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??墒牵?980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)會成立了由4個鋼鐵廠家及7個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行了調(diào)查,并于1982年發(fā)表了調(diào)查結(jié)果。
根據(jù)這個報告,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,其中的一項或者多項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)計上應(yīng)避免滯水或鹽分的蓄積。以前比較缺乏設(shè)計上的考慮,然而Michigan事件卻及時地敲響了警鐘。作為解決腐蝕部位的對策,調(diào)查認為需要除去鹽分進行涂漆。
美國運輸部(U.S. Department of Transportation)的聯(lián)邦高速路管理局(FHWA)針對受溶雪鹽影響發(fā)生問題的裸露耐候鋼部位,為了確立清洗和修補涂漆方法和相關(guān)部門簽訂了研究合同,開展了活動,結(jié)果于1992年制定了暫行標準。
根據(jù)該標準要求每兩年檢修一次,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,在下一個兩年之內(nèi)不會擔心產(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,在擔心殘存鹽分時可使用化學方法進行測定。
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)標準,則允許耐候鋼的裸露使用。
據(jù)報道,1993年時美國的裸露耐候鋼橋梁已達23,000座以上。最精彩的場面是,1976年使用了約1.9萬噸 COR-TEN B(42,368,570 1b),花費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500座以上,95%以上是順利的,可是在屋頂或壁上使用薄板時,由于設(shè)計或施工上的問題使水進入里面而滯留,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。
裸露耐候鋼在保護欄桿、鋼絲護欄、照明塔等道路附屬物上的應(yīng)用由于能節(jié)省維護管理費或調(diào)和景色,所以在風景美麗的地方或田園地區(qū)盛行。使用一般的鋼材時,由于在再涂漆時為了作業(yè)上的安全必須停電進行,從而增加了支出。