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迎接高强钢筋功能化新时代
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早期地震使抗震加固的兴起

“十三五”期间,中国建筑业迎来了绿色发展的新时代。微合金高强度钢筋将追求功能化,即在抗震,耐腐蚀,耐低温和耐火的方向上发展。特别是近年来,中国地震频发,建筑物的抗震性能已成为建筑设计的重要组成部分。在中国汶川,玉树和海地,智利和日本发生地震后,建筑物的抗震性能进一步引起了社区的关注。的关注。

抗震建筑物结构需要使用具有抗震性能的钢筋,也就是说,当建筑物受到地震波的冲击时,它可以延迟建筑物破裂的发生并避免建筑物立即整体倒塌,从而改善建筑物的抗震性能。因此,在地震结构中,要求钢筋具有长的屈服平台,延展性好,并且钢筋的实际屈服强度相对于屈服强度的标准值不应太高。

发达国家已经为地震加固设定了明确的目标。首先,抗震钢筋需要具有高强度。欧洲标准明确规定,抗震钢筋的强度应分别达到400 MPa和500 MPa。其次,对钢筋的可塑性指数提出了更高的要求,包括大于1.25的强挠曲比和大于10%的均匀伸长率。再次,要求钢筋的性能的一致性,即,要求屈服点波动范围窄,并且实际屈服点与指标值之比小于1.30。

根据国外标准,中国的《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 GB1499.2-2007标准明确提出了抗震加固的要求。也就是说,与普通钢筋相比,抗震钢筋的性能指标提高了三种强度比(R0m/R0eL),齿轮比(R0m/ReL),最大受力总伸长率(均匀伸长率)(Agt)。 )。特性值,即R0m /R0eL≤1.25,R0m /ReL≤1.30,Agt≥9%。如果抗震钢筋具有高强度和良好的塑性韧性,则可以延长从变形到断裂的时间间隔,并且可以尽可能有效地延长建筑结构的变形和坍塌之间的时间间隔。 “抗震设计的目的。”

此外,由于强地震下钢的高应变和低周疲劳性能以及静载荷下的性能,必须根据强地震下钢的应力和变形特性提出抗震钢的性能指标。这些指标应包括高应变,低周疲劳性能,应变时效敏感性,冷脆转变温度,可焊性,强度和可塑性。

近年来,在许多高层钢筋混凝土结构和钢混凝土结构的设计中,对高强度地震的要求已经增加。在地震中,钢筋承受反复的拉伸和压缩力,不可避免地会产生变形。建筑物地板之间的位移角可以达到1/650至1/800。因此,钢筋应具有吸收地震能量的潜力。这种潜力通常以最大应力,最大应变和钢筋持续时间的乘积为特征。产品值越大,钢对地震能量的吸收能力越强。

中国的GB1499.2-2007抗震强度法规分为355MPa,400MPa,500MPa级(HRB335E,HRB400E,HRB500E),而400MPa和500MPa强度级为高强度抗震加固。本实用新型具有安全储备大,节省钢耗,施工方便的优点,更适用于高层,大跨度,抗震的建筑结构,是一种更加经济,高效的新型建筑材料。目前,在中国修订的GB1499.2-2013中,将335MPa强度等级尺寸规格限制为ф14mm以下,并添加了600MPa强度等级的钢筋。

为确保HRB400E和HRB500E地震钢筋的稳定力学性能和显微组织,钢铁企业生产过程中的化学成分设计应考虑两个方面:一方面是常规元素的含量,另一方面是另一方面,微合金含量。

在微合金化元素的利用中,当前使用Ti(钛),Nb(≤)和V(钒)元素。这些元素对C(碳)和N(氮)具有很强的亲和力。形成碳氮化物。这些微合金碳氮化物在轧制过程中析出,导致析出强化,从而提高了钢的强度。同时,这些碳氮化合物沉淀在铁素体基体,晶界和位错线上,可有效防止铁素体晶粒的生长并细化晶粒。与这些元素的固溶强化一起,可以显着提高钢的强度。相反,Nb在沉淀强化和细化铁素体晶粒中具有更强的作用。

我国GB1499.2-2007标准实施后,微合金高强钢筋生产企业积极开展技术研究,提高产品质量,通过加强设备改造,工艺改进,工艺改进,开发了抗震钢筋。创新等,成绩不错。据统计,抗震钢筋HRB335E,HRB400E和HRB500E的制造商主要是大中型企业。随着《混凝土结构设计规范》(GB-2010)的颁布,微合金高强度抗震钢筋的数量将逐渐增加,申请生产微合金高强度抗震钢筋的企业也将增加。从企业设备的角度来看,大多数钢铁公司都有能力生产微合金高强度抗震钢筋。

过去八年来,国家建筑钢材质量监督检验中心收集了数千种微合金高强度抗震钢产品的数据。数据表明,我国微合金高强度抗震钢产品的主要指标稳定,完全符合标准要求,物理质量处于较高水平。

低温和低温不能与低温钢筋分开

在低温和严寒地区,例如中国东北的黑龙江,应使用耐低温的钢筋。另外,用于液化天然气地下储罐的水泥墙的工作温度为-100°C至-125°C,并且还需要低温钢筋。这种超高性能钢筋必须是通过微合金化和控制轧制生产的细晶粒钢筋。

例如,0.1 C至1.7 Mn至0.03 Nb的微合金钢棒是耐低温钢筋。钢筋采用先进的控制轧制技术,在加热温度940°C,终轧温度725°C和大压缩比的97%的热轧条件下的联合作用下,晶粒细小,晶粒尺寸为5.5μm可以获得。颗粒组织。规格为D32,屈服强度为454 MPa。缺口拉伸试验表明,在-160°C的环境下没有脆性断裂的迹象。这种性能卓越的钢可用于低温环境,例如液氮罐等结构材料。

目前,已生产出国内生产的500MPa耐低温系列钢筋,并正在制定其国家标准。这种钢筋可用于建造温度为-50°C的液化石油气储罐的混凝土结构。也可用于低温-105℃的乙基石油气储罐混凝土结构的施工。也可用于低温-165°C的天然气储罐的热气。结构构造。

防火是防火必不可少的

为了确保建筑物在火灾中的安全,一些耐火钢筋,大型房屋,住宅建筑物,商业建筑物和其他建筑结构需要耐火钢筋。在350℃的环境下,普通钢筋的屈服强度在常温下降低至2/3,屈服强度为200MPa。因此,需要建筑物结构覆盖耐火涂料以在火灾时保护钢结构。然而,为了降低建造成本,改善建造环境并增加建筑价值,社会要求减少耐火和耐腐蚀涂层。因此,耐火钢筋的发展已成为必然,特别是在大型地下停车场的建设中,特别需要使用耐火钢筋。

耐火钢筋的开发应使用Cr(铬)和Mo(钼)合金元素,同时添加Nb(≤)和V(钒)以提高钢的高温强度。耐火性的提高是微合金元素的第二要务。硬化的效果。耐火钢筋在600°C时的强度与普通钢在350°C时的强度相当,也就是说,其耐火温度可以提高到600°C。但是,当环境温度达到800°C时,耐火钢将完全失去其耐火性。

耐腐蚀环境要求使用耐腐蚀的钢筋

为了防止在海水等特殊场合使用的钢筋混凝土过早损坏,跨海大桥和沿海码头等项目需要使用耐腐蚀的钢筋。

为加强耐腐蚀钢筋的开发,推广和应用,有关部门制定了YB/T4361-2014 《钢筋混凝土用耐蚀钢筋》标准。目前,中国主要生产两种类型的Cu-P耐腐蚀钢筋和Cu-Cr-Ni耐腐蚀钢筋。前者适用于大气环境和非飞溅区的氯离子环境,后者适用于大气环境和氯离子环境。为了提高钢筋的性能,可以添加一种或多种微量合金元素,例如添加0.015%至0.1%的Nb,V0.02%至0.12%的Ti和0.02%至0.10%的Ti。另外,可以添加以下合金元素以改善耐腐蚀性,例如添加≤0.2%的Mo(钼),≤0.15%的Re(铼)和≤0.55%的Al(铝)。两种类型的钢筋均可在腐蚀性环境中使用,设计使用寿命为25至50年。

还有一种开发的耐腐蚀钢筋,它是一种耐腐蚀钢筋,是热轧碳素钢-不锈钢复合钢筋。其性能,强度和耐蚀性符合设计要求,可以节省生产资源和生产成本。降低。

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