浅谈高强钢筋的性能及其在我国的发展前景

1、 浅谈高强钢筋的性能及其在我国的发展前景摘要：我国将迎来高强钢筋时代，高强高性能钢筋的推广应用是大势所趋，目前已经具备开展高强钢筋全面推广工作的前提条件，经济节约的高强钢筋将支撑我国的未来建筑。文章论述了普通钢筋和高强钢筋的发展过程，介绍了高强钢筋的性能优点。关键词：高强钢筋 性能 发展前景1、前言我国混凝土结构中所用的钢筋品种较多，有热轧带肋钢、热轧光圆钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋和钢丝、钢绞线。钢筋是混凝土结构的重要组成成分，其质量等级直接影响建筑工程的质量和安全，近年来，我国建筑物坍塌时有发生，加之地震的多次发生及其引起的后果较为严重，所以我认为我国应加强高强钢筋的推广与应用。2、钢筋的发

2、展过程2.1普通钢筋的发展过程钢筋是钢筋混凝土结构的主要增强材料，在结构中承载着拉应力、压应力、扭矩、弯矩、剪力，使混凝土能满足各种受力状态下的使用功能，随着高层结构、大跨度结构、抗震结构、耐低温、耐高温建筑结构的出现，人们不仅要求钢筋具有较高的塑性韧性及焊接性能，而且还要求其有较高的强度，发达国家很少采用400mpa以下的低强度钢筋，随着我国经济的稳定高速发展，每年都要生产大量的热轧钢筋，但大多是低强度等级。我国经历了从引进模仿到吸收创新，强度等级从低到高的发展过程，建国初期几乎只有碳素q235级光圆钢筋，少数变形钢筋，在品种严重匮乏的情况下，建设部门自行推广冷拉碳素钢筋和冷拔低碳钢丝，并一

3、直沿用至今，并且以后者用量更大，有时年用量可达100万吨。1直到七十年代，冶金系统大规模地研试、生产、推广应用低合金钢产品，在此时期低合金钢筋取代了碳素钢筋，但不足之处是强度等级比标准要求要低20mpa左右。生产使用证明：由于建筑尺寸的大小、施工温度的变化、冷却速度的差异等原因，其力学性能波动较大，并存在许多不足之处；强度太低，抗弯性能不理想，挠度过大，且裂缝宽度很难达到有关规定，配筋过密，影响施工，且用钢量过大。2.2高强钢筋的发展过程八十年代初期，“六五”低合金国家科技攻关，采用微合金化、余热处理等工艺手段研试成功的400mpa级钢筋，将我国建筑用钢大大往前推进了一步，“七五”期间将400

4、mpa级钢筋的研究纳入国家科技攻关，主要针对结构设计、使用中的技术问题，进行全面系统的试验研究，为400mpa钢筋尽快用于建设工程创造了有利条件。21998年将400mpa级列入了gb14991991；1998年又对该规定做了修订（gb14991998）；并将400mpa、500mpa列入国家产品标准钢筋混凝土用热轧带肋钢筋，但由于宣传力度不够，产品不熟悉，没有形成统一生产线，使得400mpa钢筋和500mpa钢筋形同虚设，没有得到很好的推广，直到2002年起实施的国家标准混凝土结构设计规范gb500102002，明确地将400mpa级钢筋作为我国混凝土结构的主要研究钢筋，这些都极大地推动了我

5、国高强度、高塑性钢筋的发展，2010年实施的新规范gb500102010提出增加强度为500mpa级的热轧带肋钢筋，推广400mpa、500mpa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢筋，限制并准备逐步淘汰335mpa级热轧带肋钢筋的应用，在未来几年将逐渐取消低强度钢筋在重要结构中的应用。400mpa、500mpa级将成为我国建筑产业中使用最多的、应用最广泛的主导钢筋。3、400mpa级和500mpa级钢筋的性能介绍400mpa级、500mpa级钢筋与335mpa级钢筋的最大优点在于屈服强度高、抗拉强度高，与335级钢筋相比，可节约15%左右的钢筋，增加建筑物安全性，提高建筑物跨度，有显著的经

6、济效益，是国家重点推广的产品之一。目前，不同厂家选用了不同的400mpa、500mpa级钢筋的生产工艺，但根据其工艺特点主要有以下三种生产方式：3（1）提高钢坯的碳含量，尤其是提高c、mn的质量分数，这种方法冶金成本低；（2）在轧制过程中采用穿水轧制；（3）冶炼钢坯过程中，添加微合金（主要是n-v合金），即微合金化，合金添加量根据轧制规格有所不同，大规格合金添加量比小规格合金添加量多一些，v的质量分数大致范围为0.02% 0.06%。经工程试验证明，高强钢筋具有以下优良性能：（1）强度高，强度和塑性可以得到较好的配合；（2）焊接性能良好，能适应各种焊接方法；（3）屈服强度与极限抗拉强度之比大于

7、1.25，有利于提高抗震性能；（4）应变时效敏感性低；（5）脆性转变温度低，在零下40度的条件下进行拉伸，所有的断裂口均为塑性断口；（6）有较高的高应变低周疲劳性能，有利于提高工程结构抗地震破坏能力。试验研究表明对于配置400mpa、500mpa级钢筋的混凝土梁的裂缝发展规律与普通钢筋混凝土梁基本相同，并没有减小裂缝的宽度和数量，甚至会超过规定的限值；而将400mpa、500mpa级钢筋用作预应力结构中的预应力筋，则即能很好地发挥其较高的强度，又能有效地提高抗裂性能，也能较好地控制裂缝宽度，由于其强度较高，在施加预应力后仍然有很高的抗弯承载力，且具有较好的塑性、韧性，因此高强钢筋混凝土预应力构

8、件已大量应用于大跨度工业厂房和多层高层楼盖结构中，与普通预应力构件相比，高强钢筋预应力构件有以下优点：（1）构件截面较小，可降低层高0.20.5m；（2）可以扩大柱网、改善、增加使用面积；（3）改善了结构的使用功能，在自重和准永久组合作用下，结构的挠度很小，甚至边缘可以不存在拉应力，特别适于对裂缝等级要求较高的建筑物；（4）节省钢材、混凝土和模板，减轻结构自重和基础负担，可以减轻地震荷载效用；（5）高强钢筋预应力混凝土结构能提供大开间建筑，间隔灵活 ，可以做到室内无梁，节省装修费用；（6）楼层之间隔音效果好，因此，适用于办公和住宅建筑中。但是，目前高强钢筋的价格高于普通钢筋，即使采用高强钢筋会

9、使钢筋总用量减少，但在工程总造价方面优势并不一定明显，特别是对处于推广期的500mpa钢筋。对经济欠发达地区及对工程造价敏感的建设方而言，可能的造价增加会变成一种负担。在缺乏政策或标准强制推行的情况下，经济发达地区的建设方同样缺乏推广的积极性。4、结论上世纪末国外就提高了混凝土结构中钢筋的强度，作为主导受力钢筋，目前400mpa、500mpa级钢筋的用量已达90%，235mpa级钢筋早已淘汰。而我国高强钢筋在建筑中的应用还处于试用阶段，简单的对比可以看出很大的差距，也可以感受到我国高强钢筋推广任务的紧迫和艰巨。随着钢筋强度提高，强度价格比提高，综合性能及经济效应也相应提高，我国虽然经过五十多年的不懈努力，钢筋强度等级从235mpa发展到500mpa的高级别钢筋，在工艺技术和品种质量上有了很大进步，使之早日更多更广泛地应用在建筑工程