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【摘 要】 目前在工程中使用HRB400三级钢越来越广泛,三级钢的应用减少了钢材消耗,节约资源,提高了建筑物的结构性能,一定程度上降低我国钢铁业对原料进口的依赖,但与发达国家HRB400三级及以上螺纹钢占主流的情况相比还有较大的差距。
【关键词】 三级钢;应用现状;推广使用
一、HRB400三级钢的应用现状
工程中普通热轧钢筋的应用,长期以来主要采用的是HPB235一级钢筋和HRB335二级钢筋,我国从2000年后开始推广使用HRB400三级钢筋,2002年4月1日起实施的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)将HRB400三级钢筋列为主导受力钢筋,建设部发布的“建设部推广应用和限制禁止使用技术”中,把HRB400三级钢筋的应用技术作为推广应用项目。2009年《钢铁产业调整和振兴规划》和2011年7月1日实施的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)提出,要加快淘汰强度335MPa及以下热轧带肋钢筋,推广使用强度400MPa及以上钢筋。
经过推广使用,我国HRB400三级钢筋取得了一定的成绩。据中国钢铁协会的数据,到目前为止我国HRB400三级及以上螺纹钢占螺纹钢的比重接近达到40%。尽管这些年我国在推广HRB400三级钢筋方面取得一定的成绩,但与发达国家HRB400三级及以上螺纹钢占主流的情况相比还有较大的差距。
二、推广使用HRB400三级钢筋的积极意义
1、减少钢材消耗,节约资源,降低我国钢铁业对原料进口的依赖
随着铁矿石、优质焦煤等对外依存度的提高,钢铁原料供应成为制约我国钢铁行业发展的瓶颈,发展高效能节约型钢材成为行业的必然选择。根据测算,如果不考虑其他因素,在满足同样的强度和标准尺寸下,采用HRB400三级钢筋可减少钢筋消耗约11.5%。
2、HRB400三级钢筋具有更优的综合性能
与HRB335二级钢筋相比,HRB400三级钢筋具有更优的综合性能。目前主要有两种工艺生产HRB400三级钢筋,一是微合金化,也就是在冶炼中加入钒或铌等合金,微合金化可以使螺纹钢具有更好的抗弯度、时效性能和较高的低疲劳性能,其抗震性能明显优于HRB335二级钢筋;二是采取轧后余热淬火处理,经余热淬火处理的钢筋屈服强度可提高150—230MPa,具有良好的屈服强度、焊接性能和好的延展性。与采取添加合金相比,余热淬火钢筋生产成本可降低8%—10%,已成为当前生产钢筋的标准工艺。
3、推广使用三级螺纹钢是国家产业政策的要求
在2009年3月公布的《钢铁产业调整和振兴规划》中,明确要求把高强度钢筋作为成熟应用技术进行推广,并提出修改相关设计规范,加快淘汰强度335MPa及以下热轧带肋钢筋,推广使用强度400MPa及以上钢筋,对地震多发地区的建筑物、建筑物基础工程、重点工程,强制使用强度400MPa以上钢筋。采用超细晶粒或微合金化等工艺对建筑钢材产量较大的大中型企业生产线进行改造,促进建筑钢材的升级换代。
2011年7月1日实施的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中提出,对钢筋选用确定要优先使用400MPa级钢筋,积极推广500MPa级钢筋;逐步减少使用335MPa级钢筋并最终取消该品种。
4、我国已经具备大规模推广三级螺纹钢的设备条件
我国钢铁行业经过近些年的升级改造,从炼铁、炼钢、精炼到轧钢,钢铁生产设备得到很大的提升。从技术装备上来讲,大部分钢铁企业完全可以满足三级螺纹钢的生产。
5、推广应用高强度螺纹钢是我国建筑行业发展的要求
近几年,我国固定资产投资持续保持高速增长,重大市政建设工程、重点基础设施工程中使用三级螺纹钢甚至更高等级的螺纹钢越来越广泛。国内高层建筑不断增多,尤其是三线、四线甚至部分县城中民用高层住宅越来越多,在目前我国住宅钢筋混凝土建筑仍占主流的情况下,对螺纹钢的强度要求也会越来越高。
6、发达国家三级及以上钢筋成为主流
众所周知,随着当今世界建筑工业和钢筋生产技术的迅猛发展,基础设施、高层建筑等工程结构对钢筋性能的要求越来越高。从资源的节约和环境保护的角度考虑,欧美等国早已普遍采用400Mpa~500Mpa钢筋。据了解,英国、德国、澳大利亚、日本等国家400MPa左右的钢筋采用率达到80-90%。以日本为例,日本是地震多发国家,在建筑领域普遍采用400MPa级(三级)及以上钢筋,并采用微合金化工艺提高钢材的强屈比、均匀伸长率等指标。
在目前国内钢筋市场竞争激烈的情况下,设计、研制、生产、銷售和使用同国际接轨的高强度钢筋,将高强度钢筋产品打入国内和国际两大市场,已成为我国各主要钢筋生产厂家在竞争中求生存的共同策略。
三、推广三级螺纹钢过程中遇到的主要问题
1、建筑设计部门的障碍
HRB400三级钢筋是我国冶金行业在“六五”、“七五”期间开发成功的建筑钢材,至今已有20多年。期间有关部门组织的大大小小有关螺纹钢筋的各种研讨会、标准审定会等会议已不计其数,并且已经探讨、争论了近20年,但在我国真正实质性的推广应用,进展并不大。
事实上高强度钢筋的全面推广应用,设计是龙头。因此,在历次的螺纹钢筋研讨会、标准审定会上不少有识之士反复提出,先从设计入手,在基础设施、高层建筑等工程结构项目设计中,对钢筋材料的选择优先采用高强度钢筋。但一方面是由于几十年的设计习惯使然,另一方面若设计理念根本推翻,图纸设计上全面推广应用高强度钢筋,则整套设计思路要改变,各种应力、强度、安全系数等参数要重新进行计算、试验,推倒重来其工作量对建筑设计部门来说是非常大的。这也正是高强度钢筋实质性进展甚微的主要原因之一。
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)及《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)尽管都是国家级强制性标准,但在具体条款上亦仅停留在文字上的“宜采用”高强度钢筋上,对建筑设计、科学研究、工厂生产、流通领域、施工单位和业主等根本没有实质性的约束和动力。 2、钢铁企业生产积极性不高
目前我国建筑钢材市场上的主流产品为HRB335二级钢筋,生产高强度钢筋对钢铁企业的积极性不大。HRB400三级钢筋与HRB335二级钢筋相比市场价差不大。国内主要市场HRB400三级钢筋与HRB335二级钢筋的价差基本在130-160元/吨,而HRB400三级钢筋生产成本比HRB335二级钢筋平均高出约100元/吨左右,部分钢厂生产成本甚至高出150元/吨以上。另外,如果钢厂要生产高强度钢筋,则可能涉及到工厂设备改造,并且为了提高钢筋强度,钢厂在炼钢上要加微合金元素(主要是V、Nb、Ti),轧制上则要采用控制轧制工艺,在轧后要进行穿水冷却,以控制终轧冷却温度,生产工艺要复杂,产品合格率也会下降。
在轧制上,国内只有一些先进的大中大型型钢厂,为了提高产品档次,在原先车间设计安装时,已为控冷装备预留了空间,能够组织生产升级换代的高强度级别钢筋产品。但国内一些钢厂在原先车间设计安装时,没有为控冷装备预留空间,则对生产高强度级别钢筋带来了困难。此外,部分中小企业生产设备简陋,根本不具备生产高强度钢筋的条件。
3、建筑工地使用方
建筑工地是螺纹钢的主要使用方,如果推广使用三级螺纹钢,主要有两个方面的问题,一是国内市场主要以HRB335二级钢筋为主,如果使用HRB400三级鋼筋,工地配足送货的难度比较大;二是HRB400三级钢筋强度比较高,对钢筋加工设备如钢筋调直切断机、钢筋弯箍机等也提出了更高的要求。
四、对推广使用三级螺纹钢的建议
1、由国家部委相关部委协调设计、业主、生产、建筑施工等相关单位,重点是工程设计部门和业主,加大推广使用三级螺纹钢的力度。
2、在钢铁产业规划中由“逐步淘汰使用二级螺纹钢”调整为“限期淘汰使用二级螺纹钢”。
3、地震多发地区、重大工程强制使用三级或以上螺纹钢。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
[2]《钢铁产业调整和振兴规划》(2009年国务院办公厅公布)
[3]中华人民共和国国家标准:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
[4]中华人民共和国国家标准:《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)
【关键词】 三级钢;应用现状;推广使用
一、HRB400三级钢的应用现状
工程中普通热轧钢筋的应用,长期以来主要采用的是HPB235一级钢筋和HRB335二级钢筋,我国从2000年后开始推广使用HRB400三级钢筋,2002年4月1日起实施的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)将HRB400三级钢筋列为主导受力钢筋,建设部发布的“建设部推广应用和限制禁止使用技术”中,把HRB400三级钢筋的应用技术作为推广应用项目。2009年《钢铁产业调整和振兴规划》和2011年7月1日实施的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)提出,要加快淘汰强度335MPa及以下热轧带肋钢筋,推广使用强度400MPa及以上钢筋。
经过推广使用,我国HRB400三级钢筋取得了一定的成绩。据中国钢铁协会的数据,到目前为止我国HRB400三级及以上螺纹钢占螺纹钢的比重接近达到40%。尽管这些年我国在推广HRB400三级钢筋方面取得一定的成绩,但与发达国家HRB400三级及以上螺纹钢占主流的情况相比还有较大的差距。
二、推广使用HRB400三级钢筋的积极意义
1、减少钢材消耗,节约资源,降低我国钢铁业对原料进口的依赖
随着铁矿石、优质焦煤等对外依存度的提高,钢铁原料供应成为制约我国钢铁行业发展的瓶颈,发展高效能节约型钢材成为行业的必然选择。根据测算,如果不考虑其他因素,在满足同样的强度和标准尺寸下,采用HRB400三级钢筋可减少钢筋消耗约11.5%。
2、HRB400三级钢筋具有更优的综合性能
与HRB335二级钢筋相比,HRB400三级钢筋具有更优的综合性能。目前主要有两种工艺生产HRB400三级钢筋,一是微合金化,也就是在冶炼中加入钒或铌等合金,微合金化可以使螺纹钢具有更好的抗弯度、时效性能和较高的低疲劳性能,其抗震性能明显优于HRB335二级钢筋;二是采取轧后余热淬火处理,经余热淬火处理的钢筋屈服强度可提高150—230MPa,具有良好的屈服强度、焊接性能和好的延展性。与采取添加合金相比,余热淬火钢筋生产成本可降低8%—10%,已成为当前生产钢筋的标准工艺。
3、推广使用三级螺纹钢是国家产业政策的要求
在2009年3月公布的《钢铁产业调整和振兴规划》中,明确要求把高强度钢筋作为成熟应用技术进行推广,并提出修改相关设计规范,加快淘汰强度335MPa及以下热轧带肋钢筋,推广使用强度400MPa及以上钢筋,对地震多发地区的建筑物、建筑物基础工程、重点工程,强制使用强度400MPa以上钢筋。采用超细晶粒或微合金化等工艺对建筑钢材产量较大的大中型企业生产线进行改造,促进建筑钢材的升级换代。
2011年7月1日实施的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)中提出,对钢筋选用确定要优先使用400MPa级钢筋,积极推广500MPa级钢筋;逐步减少使用335MPa级钢筋并最终取消该品种。
4、我国已经具备大规模推广三级螺纹钢的设备条件
我国钢铁行业经过近些年的升级改造,从炼铁、炼钢、精炼到轧钢,钢铁生产设备得到很大的提升。从技术装备上来讲,大部分钢铁企业完全可以满足三级螺纹钢的生产。
5、推广应用高强度螺纹钢是我国建筑行业发展的要求
近几年,我国固定资产投资持续保持高速增长,重大市政建设工程、重点基础设施工程中使用三级螺纹钢甚至更高等级的螺纹钢越来越广泛。国内高层建筑不断增多,尤其是三线、四线甚至部分县城中民用高层住宅越来越多,在目前我国住宅钢筋混凝土建筑仍占主流的情况下,对螺纹钢的强度要求也会越来越高。
6、发达国家三级及以上钢筋成为主流
众所周知,随着当今世界建筑工业和钢筋生产技术的迅猛发展,基础设施、高层建筑等工程结构对钢筋性能的要求越来越高。从资源的节约和环境保护的角度考虑,欧美等国早已普遍采用400Mpa~500Mpa钢筋。据了解,英国、德国、澳大利亚、日本等国家400MPa左右的钢筋采用率达到80-90%。以日本为例,日本是地震多发国家,在建筑领域普遍采用400MPa级(三级)及以上钢筋,并采用微合金化工艺提高钢材的强屈比、均匀伸长率等指标。
在目前国内钢筋市场竞争激烈的情况下,设计、研制、生产、銷售和使用同国际接轨的高强度钢筋,将高强度钢筋产品打入国内和国际两大市场,已成为我国各主要钢筋生产厂家在竞争中求生存的共同策略。
三、推广三级螺纹钢过程中遇到的主要问题
1、建筑设计部门的障碍
HRB400三级钢筋是我国冶金行业在“六五”、“七五”期间开发成功的建筑钢材,至今已有20多年。期间有关部门组织的大大小小有关螺纹钢筋的各种研讨会、标准审定会等会议已不计其数,并且已经探讨、争论了近20年,但在我国真正实质性的推广应用,进展并不大。
事实上高强度钢筋的全面推广应用,设计是龙头。因此,在历次的螺纹钢筋研讨会、标准审定会上不少有识之士反复提出,先从设计入手,在基础设施、高层建筑等工程结构项目设计中,对钢筋材料的选择优先采用高强度钢筋。但一方面是由于几十年的设计习惯使然,另一方面若设计理念根本推翻,图纸设计上全面推广应用高强度钢筋,则整套设计思路要改变,各种应力、强度、安全系数等参数要重新进行计算、试验,推倒重来其工作量对建筑设计部门来说是非常大的。这也正是高强度钢筋实质性进展甚微的主要原因之一。
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)及《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)尽管都是国家级强制性标准,但在具体条款上亦仅停留在文字上的“宜采用”高强度钢筋上,对建筑设计、科学研究、工厂生产、流通领域、施工单位和业主等根本没有实质性的约束和动力。 2、钢铁企业生产积极性不高
目前我国建筑钢材市场上的主流产品为HRB335二级钢筋,生产高强度钢筋对钢铁企业的积极性不大。HRB400三级钢筋与HRB335二级钢筋相比市场价差不大。国内主要市场HRB400三级钢筋与HRB335二级钢筋的价差基本在130-160元/吨,而HRB400三级钢筋生产成本比HRB335二级钢筋平均高出约100元/吨左右,部分钢厂生产成本甚至高出150元/吨以上。另外,如果钢厂要生产高强度钢筋,则可能涉及到工厂设备改造,并且为了提高钢筋强度,钢厂在炼钢上要加微合金元素(主要是V、Nb、Ti),轧制上则要采用控制轧制工艺,在轧后要进行穿水冷却,以控制终轧冷却温度,生产工艺要复杂,产品合格率也会下降。
在轧制上,国内只有一些先进的大中大型型钢厂,为了提高产品档次,在原先车间设计安装时,已为控冷装备预留了空间,能够组织生产升级换代的高强度级别钢筋产品。但国内一些钢厂在原先车间设计安装时,没有为控冷装备预留空间,则对生产高强度级别钢筋带来了困难。此外,部分中小企业生产设备简陋,根本不具备生产高强度钢筋的条件。
3、建筑工地使用方
建筑工地是螺纹钢的主要使用方,如果推广使用三级螺纹钢,主要有两个方面的问题,一是国内市场主要以HRB335二级钢筋为主,如果使用HRB400三级鋼筋,工地配足送货的难度比较大;二是HRB400三级钢筋强度比较高,对钢筋加工设备如钢筋调直切断机、钢筋弯箍机等也提出了更高的要求。
四、对推广使用三级螺纹钢的建议
1、由国家部委相关部委协调设计、业主、生产、建筑施工等相关单位,重点是工程设计部门和业主,加大推广使用三级螺纹钢的力度。
2、在钢铁产业规划中由“逐步淘汰使用二级螺纹钢”调整为“限期淘汰使用二级螺纹钢”。
3、地震多发地区、重大工程强制使用三级或以上螺纹钢。
参考文献:
[1]中华人民共和国国家标准:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
[2]《钢铁产业调整和振兴规划》(2009年国务院办公厅公布)
[3]中华人民共和国国家标准:《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
[4]中华人民共和国国家标准:《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2-2007)