蝕的原因主要有:(1)含有冬季溶雪鹽的水從接縫處漏出;(2)距下面的道路間隔6.1m(20ft)以下的橋梁,從下面飛濺的含有溶雪鹽水的飛沫;(3)從混凝土底板的裂紋漏出的水或含有溶雪鹽的水;(4)從混凝土底板的端部流下的含有溶雪鹽的水等,其中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)原因造成橋梁上部結(jié)構(gòu)腐蝕。另外,在Michigan州的部分地區(qū),橋梁腐蝕特別嚴(yán)重,這是由于溶雪鹽的散布量多、接縫多漏、使用板材接頭多、銷釘或梁托處的故障多等原因。
調(diào)查的結(jié)論是,耐候鋼的裸露使用雖然沒有問題,但是在工程設(shè)計(jì)上應(yīng)避免滯水或鹽分的蓄積。以前比較缺乏設(shè)計(jì)上的考慮,然而Michigan事件卻及時(shí)地敲響了警鐘。作為解決腐蝕部位的對(duì)策,調(diào)查認(rèn)為需要除去鹽分進(jìn)行涂漆。
美國運(yùn)輸部(U.S. Department of Transportation)的聯(lián)邦高速路管理局(FHWA)針對(duì)受溶雪鹽影響發(fā)生問題的裸露耐候鋼部位,為了確立清洗和修補(bǔ)涂漆方法和相關(guān)部門簽訂了研究合同,開展了活動(dòng),結(jié)果于1992年制定了暫行標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)要求每?jī)赡隀z修一次,雖然因不使用溶雪鹽、接縫處不漏水、無接縫、腐蝕輕度、環(huán)境好等理由,在下一個(gè)兩年之內(nèi)不會(huì)擔(dān)心產(chǎn)生由腐蝕引起結(jié)構(gòu)上缺陷的橋梁,可以不檢修,可是狀態(tài)不好的橋梁必須在出問題部位或者體進(jìn)行涂漆。有問題部位涂漆底面的處理通過噴砂除去鹽分非常重要,一般可以采用濕式噴砂或者干式噴砂加上水洗(或者蒸汽洗凈)的方法。處理后的檢查除了外觀檢查外,在擔(dān)心殘存鹽分時(shí)可使用化學(xué)方法進(jìn)行測(cè)定。
作為涂漆系列最好使用環(huán)氧聚酰胺系的富鋅涂料(底涂、中間涂)。受1980年Michigan州中止使用的影響,雖然降低了裸露耐候鋼在橋梁上的應(yīng)用(1987年橋梁用鋼材中耐候鋼的比率是10%),可是橋梁的涂漆費(fèi)卻增加了。然而,自從耐候鋼裸露使用問題搞清楚后,在1989年耐候鋼的使用比率上升到15%。1990年Michigan州決定,如果遵守FHWA的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),則允許耐候鋼的裸露使用。
據(jù)報(bào)道,1993年時(shí)美國的裸露耐候鋼橋梁已達(dá)23,000座以上。最精彩的場(chǎng)面是,1976年使用了約1.9萬噸 COR-TEN B(42,368,570 1b),花費(fèi)33,984,012美元(橋梁上部工程為25,180,000美元)在West Virginia州建設(shè)的世界最大的拱橋NewRiver Gorge橋支點(diǎn)距、全長約918m(3,030.5ft)],橋梁高于水面265m,連接著被綠色包圍的兩岸,非常壯觀。
在建筑領(lǐng)域,使用了裸露耐候鋼的建筑物在美國達(dá)500座以上,95%以上是順利的,可是在屋頂或壁上使用薄板時(shí),由于設(shè)計(jì)或施工上的問題使水進(jìn)入里面而滯留,所以,1980年以來,U.S.Steel公司中止了建筑用薄板的銷售。并且,建筑式樣也向石材或PC材過渡,現(xiàn)在已經(jīng)不使用裸露耐候鋼作為屋頂用材。
裸露耐候鋼在保護(hù)欄桿、鋼絲護(hù)欄、照明塔等道路附屬物上的應(yīng)用由于能節(jié)省維護(hù)管理費(fèi)或調(diào)和景色,所以在風(fēng)景美麗的地方或田園地區(qū)盛行。使用一般的鋼材時(shí),由于在再涂漆時(shí)為了作業(yè)上的安全必須停電進(jìn)行,從而增加了支出。