热轧带肋钢筋螺纹钢基础知识.ppt

物资管理处 2012年7月,钢筋基础知识培训课件,(a)等高肋钢筋；(b)月牙肋钢筋,一什么是螺纹钢？,螺纹钢是表面带肋的钢筋，亦称带肋钢筋，通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。用公称直径的毫米数表示。螺纹钢主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架，在使用中要求有一定的机械强度、弯曲变形性能及工艺焊接性能。生产螺纹钢的原料钢坯为经镇静熔炼处理的碳素结构钢或低合金结构 钢。,定义,螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称，最早的钢筋是不带肋的。 带肋钢筋定义：横截面通常为圆形，且表面通常带有两条纵肋和沿长度方面均匀分布的横肋的钢筋。（GB 1499-1998版） 带肋钢筋定义：横截面通常为圆形，且表面带肋的混凝土结构用钢材。（2007版） 普通热轧钢筋：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存在。2007版 细晶粒热轧钢筋，在热轧过程中，通过控轧和控冷工艺形成的细晶粒钢筋，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存在，晶粒度不粗于9级。 （2007版新增） 注：上述定义的不得影响性能其他组织如回火后的马氏体组织。,钢筋的分类、牌号,分类： 按生产工艺分热轧、冷轧、冷拉的钢筋，还有以级钢筋经热处理而成的热处理钢筋。 按轧制外形分 ： 光面钢筋：属于I级钢筋（Q235钢钢筋）均轧制为光面圆形截面，供应形式有盘园，长度为6m12m；带肋钢筋：有螺旋形、人字形和月牙形三种，一般、级钢筋轧制成人字形，级钢筋轧制成螺旋形及月牙形；冷轧扭钢筋：经冷轧并冷扭成型。进口螺纹钢的横肋几何形状主要为普通方形螺纹或普通斜方形螺纹。 我国钢筋混凝土用热轧带肋钢筋牌号由HRB和屈服点最小值构成。H、R、B 分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三词的英文首位字母，热轧光园钢筋（hot rolled plain bars）牌号用HPB+屈服点最小值表示。,按用途进行分类：钢筋混凝土用普通钢筋、钢筋混凝土用热处理钢筋。 螺纹钢的订货原则一般是在满足工程设计所需握紧性能要求的基础上，以机械工艺性能或机械强度指标为主。 沿用老规范按力学性能划分为四级钢筋（新标准使用牌号）： （1）级钢筋（HPB235）：建筑盘条的热轧直条、热轧光园钢筋，按屈服强度特征值分为235、300级，推荐的公称直径为6,8,10,12,16,20。材质为Q235,目前正在淘汰低强235MPa钢筋，以300MPa光圆钢筋替代。 （2）级钢筋（HRB335）；级钢筋（HRB400）和级钢筋（HRB500）。 HRB335（老牌号为20MnSi）、HRB400（老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）。 我国标准推荐公称直径为8、10、12、16、20、40、50mm的螺纹钢系列。各项质量要求应满足GB1499.2-2007热轧带肋钢筋的要求。,I、II、III、IV级钢筋区别： 1）材质不同（钢种不同）， I级钢筋材质是Q235， II级钢筋材质是20MnSi，III级钢筋是20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi；从化学成份上看，各级钢筋的碳当量不同。 2）强度不同，III,IV级钢筋是高强钢筋，强度高、综合性能优。由于钢筋的化学成份和极限强度的不同，因此在韧性、冷弯、抗疲劳等性能方面也有不同。 3）生产工艺不同； III,IV级钢筋要通过控制加入V、Nb、 Ti和控制冷却等工艺提高机械性能，工艺要求比较高； I、II级钢筋工艺要求低，很多小钢厂就可以生产。 4）能耗不同， I、II级钢筋是高能耗、低性能、被市场淘汰产品， III、IV级钢筋是强度高、性能好十二五重点推广应用的钢筋。,各级螺纹钢差异,钢筋具体牌号及特点,HPB235 HPB300残余元素铬、镍、铜含量应各不大于0.30%.,钢筋力学性能,HPB300：代替 I级钢筋，质量稳定，塑性好易成型，但屈服强度较低，不宜用于结构中的受力钢筋； HRB400： III级带肋钢筋，粘结好，强度和塑性均较好，是主要应用的钢筋品种之一； RRB400：是HRB335钢筋热轧后快速冷却，利用钢筋内温度自行回火而成，淬火钢筋强度提高，但塑性降低，余热处理后塑性有所改善, RRB400级可焊性和施工使用性低，不宜做重要部位受力钢筋！,热轧钢筋的性能特点,案例：钢筋强屈比、超屈比检验不合格,2011年宜昌地区的许多钢材经销商送往工地的钢材在质检站检测时因“强屈比、超屈比”两项指标不合格而退场，此事让广大经销商无比困惑。 原来从2011年8月1日起，开始执行新的钢筋混凝土标准，其中钢筋在某些部分要求必须是抗震钢筋，就是钢筋符号后面带E字母的，这是强制性条文的规定。,抗震钢筋,抗震型钢筋，顾名思义可以有效抵御地震等自然灾害的钢筋。抗震钢筋独特的抗震能力，使得它能够在建筑发生倾斜、变形时不发生断裂，因而可以最大限度避免和降低自然灾害给我们造成的生命财产安全损失。 质量要求：除了应满足已有牌号HRB335、HRB400、HRB500的化学成分、力学性能、工艺性能和其他技术要求外，还要满足以下三项要求： 1. 钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；强屈比 2. 钢筋实测屈服强度与标准规定的屈服强度特征值之比不大于1.30；超屈比 3. 钢筋的最大力总伸长率不小于9% 均匀伸长率,抗震钢筋牌号,六个牌号: HRB335E、HRBF335E、HRB400E、HRBF400E、HRB500E、HRBF500E 在GB1499.2-2007国家标准提出“有较高要求的抗震结构用适用牌号”，其中包括以上的等六个牌号，抗震钢筋牌号是在钢筋牌号后面加大写字母“E”（E指英语单词“地震”Earthquake）。 现在的二级螺纹钢抗震性能不够好，在2008年汶川地震后，国家开始鼓励在建筑工程上使用高强钢筋，2011年7月，国家发布实施的混凝土结构设计规范标准，要求在工程中优先采用400MPa级及500MPa级高强钢筋，可以采用335MPa的二级钢筋，取消235MPa的一级钢筋。,HRB335钢筋抗震性能不好，为了提高钢材的性能，降低生产成本,在高炉炼铁生产环节，配加了1015%钒钛磁铁矿，并且要求生产抗震钢筋时铁水质量（特别S、P含量控制）,以钒钛微合金化与控制冷却工艺轧制为特征的高抗震性能建筑结构钢，具有强度高、较高的高应变低周疲劳性能、应变时效敏感性低、具有抗变形时效能力、没有低温脆性、良好的焊接性能、强度与塑性配合适当，钢筋的强屈比大于1.25，可大幅度提高钢筋的强度、冲击韧性和塑性及抗震性能。可有效防止由于地震时建筑物中的钢筋脆断引起混凝土构件的早期破坏。,抗震钢筋与普通钢筋的区别,带E钢筋的化学成分、碳当量限值以及抗拉强度、屈服强度、强度设计值、弹性模量等基本力学性能指标的取值与不带E的同牌号热轧带肋钢筋基本相同，只是实际生产过程中的工艺路线不同。 带E抗震钢筋和普通钢筋的本质区别就是使钢筋获得更好的延性，从而能够更好地保证重要结构构件在地震时具有足够的塑性变形能力和耗能能力。,钢筋的塑性指应力超过屈服点以后，由于塑性变形钢筋可以拉得很长，或绕着很小的直径能够弯转很大的角度。通常以钢筋的延伸率和冷弯性能来确定。 延 伸 率：在标距范围内试件拉断拼合后的残余变形与原标距之比。反映钢筋塑性性能的指标。延伸率大的钢筋，在拉断前有足够预兆，延性较好。目前多采用均匀延伸率来反映钢筋的变形能力,即对应最大应力总伸长率，包括了残余应变和弹性应变，反映了钢筋真实的变形能力(2.5%，国际通用指标)。 冷弯性能是反映钢筋变形能力的另一个指标,热轧钢筋的性能特点,16/32,螺纹钢的生产工艺流程,步进式加热炉 粗轧机 中轧机 精轧机 水冷装置 冷床 冷剪 自动计数装置 打捆机 卸料台架,17/32,带肋钢筋主要用于钢筋混凝土建筑构件的骨架，在使用中要求有一定的机械强度、弯曲变形性能及工艺焊接性能。生产螺纹钢的原料钢坯为经镇静熔炼处理的碳素结构钢或低合金结构钢；在混凝土中主要承受拉应力,带肋钢筋由于肋的作用，和混凝土有较大的粘结能力，因而能更好地承受外力的作用。,螺纹钢主要用途,螺纹钢主要用途,螺纹钢广泛用于房屋、桥梁、道路等土建工程建设。大到高速公路、铁路、桥梁、涵洞、隧道、防洪、水坝等公用设施，小到房屋建筑的基础、梁、柱、墙、板，螺纹钢都是不可或缺的结构材料。,国家明令淘汰的“落后生产工艺装备、落后产品”目录（2011年本）（国家发改委令2011年第9号）,2011年国家明令淘汰以下产品： （三）钢铁 1、热轧硅钢片 2、普通松弛级别的钢丝、钢绞线 3、热轧钢筋：牌号 HRB335、HPB235（不让生产） 2013年底淘汰使用HRB335钢筋 为落实节能减排工作部署，住建部、工信化部日前联合出台关于加快应用高强钢筋的指导意见，要求到2013年底，在建筑工程中淘汰335兆帕级钢筋；到2015年底，高强钢筋的产量占螺纹钢筋总产量的80%，在建筑工程中使用量达到建筑用钢筋总量的65%以上。,相关国家规范要求及修订情况,新修订的混凝土结构设计规范首次将500兆帕级钢筋（级）列入了使用规范，要求优先使用400兆帕级钢筋（级），积极推广500兆帕级钢筋，用HPB300光圆钢筋取代HPB235光圆钢筋（级），逐渐减少使用335兆帕级钢筋（级），并最终取消该品种。 工信部表示将加强标准配套，2012年底将完成修订并正式实施新的钢筋混凝土用钢产品标准（GB1499），取消GB1499标准中的235兆帕级光圆钢筋和335兆帕级螺纹钢筋，将光圆钢筋的强度等级从235兆帕级提高到300兆帕，钢筋强度等级拟定设置为300兆帕、400兆帕、500兆帕。拟定增加600兆帕。（300兆帕级别钢筋还在讨论中）。,相关国家规范要求及修订情况,工信部在其官网发布钢铁行业生产经营规范条件 ，明确提出“从2013年起严禁生产一级螺纹钢筋、二级螺纹钢筋、热轧硅钢片等产品。三级和四级钢筋统称为高强钢筋，相比于高强钢筋，一二级螺纹钢承压能力不好，而且生产过程中用钢量更多、污染更大，这些年国家一直在推动使用高强钢筋。 2011年我国钢筋产量占钢材总产量的17.5%，其中一级螺纹钢占比很小，目前已经很少有钢厂生产了，但二级螺纹钢目前占整个螺纹钢产量的一半左右。这一轮即将到来的淘汰大潮中，生产高附加值产品的大钢企将占据明显优势，而民营小钢企将受到较大冲击。 提醒：当前仍有大量目录（2011年本）发布之前的在建工程，为保证项目建设需要，国家部门协商后，淘汰工作预留一年过渡期，至2012年底，全面淘汰HRB335、HPB235热轧钢筋,GB50204-2011对钢筋验收提出新要求,GB50204-2011 混凝土结构工程施工质量验收规范,GB50204-2011 混凝土结构工程施工质量验收规范强条,5.2.1 钢筋进场时，应按国家现行相关标准的规定抽取试件作力学性能和重量偏差检验，检验结果必须符台有关标准的规定。 检查数量：按进场的批坎和产品的抽样检验方案确定。 检验方法：检查产品台格证、出厂检验报告和进场复验报告。 5.2.2 对有抗震设防要求的结构，其纵向受力钢筋的性能应满足设计要求；当设计无具体要求时，对按一、二、三级抗震等级的框架和斜撑构件(含梯段)中的纵向受力钢筋应采用HRB335E、HRB400E、HRBF335E、HRBF400E或HRBF500E钢筋，其强度和最大力下总伸长率的实测值应符合下列规定：,强条及解读含义,1 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于125； 2 钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于l.30 ； 3 钢筋的最大力下总伸长率不应小于9。 检查数量：按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。 检验方法：检查进场复验报告。 解读： 第1款 中抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值工程中习惯称为“强屈比”，第2款中屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值工程中列惯称为“超强比”“或“超屈比”，第3款中最大力下总伸长率习惯称为“均匀伸长率”。,强条及解读含义,强屈比，此项指标要求受检钢筋的两项强度指标同步增减，单一增减一项指标就会造成受检钢筋不合格，这样就要求钢筋必须具备稳定的力学性能才能达到抗震的要求。 小厂生产的钢筋或者大厂靠“穿水”工艺强行提高屈服强度生产出的钢筋很难达到这一要求。 超屈比，这一指标主要是考核钢筋的材质，如果钢筋的屈服强度过高，钢筋的材质就发生了变化，第三项伸长率指标根本就无法达到，单一提高屈服强度，小钢厂有很多办法，如果要同时满足上述三项要求，小钢厂现有的生产设备根本就是“无米之炊”。,强条及解读含义,5.2.2 条 提出了针对部分框架、斜撑构件(含梯段)中纵向受力钢筋强度、伸长率的规定，其目的足保证重要结构构件的抗震性能。采用抗震钢筋是为了保证构件出现塑性铰后，塑性铰处仍然有足够的转动能力和耗能能力。同时纵筋要具有足够的延性和伸长率要求，保证在罕遇地震作用下构件中钢筋不脆断。新抗震设计2008版把楼梯的斜段也按斜撑要求，采用抗震钢筋，原因主要是在汶川地震中大量楼梯的受拉破坏情况中得到的警示，楼梯在地震中的作用要引起足够的重视。 牌号带“E”的钢筋是专门为满足本条性能要求生产的钢筋，也就是常说的抗震钢筋，其表面轧有专用标志。,强条及解读含义,钢筋对混凝土结构的承载能力至关重要，对其质量应从严要求。本次局部修订根据建筑钢筋市场的实际情况，增加了重量偏差作为钢筋进场验收的要求。,思考,钢材市场钢筋的质量鱼目混珠，虽经有关部门的多次打击，但小钢厂生产的钢筋由于价格低廉备受追捧，给建筑质量埋下了诸多隐患。但某些地方的质检部门曲改上述规定，检测时对不带E的三级钢筋增加“强屈比、超屈比”两项指标，得出“拉伸指标不符合GB1499.2-2007 HRB400的要求”，也是不可取的，这至少是犯了质量常识的错误。 项目部在委托试验时，采购带E的抗震钢筋委托试验时要注明检验“强屈比、超屈比、均匀伸长率”。,关于加强钢筋抗震性能监督的通知,闽建质安监总2010 47号 各设区市工程质量监督站： 根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）2008年版，对抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，除规定：“钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3；”外，还规定：“钢筋在最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%”。各地要加强对抗震等级为一、二级的框架结构的纵向受力钢筋的监督抽查，并注意以下几点： 1、认真查看设计图纸及设计要求。对设计未按关于贯彻实施和的通知（闽建科200852号文）对总伸长率提出要求的，要责令有关单位改正。 2、加强进场钢筋的监督抽查。抽查抗震钢筋牌号后是否加“E”，（“E”是英语Earthquake的第一个字母，例如HRB400E、HRBF400E），或母材上是否有相应的标识（如直径为22 HRB400E钢筋在母材上的标识为“4E-实物图形商标-22”），并检查出厂检验报告中是否有钢筋的最大总伸长率Agt的指标； 3、加强钢筋进场复验情况的监督抽查。检查复验报告中是否有对钢筋的最大总伸长率Agt进行复验，报告中是否有体现Agt复验结果栏，指标是否符合规范要求。 钢筋抗震性能涉及到结构安全，关系到老百姓的生命财产安全，各级质监站要以对人民群众高度负责的精神，加强对抗震等级为一、二级的框架结构纵向受力钢筋的监督抽查，发现问题要及时督促责任单位改正。,钢筋验收相关知识,钢筋实行负偏差轧制 是热轧带肋钢筋的生产实现经济效益最大化、提高成材率的一个重要手段。 目前国内热轧带肋钢筋的生产, 普遍采用负偏差轧制, 提高钢筋重量负偏差率的方法一般是减少钢筋的内径, 钢筋重量偏差的波动主要是钢筋内径的波动。但是, 减少钢筋内径在提高负偏差率的同时, 也造成钢筋力学性能的损失, 钢筋重量偏差的波动, 也造成钢筋力学性能的波动。螺纹钢内径在钢筋横截面积中, 所占比例高达85.6%-90.3% , 是造成钢筋重量偏差的主要因素。 通过理论推导，钢筋的强度与重量偏差是正相关关系, 钢筋重量偏差每增加1%, 屈服强度可降低4.5MPa左右, 抗拉强度降低6MPa左右。稳定的重量偏差, 是减少钢材强度波动的重要因素。这也是为什么国家修改规范要严格控制重量偏差的原因。,案例：瘦身钢筋,2010年9月据陕西日报报道，因建筑质量问题引起公众广泛关注的“楼脆脆”、“楼裂裂”等一系列楼房安全问题至今仍让人们感到愤慨，西安市一些建筑工地8月底又被曝用超拉的“瘦身”钢筋盖楼的现象，再次触动普通百姓的敏感神经。然而，虽然有媒体的反复曝光，虽然有管理部门的三令五申，虽然有执法部门的严查重罚，但还是有楼盘在“坚定不移”地使用“瘦身钢筋”。,钢筋验收要求,重量偏差检验： 抽取5个试件，先进行重量偏差检验，再进行力学性能检验。 力学性能检验包括：拉伸试验、冷弯性能。 由于是强条要求，“重量偏差”必须检验。,钢筋验收要求,重量偏差,84重量偏差的测量 8.4.1 测量钢筋重量偏差时，试样应从不同根钢筋上截取，数量不少于5支，每主试样长度不小于500 mm。长度应逐支测量，应精确到1mm。测量试样总重量时，应精确到不大于总重量的l%。,钢筋厂家的标识,钢筋标识：GB1499.2-2007中规定带肋钢筋应在其表面轧上牌号标志，还可依次轧上经注册的厂名(或商标)和直径毫米数字。钢筋牌号以阿拉伯数字加英文字母表示， HRB335 、HRB400、HRB500分别以3、4、5表示，HRBF335、HRBF400、HRBF500分别以C3、C4、C5表示。厂名以汉语拼音字头表示。直径毫米数以阿拉伯数字表示，直径不大于10mm的钢筋，可不轧制标志，可采用挂标牌方法。,钢筋厂家的标识,钢筋验收要求,78表面质量（GB 1499.2-2007） 7.8.1钢筋应无有害的表面缺陷（裂纹、结疤和折叠) 7.8.2只要经钢丝刷刷过的试样的重量、尺寸、横截面积和拉伸性能不低于本部分的要求，锈皮、表面不平整或氧化铁皮不作为拒收的理由; 783 当带有7.8.2规定的缺陷以外的表面缺陷的试样不符合拉伸性能或弯曲性能要求时则认为这些缺陷是有害的。 钢筋表面允许有凸块，但不得超过横肋的高度，钢筋表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允许偏差,识别伪劣螺纹钢,目前钢材市场上的伪劣热轧带肋钢筋（俗称螺纹钢）不合格因素主要是： 1、实际尺寸比名义尺寸小一个规格左右，经销商通过实际重量进货，理论重量交货获取暴利； 2、强度偏低。 3、化学成份不合格率高。究其原因主要是小轧钢厂原料不合格，用土炼钢坯轧制螺纹钢所致。 由于I、II级钢筋生产门槛较低，工艺要求低，是中小钢筋厂主要产品，50%以上的伪劣及质量不合格螺纹钢集中在I、II级钢筋上，在I、II级钢筋退市期间采购时需要格外注意，验收时注意把关！,识别伪劣螺纹钢,首先从外观尺寸看，可用游标卡量具简单测量实际尺寸是否比标明尺寸（一般螺纹钢上均轧有规格标志）小约一个规格左右或更多（如12螺纹钢标准内径为11.50.4mm，而伪劣螺纹钢内径大多为10mm左右），同时有些伪劣螺纹钢通过轧扁的方式来欺骗人的视觉，因而从钢筋端面观察其为扁椭圆形，而正规材端面应基本为圆形； 其二，从表面质量看，伪劣螺纹钢由于用土坯轧制，其表面质量差，常带有结疤等缺陷，有整体粗糙感。同时有些小轧厂由于加热温度、轧制速度不够，表面颜色偏红； 其三，正规钢材在厂家出厂时大多大捆包装，成捆钢材上均挂有与实物相对应的金属标牌，标明厂家、钢材牌号、批号、规格及检验代号等。而伪劣钢筋由于生产条件简陋，无大型吊装设备，大多小捆（十根左右捆扎）包装或散装，无金属标牌、无质量保证书。当然要根本避免买到伪劣钢筋，还是到名牌厂商的直接代理商处购买，特别是省内名牌钢筋,不仅质量稳定，而且即使发生争议也易处理。有经验的人还可以通过火花判别其他化学成分。,钢筋生产厂家情况介绍,2011年我国获得热轧钢筋生产资质的企业约有356家，其中具有400兆帕级高强钢筋生产资质的企业为289家，500兆帕级高强钢筋生产资质的企业60家。这些企业囊括了我国主要的钢筋生产企业。 螺纹钢的生产厂家在我国主要分布在华北和东北，华北地区如首钢、唐钢、宣钢、承钢 、新兴铸管、山西中阳钢厂、保定普瑞钢铁等，东北地区如建龙、西林、北台、抚钢等，这两个地区约占螺纹钢总产量50%以上。,螺纹钢主要生产厂家,螺纹钢生产的技术性不高，属于低附加值产品。行业门槛较低，大部分中小钢厂都能够生产。螺纹钢的运输半径较近，主要以地区性消费为主。这就导致了螺纹钢明显的地域性特征。 2009年，螺纹钢产量居前三位的是沙钢，萍乡钢铁和宣钢。年产能分别为450、400、290 万吨，合计1140 万吨。在钢厂生产的所有品种之中所占比例较小，螺纹钢的生产主要以地方钢厂和 民营钢厂为主。据统计，2009年宝钢螺纹钢生产量只有100万吨，全国排名20多位。,螺纹钢2009年产量排行,螺纹钢主要生产厂家分布图,从分布上来看，螺纹钢主要生产商大多分布在华东华北地区，据统计2009年华东和华北地区螺纹钢生产量占全国产量的55%以上。螺纹钢生产的附加值较低，由于螺纹