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摘要:在房屋建筑、桥梁、公路、市政公用工程中等等的领域中应用较为广泛的是混凝土用热轧带肋钢筋,也就是俗称的螺纹钢。我国房屋建筑,主要以钢筋混凝土结构为主,热轧带肋钢筋是主要原材料,其质量直接关系到公共安全和人身财产安全。混凝土用热轧带肋钢筋在国民经济生活中扮演了重要的角色。
关键词:热轧带肋钢筋;新标准;反向弯曲
引言
2018年11月,新标准GB/T1499.2—2018实施,提高了产品质量要求,增加了600MPa级高强钢筋,进一步与国际先进水平看齐。为了提升广东省钢企的产品质量,2018年11月,某省质量技术监督局组织某省韶关市质量计量监督检测所(国家铅锌及建筑钢材质检中心)开展了“某省螺纹钢筋质量比对研究提升分析”,共抽取了9家企业9批次样品。经检验发现样品不合格率高达44%,原因是部分企业为了控制成本,只加入碳、硅、锰等常量合金元素,采用穿水冷却工艺,带来钢筋工艺性能及金相组织不合格等问题。钒氮合金化工艺成为提升产品质量的主要方式,比其他合金元素(钛、铬、钼、铌等)工艺更易控制、质量更稳定。某省韶关市质量计量监督检测所依托国家中心与韶钢等大型钢企合作探究钢筋最佳生产工艺,指导企业提升产品质量。
1修订原则
伴随着钢筋生产工艺和技术的不断进步,对各项指标的要求不断完善和提升,通过积极采用国际国外先进标准,我国逐步形成了较为科学合理的钢筋标准体系。目前钢筋标准体系是参考ISO标准体系框架建立的,引入了其他国家同类标准的技术内容,并充分考虑了我国钢筋生产和使用的经验和要求,此次修订仍为非等效采用国际标准ISO6935-2:2015《钢筋混凝土用钢第2部分:带肋钢筋》。钢筋标准的修订,始终坚持围绕技术进步,积极满足用户需求的原则,力争达到科学合理,先进适用。2011年以后,国家发改委、工信部、住建部等部委多次发文,提出推广高强钢筋,淘汰HRB335热轧带肋钢筋。为配合相关政策的执行,此次标准修订积极配合国家相关文件和产业发展政策,促进节能减排,淘汰落后产能。同时随着相关标准的不断增加,也注意与标准体系中其他标准协调一致。
2热轧带肋钢筋新标准的实施对检验检测工作的影响
2.1新标准按强度特征值的分类
新标准提高了钢筋等级,增加了抗震钢筋牌号。具体钢筋牌号的构成及含义如表1所示。旧标准钢筋牌号的构成及含义如表2所示。相较于旧标准,新标准取消了HRB335级、HRBF335级钢筋,增加了HRB600、HRB400E、HRB500E、HRBF400E、HRBF500E牌号的钢筋。标准的变化必然对钢筋生产、流通及使用领域带来影响。对于检测工作来说,在钢筋检测抽样验样过程中,检测单位要仔细查看生产企业出具的产品质量证明书和生产许可证管理证书编号,查看钢筋表面轧上牌号的标志是否与证书一致。防止出现降低施工用钢筋等级,掺混335级钢筋使用,消化不合格钢筋库存的现象。
2.2新标准充分考虑资源与成本,根据现状修订了标准来适应发展的需要
我国采用微量合金元素与工艺强化并举的技术路线。未来发展越来越受到资源与成本制约,工艺强化可能成为主导强化方式,通过工艺参数控制使其金相组织发生变化、晶粒尺寸变细得到预期的性能。随着中国钢铁工业的规模扩大,全球资源紧张带来微量合金元素价格急剧飙升,钒铁、铌铁等微量合金元素原料的价格在急剧增加的同时,也带来资源的紧俏。现将细晶粒钢筋纳入了标准,充分体现了技术进步。新标准中引入了细晶粒热轧钢筋的定义,在热轧过程中,通过控制轧制和控制冷却工艺形成的细晶粒钢筋,其金相组织主要是铁素体和珠光体,不得有影响使用性能的其它组织存在,晶粒度不粗于9级。同时规定了细晶粒钢筋的表示方法:即加入英文fine的字头,细晶粒钢筋除焊接性能与抗震性能外,其他性能都要符合普通热轧钢筋的规定。近来超细晶粒钢筋的开发和生产,合理利用资源、节能、降耗、降低成本、提高效益是一种新途径。
2.3钢筋化学成分
根据标准要求,钢筋主要化学元素为碳、硅、锰、磷、硫、镍、铬、钼、铜、钒、钛和氮等,各样品化学元素。9组试样的碳含量均接近标准要求的上限,说明钢企为了提高钢筋强度,将廉价碳元素控制在标准允许的上限;有5组试样(A、C、D、F和H)添加了钒、氮微合金元素,其中钒质量分数为0.032%~0.037%,氮质量分数为0.016%~0.029%;有1组试样(E)通过添加铬、钼等合金元素提升产品质量。可见钒、氮合金化工艺是钢企提升产品质量最常用的工艺。
2.4钢筋工艺性能检验的技术要求及相关变化
钢筋的弯曲性能试验方法,新老标准基本没做变化。只是删除了HRB335、HRBF335牌号钢筋试验的相关弯压头直径选用要求,增加了HRB400E、HRBF400E、HRB500E、HRBF500E及HRB600牌号钢筋的试验弯压头直径选用的技术要求。钢筋的工艺性能检测,旧标准是根据需方要求,钢筋可做反向弯曲试验。新标准强调抗震钢筋(牌号带E)将反向弯曲试验要求作为常规检测项目。其他牌号钢筋可以选做反向弯曲试验。反向弯曲试验可代替弯曲试验。新标准对反向弯曲的试验方法叙述更为严谨科学:反向弯曲试验先正向弯曲90°,把经正向弯曲后的试样在100℃±10℃温度下保温不少于30min,经自然冷却后再反方向弯曲20°。
2.5金相组织检验
GB/T1499.2-2007的3.1条“普通热轧钢筋”的定义规定:“按热轧状态交货的钢筋。其金相组织主要是铁素体加珠光体,不得有影响使用性能的其他组织(如基圆上出现的回火马氏体组织)存在”。这一规定的一个重要作用就是能从金相组织上和GB13014-2013《钢筋混凝土用余热处理钢筋》加以区分。GB13014-2013中3.1条“钢筋混凝土用余热处理钢筋”定义规定:“热轧后利用热处理原理进行表面控制冷却,并利用芯部余热自身完成回火处理所得的成品钢筋。其基圆上形成环状的淬火自回火组织”。同时,GB13014-2013附录A中规定了“宏观金相”。但在GB/T1499.2-2007在执行过程中,出现了回火马氏体如何判定等问题。为了更易于对金相组织进行检验和判定,中冶建筑研究总院有限公司、钢铁研究总院共同承担了热轧钢筋金相组织的试验和研究工作。根据研究结果,此次修订修改了普通热轧钢筋和细晶粒热轧钢筋的定义,将定义中金相组织的内容删除。
结语
对钢筋混凝土用钢标准的不断修订昭示着我国对建筑用钢的看重,也标志着更高精确度,更强要求是我国钢材质量控制目标和前进的动力。GB/T1499.2-2018《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》标准已经正式实施。检测人员应认真研究新标准实施对钢筋检测工作带来的变化,严谨工作作风,做好钢筋检测工作。检测机构要加强新标准的宣贯,根据标准要求与机构实际情况,做好扩项工作,确认机构能保持相关钢筋检测的能力。随着钢材产品检测与生产规模化的推进,以后修订的标准会根据我国国情与世界标准继续完善出新,只有这样我国的钢铁企业及外围相关产业才能更快地适应并引领国际经济发展的浪潮。
参考文献:
[1]中冶建筑研究总院有限公司,冶金工业信息标准研究院,首钢长治钢铁有限公司,等.钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋:GB/T1499.2-2018[S].北京:中国标准出版社,2018.
[2]中治集团建筑研究总院.钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋:GB1499.2-2007[S].北京:中国标准出版社,2008.