1 概述
钢筋作为建筑用的主要钢材，在我国钢材产量中仍占有很大比例。 随着社会的进步，人们对建筑物的安全性能和使用寿命提出了越来越高的要求。 钢筋混凝土结构损坏的主要原因是钢筋的磨损、混凝土保护层的碳化和氯离子的侵入。 日本每年因氯盐腐蚀造成的经济损失可占GDP的4%，与钢材腐蚀相关的腐蚀损失占总腐蚀损失的40%-50%。 2016年伦敦州安排的桥梁涵洞维护费用高达2亿欧元。 在我国，许多海港、码头的混凝土结构也出现了腐蚀现象。 例如，1956年建成的广州码头，1963年因腐蚀严重受损，开始修复。 1979年，21%的钢筋裂缝被检测出来，1988年，91%的钢筋裂缝被当时检测并拆除。 鄞州港码头和引桥于1981年建成，1987年钢筋裂缝已修复69%-100%。
为满足混凝土结构提高建筑物长寿命的要求，我国已参照美国先进标准制定了醇酸树脂涂层钢筋、耐腐蚀钢筋、锌铝钢筋、欧洲等国家和地区以及我国钢筋产品的研究和应用。 合金涂层钢筋、不锈钢钢筋等具有耐腐蚀、耐候性的钢筋产品标准。
以英国为代表的发达国家仍然高度重视耐腐蚀、耐候钢产品的开发和应用。 表1展示了英国钢筋的发展历程，从普通不锈钢到涂层保护，再到碳钢、合金钢和涂层钢筋。
众所周知，碳钢具有良好的热性能和耐磨性。 例如，304碳钢的耐海水腐蚀性能是普通不锈钢的1000倍左右。 在海水腐蚀的环境下，304碳钢钢筋混凝土的使用寿命约为普通钢筋混凝土的10倍，但其生产成本高，价格高，约为普通碳钢的6-10倍。 受碳钢主要合金Cr、Ni等元素资源的限制，且价格较高，在一定程度上阻碍了碳钢钢筋的广泛使用。 以普通钢筋为基材，覆盖层为碳钢的复合钢筋，不仅可以降低成本，而且可以保证材料的耐腐蚀性能。 研究表明，碳钢-碳钢复合钢筋的允许磨损极限比普通碳钢钢筋的极限值大24倍。 复合钢棒以碳钢为基材，304或316碳钢为涂层，镀锌而成。 两种金属可以达到冶金结合状态，可以保证碳钢和不锈钢在使用过程中不分离。 同时，碳钢的重量占总重量的10%-20%，成本仅为实心碳钢棒材的25%左右。 不仅可以充分发挥碳钢的防腐性能，而且会增加使用全碳钢的成本。 同时，也很大程度上延长了建筑物的寿命。
2013年出台的《国务院关于解决产能严重不足的指导意见》明确提出，“实施红色建材工程，制定和修订相关标准规范，完善建筑钢材使用标准，并推动产品升级。” 2014年印发的《关于印发关键材料升级改造项目实施方案的通知》提出，到2016年，新一代海洋工程等产业发展急需的海水混凝土等关键新材料实现稳定批量生产和规模化应用。 在海岛建设中，海拌、海养钢筋混凝土工程面临的问题之一就是钢筋的耐腐蚀性能。 《中国制造2025》还提出“加强产品全生命周期红色管理”、“支持企业开发红色产品，显着提高产品节能环保低碳水平不锈钢属于钢材吗，引导红色生产和红色消费”等要求。 。 在此背景下，钢筋混凝土分委会向国家标准化管理委员会申请了《钢筋混凝土用镀锌碳钢-碳钢复合钢筋》国家标准项目并获得批准。
2 标准主要技术内容
2.1 准备原则
本标准以采用国际标准和美国先进标准为原则，力求做到“科学、合理、先进、实用”，并与国家标准体系保持一致。 经查，在美国，只有俄罗斯国家公路交通商会发布了MP13M/MP13《混凝土配筋用圆形和变形碳钢复合钢筋》标准。 意大利、日本等尚未找到碳钢复合钢筋的相关标准。 对于基材材料，主要参考我国GB/T1499.1《钢筋混凝土用钢 第1部分：镀锌普通钢筋》和GB/T1499.2《钢筋混凝土用钢 第2部分：镀锌带肋钢筋》，对于堆焊方面，我们主要参考GB/《不锈钢和耐热钢的钢级和物理成分》等标准，以及法国/A955M、等标准。
2.2 标准名称及范围
本标准涵盖的产品为碳钢和不锈钢（或低合金钢）双金属复合钢棒。 表层为碳钢，基材为碳钢或低合金钢。 GB/T1499.1规定的分级圆钢属于碳素钢类别，GB/T1499.2及送审稿规定的镀锌带肋钢筋产品属于低合金钢类别。 钢筋的生产采用加工后的工字钢和碳钢管，通过特定工艺结合在一起，达到冶金结合状态，然后进入轧制线进行镀锌。 因此，该标准命名为：钢筋混凝土用镀锌碳钢-碳钢复合钢筋。 其适用范围为：以碳钢为覆层，以碳钢（或低合金金刚石）为基材，经镀锌生产的碳钢。 普通钢-碳钢复合钢筋。
2.3 分类及品牌名称
由于复合钢筋主要以GB/T1499.1和GB/T1499.2规定的钢筋为基材与碳钢复合而成，因此标准中规定的硬度等级与上述标准一致，即：钢筋根据屈服硬度特征值分为300级、400级和500级。 事实上，600级已经被纳入GB/T1499.2的审查稿中，但该标准尚未批准发布。 同时，考虑到目前该等级钢筋尚无更多应用数据支持，因此本标准暂不纳入标准。 等级。 结果，标准产生了硬度系列 、 、 和 （SC 分别是 和 的第一个字母）。 至于抗震级钢筋，本次不纳入，主要是因为该产品是新开发的产品，待有足够的应用数据后才会考虑纳入。
2.4 公称外径范围、尺寸、形状及允许误差
由于GB/T1499.1和GB/T1499.2规定的组合钢筋主要以碳钢为基材复合而成，并考虑到混凝土结构设计规范中的应用尺寸和规格要求，故采用名义名称标准中产品的外径范围、尺寸、形状及允许误差均符合GB/T1499.1和GB/T1499.2的规定。
2.5 技术要求
2.5.1 钢种及物理成分
GB/T1499.1和GB/T1499.2规定的材料主要作为与碳钢复合的基材，因此基材成分符合GB/T1499.1和GB/T1499的规定。 2.
碳钢包覆层的钢种及物理成分，根据实际生产条件从GB/中的钢种中选取了部分钢种，见表2。本标准中包覆层采用的典型碳钢钢种。 其中304、304L、316、316L钢级属于奥氏体碳钢，2205钢级属于奥氏体-铁素体双相碳钢。 日本MP13M/MP-13规定复合碳钢只有两个钢号：316和316L。 该标准比日本标准低了三个钢种：304、304L、2205。
304碳钢是应用最广泛的铬镍碳钢。 具有良好的耐蚀性、耐热性、韧性、低温硬度和机械特性； 注塑、弯曲等热加工性能好，无热处理硬化现象（使用温度-196~800℃）； 良好的加工性能和焊接性能。 304碳钢适用于建材、化工、食品加工、家用电器、汽车零部件、医疗器械、船舶零部件等领域。
304L是304碳钢的变种，碳浓度较低，更适合需要点焊的场合。 较低的碳浓度使焊道热影响区附近晶粒的析出最小化，而晶粒的析出在某些环境下可能会引起碳钢的晶间腐蚀（点焊腐蚀）。
由于Mo元素的添加，使316、316L碳钢的耐蚀性和低温硬度大大提高。 耐低温可达1200-1300℃，可在恶劣条件下使用。 耐腐蚀性优于304碳钢，但316和316L碳钢也能抵抗海洋和腐蚀性工业大气的腐蚀。 因此，在严重腐蚀的工业或海洋大气中，最好采用316和316L碳钢。 316L是316碳钢的变体，碳浓度较低。 为了获得最佳的耐腐蚀性能，316碳钢的点焊断面需要进行焊接退火处理，但使用316L碳钢时则不需要进行焊接退火处理。
2205是奥氏体-铁素体双相碳钢，具有高硬度、良好的冲击硬度以及良好的整体和局部抗偏斜腐蚀性能。 2205双相碳钢的屈服硬度是奥氏体碳钢的两倍。 采用2205钢级碳钢作为涂层可以减少钢筋的硬度损失。 此外，2205双相碳钢比奥氏体碳钢具有更高的抗偏斜侵蚀和断裂能力，特别是在含硫离子环境中； 其耐锈蚀腐蚀性和疲劳腐蚀性优于奥氏体碳钢； 比奥氏体碳钢的线膨胀系数低，接近不锈钢，适合与不锈钢连接。 因此更适合复合钢筋的覆层。
为了满足不同用户对其他复合碳钢牌号可能的需求，标准中减少了预付款，可以选择其他耐腐蚀性能更好的复合钢种。
2.5.2 热性能
热性能指标符合GB/T1499.1、GB/T1499.2。 钢筋的屈服硬度Rel、拉伸硬度Rm、断后模量A、最大总力屈服Agt等热性能特性要求见表3。
2.5.3 覆层要求
1) 覆层宽度
本标准规定的碳钢覆层宽度不大于180μm。 这主要是因为涂层太厚，会导致不必要的浪费，同时钢筋的硬度损失也会降低； 如果涂层太薄，钢筋在生产、运输、加工和使用过程中，受到轻微的碰撞和划伤，就很容易损坏。 并从基材中漏出，或不能抵抗腐蚀环境的侵蚀而失去抗腐蚀的能力。 日本MP13M/MP-13标准规定，涂层宽度90%的测量值不应大于175μm，最低测量值不应大于120μm。 该标准规定碳钢包覆钢的宽度比德国MP13M/MP-13标准更严格。 从我国目前生产的碳钢复合钢制品的实物质量及相关监测数据来看，本标准规定的碳钢覆层宽度可以保证钢筋的耐腐蚀性能。
2) 覆盖层粘合
由于钢筋在使用过程中不可避免地要弯曲，因此普通钢筋一般要求弯曲后无裂纹，但对于复合材料来说，要求更为严格。 一般要求钢筋经过拉伸、弯曲、切割后不仅不应出现裂纹，而且基材和涂层不应出现开裂、分层等剥落现象，如图1和图2 因此不锈钢属于钢材吗，标准规定，钢筋经过拉伸试验和弯曲试验后，涂层的截面或弯曲变形部分与母材的界面应无裂纹和肉眼可见的分层。
2.5.4 钢筋的耐腐蚀性能
碳钢复合增强材料不仅需要满足热工性能，另一个重要的评价指标是耐腐蚀性能。 日本MP13M/MP-13标准对碳钢复合钢筋的耐腐蚀性没有要求，仅规定碳钢包覆层的宽度不高于规定要求。 本标准规定的碳钢包覆宽度比德国MP13M/MP-13标准更严格。 但考虑到GB/T8165-2008《不锈钢复合厚板及钢带》和GB/-2017《钢筋混凝土用碳钢钢筋》均要求按GB/T4334-2008的方法E进行晶间腐蚀试验。 因此，标准中规定，除铁素体复合钢筋外，其他复合钢筋交货状态均应按GB/T4334-2008中E方法进行晶间腐蚀试验。 试验时，应在钢筋两端截面涂一层保护层（如醇酸树脂）。 根据检测结果，除截面外，钢筋表面不得有因腐蚀而产生的泄漏和晶间腐蚀裂纹。
3 结论
本标准是指依据日本MP13M/MP-13、、、等标准和中国GB/T1499.1、GB/T1499.2、GB/和其他标准。 规定了钢种、力学性能、尺寸误差、堆焊宽度、母材与堆焊层结合性能、耐腐蚀性能等关键技术指标。 该指标充分反映了我国碳钢复合钢筋的实际水平。 该标准的制定不仅将促进我国耐腐蚀钢筋的生产和推广，也为提高海上絮凝土工程、道路桥梁等建筑物的使用寿命和安全性奠定物质基础，减少维护成本。 该标准实施后，对于推动红色长寿命钢筋在我国的推广应用，促进钢铁和建筑行业的技术进步将起到积极作用。 （刘宝石对勇）
