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GB 1499.2 《鋼筋混凝土用鋼 第2部分:熱軋帶肋鋼筋》標準修訂情況
信息來源:世界金屬導報2016-12-13A12      時間:2016-12-15 09:49:11


近幾年,我國處于工業化和城鎮化快速發展時期,建筑業發展十分迅猛。我國的建筑多數是以鋼筋混凝土建筑為主,因此近年來熱軋帶肋鋼筋需求量不斷攀升。作為最主要的建筑用鋼鐵產品,其強度等級的升級與質量水平的提高直接影響到我國經濟的可持續發展。同時,我國鋼鐵工業生產中也在致力于減少二氧化碳排放,采用高強度鋼材替代低強度鋼材,可以減少鋼材產品使用量。據統計,每節約1000萬噸鋼材,相當于節約1800萬噸鐵礦石,節約650萬噸標準煤,同時可減少大量廢氣和粉塵排放(每產1噸鋼排放2噸CO2)。同時,采用HRB400、HRB500鋼筋代換HRB335鋼筋,可節省10%-15% 的鋼材,對減量化用鋼具有重要意義。為此,全國鋼標準化技術委員會申請立項修訂GB 1499.2《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》。

本次修訂的技術內容主要在鋼筋牌號、重量偏差、金相組織等方面。

牌號中刪除了HRB335牌號,增加了HRB600牌號

多年來我國熱軋帶肋鋼筋一直大量采用強度較低的HRB335鋼筋。以2010年為例,我國鋼筋產量1.3億噸,其中HRB335占60%以上,HRB400占30%以上,HRB500用量所占比例不到10%,與工業發達國家相比存在很大差距。美國、英國、日本、德國等國家已很少使用HRB335這一強度級別鋼筋, 即使應用也只作配筋,主筋采用更高級別的鋼筋。HRB400、HRB500等鋼筋因加入釩、鈮、鈦等合金元素而具有強度高、性能好和焊接性能優良等特點。根據計算,HRB400、HRB500鋼筋代換HRB335鋼筋,可節省10%-15% 的鋼材,對全社會的減量化效果非常巨大,對建設節約型社會具有重大意義。

對于淘汰HRB335鋼筋,國家和有關部委發布多個文件,要求淘汰該牌號。國發〔2009〕38號文《國務院批轉發展改革委等部門關于抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展若干意見的通知》中提出“盡快完善建筑用鋼標準及設計規范,加快淘汰強度335兆帕以下熱軋帶肋鋼筋,推廣強度400兆帕及以上鋼筋,促進建筑鋼材升級換代。”《鋼鐵產業調整和振興規劃》“(六)調整鋼材品種結構,提高產品質量”中關于:“修改相關設計規范,淘汰強度335兆帕及以下熱軋帶肋鋼筋,加快推廣使用強度400兆帕及以上鋼筋,促進建筑鋼材的升級換代。”《產業結構調整指導目錄(2011年本)》(2011年第9號令)、《產業結構調整指導目錄(2013年本)》(2013年第21號令),在“落后產品”一章中明確提及HRB335。《關于加快應用高強鋼筋的意見》(建標〔2012〕1號) 提出:(1)加速淘汰HRB335,優先使用HRB400,積極推廣HRB500 。(2)2013年底,在建筑工程中淘汰HRB335 。

此外,在應用層面上,在大型公共建筑的混凝土結構施工中,當采用HRB335 鋼筋配筋時,有時候會碰到梁柱節點的鋼筋過于密集的情況。鋼筋配置過于密集,鋼筋綁扎困難;鋼筋間距過小,下料及振搗困難,甚至產生漏振,導致混凝土不密實。但當采用HRB400、HRB500時,可減小節點的配筋密度,對于鋼筋綁扎與混凝土澆筑是有利的。鑒于以上因素,標準在第一次審定時,標準中刪除了HRB335牌號。

但在標準上報國家標準化管理委員會后,住房和城鄉建設部發函(《關于保留335兆帕小直徑熱軋帶肋鋼筋的函》(建辦標函〔2012〕646號文))給國標委,該文件中提出:335兆帕帶肋鋼筋主要作為小型構件和構造配筋,有必要保留小直徑品種,作為小型構件和構造配筋。其理由是:

一是建筑結構不同部位構件對鋼筋品種需求不同,按照《混凝土結構設計規范》要求,梁柱縱向受力鋼筋,受強度影響較大,應用高強鋼筋節材明顯,小型構件和構造配筋不以強度為控制條件,采用低強度鋼筋即可滿足要求。

二是取消335兆帕帶肋鋼筋,尚無合適鋼筋品種作為小型構件和構造配筋,按最小配筋率要求,采用高強鋼筋,無法實現減量化,并可能導致HPB300光圓鋼筋大梁用于構造配筋,引起非結構裂縫增加。

三是低強度鋼筋較高強鋼筋具有價格優勢且延性好。

四是美國、日本、韓國、俄羅斯、澳大利亞等發達國家受力鋼筋采用高強鋼筋的同時均保留了低強度帶肋鋼筋作為構造配筋,以體現科學合理使用鋼筋的原則。

鋼筋混凝土用鋼分委員會秘書處根據來函說明的情況,經過審慎研究,對GB1499.2標準報批稿做出了補充修改:增加HRB335牌號,限制其直徑范圍為6-14mm,并進行函審,函審結論為通過。但客觀來看,保留HRB335鋼筋與前文所述的國發和部發文件存在抵觸,同時國家質量監督檢驗檢疫總局也已經將HRB335鋼筋的許可證取消,因此本標準一直未能獲得批準。鋼筋混凝土用鋼分技術委員會秘書處在2016年4月份召開了年會,會議通過了取消335級別鋼筋的決定。但中華人民共和國住房和城鄉建設部在2015年9月22日以2015年919號文發布的GB 50010-2010《混凝土結構設計規范》(2015年局部修訂)中依舊保留了16mm 以下的HRB335,主要用于中、小跨度樓板配筋以及剪力墻的分布筋配筋,還可用于構件的箍筋與構造配筋。

對于增加HRB600鋼筋主要考慮的因素有兩個,一是美國、加拿大、韓國、伊朗、日本等國家,400兆帕級鋼筋用量已達到70%以上,500兆帕級鋼筋用量也達到25%;德國、法國、英國等國家,500兆帕級鋼筋的比例已達70%以上。二是隨著冶金技術的進步和開發水平的提高,600兆帕級的生產已經具備條件,標準中增加600兆帕級高強度熱軋帶肋鋼筋成為鋼鐵材料的發展方向。同時,《鋼鐵產業調整和振興規劃》“(四)加大技術改造力度,推動技術進步”中就明確提出:“推廣高強度鋼筋使用和節材技術”。因此,本次修訂,增加HRB600級別鋼筋。

重量偏差

本次修訂6-12mm規格重量偏差從±7%調整為±6%,其他規格的未予調整。同時,增加重量偏差不合格不允許復驗的規定。這主要是由于在2011-2012年期間,市場、建筑工地等忽然出現大量重量偏差檢驗不合格的情況,很多檢驗機構對能否重新取樣進行復驗的問題產生了疑問。按照GB 1499.2-2007的規定,復驗要求是按GB/T 17505的規定,但由于重量偏差不屬于序貫試驗,也不屬于非序貫試驗,因此對重量偏差不合格的如何復驗出現了盲區。通常認為,重量偏差主要與尺寸有關,而尺寸與生產工藝有關,加之標準規定取樣是從不同支取多個樣,已經在一定程度上降低了由于偶然因素造成不合格的概率。同時,國內外標準對重量偏差的測量也不太相同,有的按單支測量,有的按單支和分組測量。BS 4449-2009按單支測量,要求每支試樣均需滿足,不進行復驗。ISO 6935-2:2007按單支測量。JIS G 3112-2010、KSD 3504-2009、CNS 560-2006可按單支測量也可分組測量,單支測量的偏差范圍大于分組測量,單支測量不合格可復驗,沒有對分組測量的復驗。分組測量本身可盡量避免因單支測量造成的測量誤差,在測量誤差可忽略的情況下,沒必要進行復驗。綜合以上因素,本標準規定重量偏差不合格不允許復驗。

金相組織

金相組織主要是涉及到生產工藝問題。對于鋼筋生產工藝,我國與國際上不太相同,我國鋼筋目前是按照生產工藝與力學性能指標來分類,如熱軋帶肋鋼筋、余熱處理鋼筋、冷軋帶肋鋼筋等。國外標準的情況不太相同,有限制工藝的,也有不限制工藝的。如ISO 6935-2工藝由生產者決定;BS 4449工藝由生產者決定,但應報告給需方;JIS G 3112工藝是熱軋;AS/ NZS 4671的工藝由生產者決定,在需要時,應報告給需方;ASTMA615/A615M工藝為熱軋;ASTM A706/A706M工藝為熱軋。對于穿水工藝生產的余熱處理鋼筋應用的問題,GB 50010中給出了說明:RRB400余熱處理鋼筋由軋制鋼筋經高溫淬水,余熱處理后提高強度,資源能源消耗低、生產成本低,其延性、可焊性、機械連接性能及施工適應性也相應降低,一般可用于對變形性能及加工性能要求不高的構件中,如延性要求不高的基礎、大體積混凝土、樓板以及次要的中小結構構件。

對于熱軋帶肋鋼筋,由于取消了HRB335的許可證,不再允許生產和應用,因此主流牌號就變成了HRB400和HRB500,這兩個級別通常是要添加部分釩或其他合金元素來生產才能確保各項指標合格。但近兩年市場和工地上出現了一些幾乎不加合金元素而采用穿水來強化的鋼筋冒充普通熱軋鋼筋。GB 1499.2-2007的3.1條“普通熱軋鋼筋”的定義規定:“按熱軋狀態交貨的鋼筋。其金相組織主要是鐵素體加珠光體,不得有影響使用性能的其它組織(如基圓上出現的回火馬氏體組織)存在”。這一規定的一個重要作用就是能從金相組織上和GB 13014-2013《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》加以區分。GB 13014-2013中3.1條“鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋”定義規定:“熱軋后利用熱處理原理進行表面控制冷卻,并利用芯部余熱自身完成回火處理所得的成品鋼筋。其基圓上形成環狀的淬火自回火組織”。同時,GB 13014-2013附錄A中規定了“宏觀金相”。GB 1499.2-2007在執行過程中,有檢驗機構以及人大提案中均提出了回火馬氏體如何判定等問題。目前,對回火馬氏體組織的取樣、檢驗等可按GB/T 13298《金屬顯微組織檢驗方法》進行,回火馬氏體組織的判定可按GB/T 30067-2013《金相學術語》中2.2.116條規定的回火馬氏體的組織形貌特征進行。為了更易于對金相組織進行檢驗和判定,中冶建筑研究總院有限公司、鋼鐵研究總院等單位共同承擔了熱軋鋼筋金相組織的試驗和研究工作。在大量試驗研究結果的基礎上,對GB 1499.2的送審稿相應的技術內容進行了修改:(1)修改了普通熱軋鋼筋和細晶粒熱軋鋼筋的定義,將定義中金相組織的內容刪除。(2)對金相組織,增加規定:鋼筋的金相組織應主要是鐵素體加珠光體,基圓上不得出現回火馬氏體組織。鋼筋截面維氏硬度、宏觀金相、微觀組織應符合附錄B的規定。如供方能保證合格,可不做檢驗。

結束語

GB 1499.2已經完成審定工作,但尚未完成上報工作,主要是根據國務院辦公廳關于印發的《強制性標準整合精簡工作方案的通知》(國辦發〔2016〕3號)要求,該標準是否繼續保留強制性,國家尚未給出最終批復結論。GB 1499.2本次修訂在金相組織的判定和檢驗上發生了較大的變化,同時加嚴了重量偏差,提高了強度等級,本標準實施后將會對淘汰落后產能、促進減量化用鋼、建設節約型社會等方面產生積極的促進作用。

(劉寶石)

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