我国热轧带肋钢筋需求攀升:高强度钢材助力建筑行业可持续发展与节能减排

   日期:2025-04-22     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:154    评论:0    
核心提示:1499.2《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》。”《钢铁产业调整和振兴规划》“(六)调整钢材品种结构,提高产品质量”中关于:“修改相关设计规范,淘汰强度335兆帕及以下热轧带肋钢筋,加快推广使用强度400兆帕及以上钢筋,促进建筑钢材的升级换代。

近几年,我国正处于工业化和城镇化快速发展的阶段,建筑业发展得极为迅猛。我国的建筑大多是以钢筋混凝土建筑作为主要形式,所以在近些年,热轧带肋钢筋的需求量持续上升。作为最为主要的建筑用钢铁产品,它的强度等级的提升以及质量水平的提高,会对我国经济的可持续发展产生直接影响。我国钢铁工业生产致力于减少二氧化碳排放。采用高强度钢材替代低强度钢材,能够减少钢材产品使用量。据统计,每节约 1000 万吨钢材,就相当于节约 1800 万吨铁矿石,还能节约 650 万吨标准煤,同时可减少大量废气和粉尘排放,因为每产 1 吨钢会排放 2 吨 CO2。同时,通过采用钢筋代换的方式,能够节省 10%至 15%的钢材,这对于减量化用钢有着重要的意义。基于此,全国钢标准化技术委员会申请立项对 GB 1499.2《钢筋混凝土用钢第 2 部分:热轧带肋钢筋》进行修订。

本次修订的技术内容主要包含在钢筋牌号方面、重量偏差方面以及金相组织方面。

牌号中删除了牌号,增加了牌号

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多年来我国热轧带肋钢筋一直广泛使用强度偏低的钢筋。以 2010 年为视角,我国钢筋的产量达到 1.3 亿吨。在这当中,有超过 60%的部分,还有超过 30%的部分,而用量所占比例却不足 10%。与工业发达国家相比较,存在着较大的差距。像美国、英国、日本、德国等国家,已经很少对这一强度级别的钢筋进行使用了。即便有应用,也只是用作配筋,而主筋则会采用更高级别的钢筋。等钢筋加入钒、铌、钛等合金元素后,具有强度高、性能好以及焊接性能优良等特点。经计算,用钢筋代换钢筋,能够节省 10%至 15%的钢材,这对全社会的减量化效果极为显著,对建设节约型社会有着重大意义。

对于淘汰钢筋,国家和有关部委发布多个文件,要求淘汰该牌号。国发〔2009〕38 号文《国务院批转发展改革委等部门关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》提出,要尽快将建筑用钢标准及设计规范予以完善。同时,要加快对强度 335 兆帕以下热轧带肋钢筋的淘汰工作,大力推广强度 400 兆帕及以上的钢筋,以此促进建筑钢材的升级换代。《钢铁产业调整和振兴规划》(六)提到要调整钢材品种结构并提高产品质量,具体内容为:修改相关设计规范,将强度 335 兆帕及以下的热轧带肋钢筋予以淘汰,同时加快推广使用强度 400 兆帕及以上的钢筋,以促进建筑钢材的升级换代。《产业结构调整指导目录(2011 年本)》(2011 年第 9 号令)以及《产业结构调整指导目录(2013 年本)》(2013 年第 21 号令),在“落后产品”这一章里有明确提及。《关于加快应用高强钢筋的意见》(建标〔2012〕1 号)提出以下内容:一是加速淘汰;二是优先使用;三是积极推广。(2)2013年底,在建筑工程中淘汰 。

在应用层面,大型公共建筑的混凝土结构施工中,若采用钢筋配筋,有时会遇到梁柱节点的钢筋过于密集的状况。因为钢筋配置过于密集,所以钢筋绑扎会有困难;而钢筋间距过小的话,下料以及振捣都会困难,甚至还会产生漏振,进而导致混凝土不密实。不过,当采用某种方式时,能够减小节点的配筋密度钢材交货状态,这对钢筋绑扎和混凝土浇筑是有利的。鉴于以上因素,标准在第一次审定时,标准中删除了牌号。

标准上报国家标准化管理委员会之后,向国标委发函(《关于保留 335 兆帕小直径热轧带肋钢筋的函》(建办标函〔2012〕646 号文))。该文件提出:335 兆帕带肋钢筋主要用于小型构件和构造配筋,有保留小直径品种的必要,以作为小型构件和构造配筋。其理由为:

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一是建筑结构的不同部位的构件对钢筋品种有不同的需求。按照《混凝土结构设计规范》的要求,梁柱的纵向受力钢筋受强度的影响较大,使用高强钢筋在节材方面效果明显。小型构件和构造配筋不以强度作为控制条件,采用低强度钢筋就能够满足要求。

二是 335 兆帕带肋钢筋被取消了。目前没有合适的钢筋品种可用于小型构件和构造配筋。按照最小配筋率的要求,若采用高强钢筋,就无法实现减量化。并且,这可能会导致用光圆钢筋大梁来进行构造配筋,进而引起非结构裂缝的增加。

三是低强度钢筋较高强钢筋具有价格优势且延性好。

美国等发达国家在采用高强钢筋作为受力钢筋的同时,保留了低强度带肋钢筋作为构造配筋;日本等发达国家在采用高强钢筋作为受力钢筋的同时,保留了低强度带肋钢筋作为构造配筋;韩国等发达国家在采用高强钢筋作为受力钢筋的同时,保留了低强度带肋钢筋作为构造配筋;俄罗斯等发达国家在采用高强钢筋作为受力钢筋的同时,保留了低强度带肋钢筋作为构造配筋;澳大利亚等发达国家在采用高强钢筋作为受力钢筋的同时,保留了低强度带肋钢筋作为构造配筋,以此来体现科学合理使用钢筋的原则。

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钢筋混凝土用钢分委员会秘书处依据来函所说明的情况,经过仔细研究后,对.2 标准报批稿进行了补充修改。一方面增加了牌号,另一方面将其直径范围限定在 6 - 14mm ,并且进行了函审,函审的结论是通过。然而,从客观角度来看,保留该钢筋与之前提到的国发和部发文件存在矛盾之处。与此同时,国家质量监督检验检疫总局已经取消了钢筋的许可证。正因如此,本标准一直未能获得批准。钢筋混凝土用钢分技术委员会秘书处于 2016 年 4 月召开了年会。会议作出了取消 335 级别钢筋的决定。中华人民共和国在 2015 年 9 月 22 日通过 2015 年 919 号文发布了 GB 50010 - 2010《混凝土结构设计规范》(2015 年局部修订)。该规范中依然保留了 16mm 以下的钢筋,这些钢筋主要用于中、小跨度楼板的配筋以及剪力墙的分布筋配筋,同时还可用于构件的箍筋与构造配筋。

增加钢筋主要考虑两个因素。其一,美国、加拿大、韩国、伊朗、日本等国家,其 400 兆帕级钢筋用量已达 70%以上,500 兆帕级钢筋用量也达到 25%。其二,德国、法国、英国等国家,500 兆帕级钢筋的比例已达 70%以上。一是冶金技术不断进步且开发水平有所提高,这使得 600 兆帕级的生产具备了条件;二是标准中增加 600 兆帕级高强度热轧带肋钢筋符合钢铁材料的发展方向;同时,《钢铁产业调整和振兴规划》“(四)加大技术改造力度,推动技术进步”明确提出要推广高强度钢筋使用和节材技术;所以,本次修订增加了级别钢筋。

重量偏差

很多检验机构对能否重新取样进行复验产生了疑问按照 GB 1499.2 - 2007 的规定,复验要求需按 GB/T 17505 的规定。然而,重量偏差既不属于序贯试验,也不属于非序贯试验,所以对于重量偏差不合格的情况,在如何进行复验方面出现了盲区。通常认为,重量偏差主要和尺寸相关,尺寸又与生产工艺有关。并且标准规定取样是从不同支取多个样,这样就已经在一定程度上降低了因偶然因素而导致不合格的概率。同时,国内外标准在重量偏差的测量方面存在差异,有的是按单支进行测量,有的则按单支和分组进行测量。比如 BS 4449 - 2009 是按单支测量,要求每支试样都要满足,且不进行复验。ISO 6935-2:2007 是按单支进行测量的。JIS G 3112-2010、KSD 3504-2009、CNS 560-2006 既可以按单支测量,也可以分组测量。单支测量的偏差范围比分组测量的偏差范围大。单支测量不合格的话可以进行复验,但是对于分组测量没有规定复验的相关内容。分组测量能够尽量避免仅通过单支测量而带来的测量误差。如果测量误差可以忽略不计,那么就没有必要进行复验。综合考虑这些因素,本标准规定重量偏差不合格的情况不允许进行复验。

金相组织

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金相组织主要涉及生产工艺方面的问题。在钢筋生产工艺方面,我国与国际存在差异。我国钢筋目前依据生产工艺和力学性能指标进行分类,像热轧带肋钢筋、余热处理钢筋、冷轧带肋钢筋等。而国外标准的情况有所不同,有的限制工艺,有的则不限制工艺。ISO 6935 - 2 工艺由生产者来决定;BS 4449 工艺由生产者决定,并且要报告给需方;JIS G 3112 工艺是热轧的;AS/ NZS 4671 的工艺由生产者决定,在有需要时,需报告给需方;/A615M 工艺是热轧的;ASTM A706 / A706M 工艺是热轧的。GB 50010 对穿水工艺生产的余热处理钢筋应用作出了说明。这种钢筋是由轧制钢筋经过高温淬水后,再进行余热处理从而提高强度的。它具有资源能源消耗低、生产成本低的特点,但延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性会相应降低。一般来说,它可用于对变形性能及加工性能要求不高的构件中,像延性要求不高的基础、大体积混凝土、楼板以及次要的中小结构构件等。

热轧带肋钢筋,因许可证被取消,所以不再允许生产和应用。这样一来,主流牌号就变为了某两个牌号,这两个级别通常需添加部分钒或其他合金元素进行生产,以确保各项指标合格。然而,近两年在市场和工地上,出现了一些几乎不加合金元素,而是通过穿水来强化的钢筋钢材交货状态,这些钢筋冒充普通热轧钢筋。GB 1499.2 - 2007 的 3.1 条对“普通热轧钢筋”进行了定义,规定其是按热轧状态交货的钢筋,其金相组织主要为铁素体加珠光体,不能有影响使用性能的其他组织存在,比如基圆上出现的回火马氏体组织。这一规定的一个重要作用是能够从金相组织方面与 GB 13014 - 2013《钢筋混凝土用余热处理钢筋》进行区分。GB 13014 - 2013 里的 3.1 条对“钢筋混凝土用余热处理钢筋”作出了定义。该定义规定:是在热轧之后,依据热处理原理进行表面控制冷却,并且借助芯部余热自身完成回火处理后所得到的成品钢筋。其在基圆上会形成环状的淬火自回火组织。与此同时,GB 13014 - 2013 的附录 A 中规定了“宏观金相”。GB 1499.2 - 2007 在执行期间,检验机构提出了回火马氏体如何判定等问题,同时人大提案中也提出了此类问题。目前,关于回火马氏体组织的取样工作可以按照 GB/T 13298《金属显微组织检验方法》来进行。同时,对于回火马氏体组织的检验也可依据该标准。另外,回火马氏体组织的判定,能够按照 GB/T 30067-2013《金相学术语》中 2.2.116 条所规定的回火马氏体的组织形貌特征来进行。为了便于对金相组织进行检验和判定,钢铁研究总院等单位一同承担了热轧钢筋金相组织的试验与研究工作。基于大量试验研究的结果,对 .2 的送审稿中相应的技术内容进行了修改:其一,修改了普通热轧钢筋和细晶粒热轧钢筋的定义,把定义中关于金相组织的内容给删除了。对于金相组织,有如下规定:钢筋的金相组织应以铁素体加珠光体为主,在基圆上不能出现回火马氏体组织。钢筋的截面维氏硬度、宏观金相以及微观组织都应符合附录 B 的规定。倘若供方能确保合格,那么就可以不进行检验。

结束语

GB 1499.2 已经完成了审定工作,然而尚未进行上报工作。这主要是因为依据国务院办公厅印发的《强制性标准整合精简工作方案的通知》(国办发〔2016〕3 号)的要求,对于该标准是否继续保留强制性这一问题,国家还没有给出最终的批复结论。GB 1499.2 本次修订在金相组织的判定以及检验方面有较大变化。并且对重量偏差进行了加严处理,还提高了强度等级。本标准实施之后,会在淘汰落后产能、推动减量化用钢以及建设节约型社会等方面起到积极的促进作用。

(刘宝石)

 
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