□杜绍彦(河南省通许县大岗李乡政府)
摘要:HRB500Ⅳ级是目前我国使用于建筑物的最高等级钢筋,以其强度高、延韧性好、碳当量低、屈服点高、抗拉强度高,易加工及良好的焊接性能等诸多优点,被逐渐应用于各种建筑工程,提高了建筑物的抗震性能,减少钢筋用量,起到了节约能耗、节约资源,减少排放的效果,也响应了国家节能、环保的政策具有巨大的社会效益和经济效益。
关键词:HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋;技术应用;效益分析;节能减排
0 前言
随着我国经济的快速发展,钢筋作为建筑主材的需求量不断增加,钢筋生产的不断扩大,对资源的需求量也在不断增加,钢筋生产造成的环境污染也越来越严重。随着建筑技术的发展出现的高层、超高层建筑、大型、特大型桥梁、大型水电工程、工业厂房等大型构件对钢筋的性能要求也越来越高,HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋的研制、生产成功及广泛应用,对经济发展、节能减排起到了非常显著的作用。
1 HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋的技术性能
1.1 化学成分
按照《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499.2-)的规定使用HRB335、HRB400 HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋三个级别。因HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋中含有C、Si、Mn、P、S、V、Ceq等微量元素,HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋也称为V微合金热轧带肋钢筋。
1.2 力学性能
HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋的屈服点在500MPa以上,抗拉强度630MPa以上,强屈比≥1.26;伸长率15%;弯心半径7a时180°弯曲次数为28~40。其各项指标与HRB400热轧带肋钢筋相比优越性较大,远远优越于HRB335热轧带肋钢筋。
2 HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋工艺性能
2.1 热轧带肋钢筋延性
《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499.2-)中对HRB335钢筋、HRB400钢筋和HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋延性要求差别不大,实际性能测试指标如表1。
表1 热轧带肋钢筋延性实测表
钢筋类别断后伸长率% HRB335≥17 HRB400≥16 HRB500≥15
2.2 HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋连接性能
按照《混凝土结构设计规范》GB50010—规定,建筑过程钢筋焊接的主要方法有闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊,HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋在闪光对焊方法应用中焊接接头的性能最好,而其余焊接方法应用的焊接接头性能也均满足《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—的规定要求;较大直径钢筋采用剥肋滚压直螺纹连接时,按照规范要求操作,HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋机械连接接头性能均能达到一级接头要求,从工程中使用对HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋剥肋滚压直螺纹连接型式检验结果分析,同为一级接头,接头长度、外径、拧紧力矩值、螺纹规格、牙型角状态相同的条件下,无论其强度还是韧性都远远优越于HRB400热轧带肋钢筋;在HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋弯曲加工施工中,由于其良好的延展性、较高的强屈比性能,普通的钢筋弯曲机械均能使用。
3 HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋使用前景
由于使用HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋替代Ⅱ级钢筋可以节约用量28%以上,替代Ⅲ级钢筋可以节约用量14%以上,因而在工程中能够节约相应的购买费用和仓储费用,达到了节约成本的效果,能够取得明显的经济效益,钢筋量的减少,加工安装钢筋的劳动力也会大大减少,对建筑劳务服务企业也是备受欢迎。
HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋的材料性能分项系数为1.19,明显大于HRB400热轧带肋钢筋的材料性能分项系数1.11,在建筑结构设计中按照相同的荷载效应组合,采用HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋比HRB400热轧带肋钢筋所产生的抗力增加,结构的安全系数更高。
在满足同样结构强度要求的前提下,使用HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋能够减少用量的同时也减少了建筑结构质量,结构构件可以做的更大、更高,也能保证建筑风格、外观效果的程度。
4 工程案例效益分析
某住宅小区建筑面积为24万m2,原设计采用HRB400热轧带肋钢筋,单位建筑面积含钢量为37kg/m2,优化设计中使用HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋代替HRB400热轧带肋钢筋,单位建筑面积含钢量降到了32 kg/m2,节约钢筋量1 200 t,按照目前钢筋市场价格3 000元/t计算,该住宅小区能节约投资360万元;同时能减少钢筋加工、安装的用工约4 400个工日;减少钢筋加工机械台班260个左右。推广使用HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋将产生巨大的社会效益和经济效益。
5 节能减排,保护环境
钢筋的生产需要大量的矿产、煤炭资源,生产过程中产生的废渣排放物堆积量巨大,产生的烟尘对空气质量的恶化有着强大的作用。我国人口数量较大,人均资源拥有量在世界上排名第53位,而矿产资源是不可再生的,对于我们人口大国而言,保护矿产、节约矿产是我国面临的严峻问题;目前我国钢厂的废渣排放仅处于赤泥库堆积状态,赤泥库的建设同样会占用大量的土地资源,对周围环境也会产生污染,其安全隐患严重威胁着周围的人民的身心健康;废气的排放严重污染空气质量,在我国的空气污染源种类中,钢厂废气的排放量占有相当大的比重,推广使用高强HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋,减少废气排放量,减少空气PM2.5含量,能够对减少雾霾、净化空气起到很大的促进作用。
根据经济发展的长远计划和我国经济形势的需要,节能减排、保护环境成为我国目前重要任务,推广使用高强HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋也是响应国家号召的具体行动。
6 结语
随着我国经济的整体快速发展,钢铁业也得到了高速发展,已经成为世界排名第一的产能钢铁大国,高强度HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋等产品质量的不断提高不仅为建设高、大工程提供了高性能材料,受到建设单位、施工单位的普遍认可,也为降产能提供了较大的技术支持,为实现国家“十二五”规划提出的构建节约型社会“减量化、再利用、资源化”的目标,我们应该增强认识、积极行动,大力推广HRB500Ⅳ热轧带肋钢筋等高强度钢筋在建筑领域中广泛使用,带动产业增长方式的转变,推动科技发展、经济发展。
中图分类号:TG335.11
文献标识码:B
文章编号:1673-8853()08-0078-02
收稿日期:-05-25
编辑:刘长垠
作者简介:杜绍彦(1969.12-),工程师,一级注册建造师。