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GB 1499.2 《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》标准修订情况
信息来源:世界金属导报2016-12-13A12      时间:2016-12-15 09:49:11


近几年,我国处于工业化和城镇化快速发展时期,建筑业发展十分迅猛。我国的建筑多数是以钢筋混凝土建筑为主,因此近年来热轧带肋钢筋需求量不断攀升。作为最主要的建筑用钢铁产品,其强度等级的升级与质量水平的提高直接影响到我国经济的可持续发展。同时,我国钢铁工业生产中也在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,可以减少钢材产品使用量。据统计,每节约1000万吨钢材,相当于节约1800万吨铁矿石,节约650万吨标准煤,同时可减少大量废气和粉尘排放(每产1吨钢排放2吨CO2)。同时,采用HRB400、HRB500钢筋代换HRB335钢筋,可节省10%-15% 的钢材,对减量化用钢具有重要意义。为此,全国钢标准化技术委员会申请立项修订GB 1499.2《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》。

本次修订的技术内容主要在钢筋牌号、重量偏差、金相组织等方面。

牌号中删除了HRB335牌号,增加了HRB600牌号

多年来我国热轧带肋钢筋一直大量采用强度较低的HRB335钢筋。以2010年为例,我国钢筋产量1.3亿吨,其中HRB335占60%以上,HRB400占30%以上,HRB500用量所占比例不到10%,与工业发达国家相比存在很大差距。美国、英国、日本、德国等国家已很少使用HRB335这一强度级别钢筋, 即使应用也只作配筋,主筋采用更高级别的钢筋。HRB400、HRB500等钢筋因加入钒、铌、钛等合金元素而具有强度高、性能好和焊接性能优良等特点。根据计算,HRB400、HRB500钢筋代换HRB335钢筋,可节省10%-15% 的钢材,对全社会的减量化效果非常巨大,对建设节约型社会具有重大意义。

对于淘汰HRB335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》中提出“尽快完善建筑用钢标准及设计规范,加快淘汰强度335兆帕以下热轧带肋钢筋,推广强度400兆帕及以上钢筋,促进建筑钢材升级换代。”《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。”《产业结构调整指导目录(2011年本)》(2011年第9号令)、《产业结构调整指导目录(2013年本)》(2013年第21号令),在“落后产品”一章中明确提及HRB335。《关于加快应用高强钢筋的意见》(建标〔2012〕1号) 提出:(1)加速淘汰HRB335,优先使用HRB400,积极推广HRB500 。(2)2013年底,在建筑工程中淘汰HRB335 。

此外,在应用层面上,在大型公共建筑的混凝土结构施工中,当采用HRB335 钢筋配筋时,有时候会碰到梁柱节点的钢筋过于密集的情况。钢筋配置过于密集,钢筋绑扎困难;钢筋间距过小,下料及振捣困难,甚至产生漏振,导致混凝土不密实。但当采用HRB400、HRB500时,可减小节点的配筋密度,对于钢筋绑扎与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HRB335牌号。

但在标准上报国家标准化管理委员会后,住房和城乡建设部发函(《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))给国标委,该文件中提出:335兆帕带肋钢筋主要作为小型构件和构造配筋,有必要保留小直径品种,作为小型构件和构造配筋。其理由是:

一是建筑结构不同部位构件对钢筋品种需求不同,按照《混凝土结构设计规范》要求,梁柱纵向受力钢筋,受强度影响较大,应用高强钢筋节材明显,小型构件和构造配筋不以强度为控制条件,采用低强度钢筋即可满足要求。

二是取消335兆帕带肋钢筋,尚无合适钢筋品种作为小型构件和构造配筋,按最小配筋率要求,采用高强钢筋,无法实现减量化,并可能导致HPB300光圆钢筋大梁用于构造配筋,引起非结构裂缝增加。

三是低强度钢筋较高强钢筋具有价格优势且延性好。

四是美国、日本、韩国、俄罗斯、澳大利亚等发达国家受力钢筋采用高强钢筋的同时均保留了低强度带肋钢筋作为构造配筋,以体现科学合理使用钢筋的原则。

钢筋混凝土用钢分委员会秘书处根据来函说明的情况,经过审慎研究,对GB1499.2标准报批稿做出了补充修改:增加HRB335牌号,限制其直径范围为6-14mm,并进行函审,函审结论为通过。但客观来看,保留HRB335钢筋与前文所述的国发和部发文件存在抵触,同时国家质量监督检验检疫总局也已经将HRB335钢筋的许可证取消,因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在2016年4月份召开了年会,会议通过了取消335级别钢筋的决定。但中华人民共和国住房和城乡建设部在2015年9月22日以2015年919号文发布的GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》(2015年局部修订)中依旧保留了16mm 以下的HRB335,主要用于中、小跨度楼板配筋以及剪力墙的分布筋配筋,还可用于构件的箍筋与构造配筋。

对于增加HRB600钢筋主要考虑的因素有两个,一是美国、加拿大、韩国、伊朗、日本等国家,400兆帕级钢筋用量已达到70%以上,500兆帕级钢筋用量也达到25%;德国、法国、英国等国家,500兆帕级钢筋的比例已达70%以上。二是随着冶金技术的进步和开发水平的提高,600兆帕级的生产已经具备条件,标准中增加600兆帕级高强度热轧带肋钢筋成为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”中就明确提出:“推广高强度钢筋使用和节材技术”。因此,本次修订,增加HRB600级别钢筋。

重量偏差

本次修订6-12mm规格重量偏差从±7%调整为±6%,其他规格的未予调整。同时,增加重量偏差不合格不允许复验的规定。这主要是由于在2011-2012年期间,市场、建筑工地等忽然出现大量重量偏差检验不合格的情况,很多检验机构对能否重新取样进行复验的问题产生了疑问。按照GB 1499.2-2007的规定,复验要求是按GB/T 17505的规定,但由于重量偏差不属于序贯试验,也不属于非序贯试验,因此对重量偏差不合格的如何复验出现了盲区。通常认为,重量偏差主要与尺寸有关,而尺寸与生产工艺有关,加之标准规定取样是从不同支取多个样,已经在一定程度上降低了由于偶然因素造成不合格的概率。同时,国内外标准对重量偏差的测量也不太相同,有的按单支测量,有的按单支和分组测量。BS 4449-2009按单支测量,要求每支试样均需满足,不进行复验。ISO 6935-2:2007按单支测量。JIS G 3112-2010、KSD 3504-2009、CNS 560-2006可按单支测量也可分组测量,单支测量的偏差范围大于分组测量,单支测量不合格可复验,没有对分组测量的复验。分组测量本身可尽量避免因单支测量造成的测量误差,在测量误差可忽略的情况下,没必要进行复验。综合以上因素,本标准规定重量偏差不合格不允许复验。

金相组织

金相组织主要是涉及到生产工艺问题。对于钢筋生产工艺,我国与国际上不太相同,我国钢筋目前是按照生产工艺与力学性能指标来分类,如热轧带肋钢筋、余热处理钢筋、冷轧带肋钢筋等。国外标准的情况不太相同,有限制工艺的,也有不限制工艺的。如ISO 6935-2工艺由生产者决定;BS 4449工艺由生产者决定,但应报告给需方;JIS G 3112工艺是热轧;AS/ NZS 4671的工艺由生产者决定,在需要时,应报告给需方;ASTMA615/A615M工艺为热轧;ASTM A706/A706M工艺为热轧。对于穿水工艺生产的余热处理钢筋应用的问题,GB 50010中给出了说明:RRB400余热处理钢筋由轧制钢筋经高温淬水,余热处理后提高强度,资源能源消耗低、生产成本低,其延性、可焊性、机械连接性能及施工适应性也相应降低,一般可用于对变形性能及加工性能要求不高的构件中,如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。

对于热轧带肋钢筋,由于取消了HRB335的许可证,不再允许生产和应用,因此主流牌号就变成了HRB400和HRB500,这两个级别通常是要添加部分钒或其他合金元素来生产才能确保各项指标合格。但近两年市场和工地上出现了一些几乎不加合金元素而采用穿水来强化的钢筋冒充普通热轧钢筋。GB 1499.2-2007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它组织(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GB 13014-2013《钢筋混凝土用余热处理钢筋》加以区分。GB 13014-2013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,GB 13014-2013附录A中规定了“宏观金相”。GB 1499.2-2007在执行过程中,有检验机构以及人大提案中均提出了回火马氏体如何判定等问题。目前,对回火马氏体组织的取样、检验等可按GB/T 13298《金属显微组织检验方法》进行,回火马氏体组织的判定可按GB/T 30067-2013《金相学术语》中2.2.116条规定的回火马氏体的组织形貌特征进行。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、钢铁研究总院等单位共同承担了热轧钢筋金相组织的试验和研究工作。在大量试验研究结果的基础上,对GB 1499.2的送审稿相应的技术内容进行了修改:(1)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。(2)对金相组织,增加规定:钢筋的金相组织应主要是铁素体加珠光体,基圆上不得出现回火马氏体组织。钢筋截面维氏硬度、宏观金相、微观组织应符合附录B的规定。如供方能保证合格,可不做检验。

结束语

GB 1499.2已经完成审定工作,但尚未完成上报工作,主要是根据国务院办公厅关于印发的《强制性标准整合精简工作方案的通知》(国办发〔2016〕3号)要求,该标准是否继续保留强制性,国家尚未给出最终批复结论。GB 1499.2本次修订在金相组织的判定和检验上发生了较大的变化,同时加严了重量偏差,提高了强度等级,本标准实施后将会对淘汰落后产能、促进减量化用钢、建设节约型社会等方面产生积极的促进作用。

(刘宝石)

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