摘要:随着我国建设节约型社会的步伐不断加快,对建筑业的资源消耗也提出了新的要。钢筋作为建筑结构中的主要钢材消耗品,如能在保证结构安全的情况下有效地减少用量,将会产生巨大的经济和社会效益。对高强钢筋从强度等级、性能优点、经济效益等方面进行了详细分析,阐述了高强钢筋在工程应用的前景和应对措施、
关键词:高强钢筋;资源消耗;转型;节能
随着近年来《混凝土结构设计规范》的颁布实施,高强钢筋在建筑工程中逐渐得到应用。高强钢筋使用不当时,可导致混凝土裂缝宽度过大、构件挠度不易控制等问题。钢筋的加工与连接技术在高强钢筋应用中非常重要。大力推广应用高强钢筋是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措,对推动钢铁工业和建筑业结构调整、转型升级具有重大意义。
一、高强钢筋的含义
钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材,其横截面为圆形,有时为带有圆角的方形,包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。钢筋按力学性能分I级钢筋(235/70级)、II级钢筋(335/510级)、III级钢筋(370/570级)和IV级钢筋(540/835级),广泛用于各种建筑结构,特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。III级钢筋和IV级钢筋即为高强钢筋。高强钢筋就是屈服值比较大的钢筋。
二、高强钢筋的优点
高强钢筋同普通钢筋相比,可减少钢筋的使用量、安装量,节约工程物资及人力的投入,高强钢筋具有良好的力学性能,可保证工程质量,满足规范及设计要求,主要优点有:强度高、延展性好、性能稳定、焊接性能好、强屈比高、冷弯性能好。
三、高强钢筋应用在工程中的优势
3.1高强钢筋与普通钢筋相比,具有更先进的低碳和绿色技术以及新材料功能
推广应用绿色环保又不污染环境的高强钢筋,最大程度地体现了环保型绿色钢材的好处。如果通过上下游产业的协同发展,还可唤起全社会对绿色建材的关注。我国是一个地震多发的国家,也是台风、洪水、泥石流等自然灾害频发的国家。在建筑、桥梁、铁路、机场、石化、电力等领域使用标准更高的高强钢筋,不仅可提高建筑物的抗震防灾能力,还能带来潜在的巨大市场。这对靠市场为生的建筑业和供应企业来说,又多了一个更为广阔的市场。
3.2推广使用高强度风筋确保建筑质量
目前市场上劣质的“瘦身钢筋”经常“隐身”出现,不仅给建筑安全带来了巨大风险,也引起了群众对建筑质量的高度关注。由于高强钢筋对于生产工艺要求高,技术、资金实力薄弱的企业无法生产,因此,使用高强钢筋不仅能让“李违”击败“李鬼”,还能为使用优质建材的大部分建筑企业正名。更重要的是,在群众关心的公共建筑和保障房项目上推广应用高强钢筋,还能为老百姓盖出更多“放心房”、“安心房”。同时,施工企业可以减少建筑用钢的用量,降低工程总造价。
3.3广泛采用高强钢筋可减少建筑物的钢材消耗量
钢筋是我国建筑业消费量最大的建材之一,广泛应用高强度钢筋,既能节约建材和物料,还能提高建筑物的质量和寿命。比如,上海的一些学校、医院、敬老院等公共建筑采用高强钢筋后,经质监部门测评,质量全部优良。
因此,将推广应用高强钢筋和建筑业、房地产业、建材业的转型升级结合起来,与节能减排、绿色发展结合起来,推进更多高强钢筋在公共建筑和保障房建设中应用,让百姓分享到使用高强钢筋的好处,不仅造福百姓,更有利于行业转型发展。
四、高强钢筋在推广中遇到的问题
4.1工程造价有所提高,在经济欠发达地区没有优势
目前,高强钢筋的价格高于普通钢筋,即使采用高强钢筋会使钢筋总用量减少,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。
4.2采用高强钢筋会使施工成本提高
使用高强度钢筋对于施工质量要求较高,因为其含碳量高,做钢筋连接时,用以往焊接的方法难以达到要求,而用机械连接的话,费用成本又会提高,不够合算。一些批次的高强钢筋存在“外硬内软”的问题,在机械连接或焊接时表面易受破坏,甚至出现开裂现象。在一些具体的数据测算中,比如应力、强度等,也需要重新测算,由于工作量较大,普及的速度也较慢。
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由于高强度钢筋强度高,在应用于楼板等受弯或受拉部件中,容易出现裂缝,因此,还应注意选用小直径钢筋等办法来控制裂缝宽度。小直径钢筋价格比普通规格钢筋略高,这也提高了施工成本。
4.3会降低采购环节的效率和效益
一批重大基础设施建设工程属于政府采购,参加投标的必须在3家生产单位以上,而目前国内能生产高强钢筋的钢厂不多,取得生产许可证的更少,如果一项重大建设工程项目的招标采购没有3家以上生产厂家参与竞标,就无法采购高强钢筋。因此,国内钢厂要加大高强钢筋的研发和生产力度,让更多有实力、有能力的钢厂取得生产许可证,共同参与重大建设工程的高强钢筋招投标竞争。同时,由于目前部分地区高强钢筋的生产厂商相距较远,钢筋长途运输成本比较高,因此,建立建筑用高强度钢筋的加工配送,并与钢厂生产方面生产全规格产品相配合,能够最大程度避免长途调运,降低高强度钢筋成本,方便用户使用,才能降低普及推广的难度。
4.4设计及施工人员的习惯也会产生一些影啊
铁路、交通、水利、港口、电力等行业是钢筋应用大户,由于《路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》中列入的受力钢筋只有Q235(HPB235)和HRB335,所以,我国铁路桥梁结构中很少采用HRB400钢筋。水利工程由于工地所在地偏远,钢筋采购难度大,且较多应用32mm及以上的大直径钢筋,也很少采用HRB400钢筋。部分行业由于设计人员的习惯及软件、图集的相应配套不到位,设计部门习惯于采用二级螺纹,没有设计高强度钢筋的积极性。在施工阶段,高强钢筋的加工、连接(绑扎、焊接、机械连接)技术还有待进一步研究,由此还会带来对相关钢筋加工机械的更新换代、施工人员的技术培训等问题。
五、进一步推广高强钢筋的措施
5.1尽快开展广泛深入的调研
开展对全国高强钢筋生产企业的调研,摸清高强钢筋全国产能、产量分布情况,确定生产线技术改造时间表,及时完善产品系列,为整体推进目标的确定和具体计划的落实打下基础。
5.2加强标准宣传并加快软件的更新培训
进一步加强相关标准的宣传和贯彻工作,尤其要提高宣传的广泛性,使全国各地区的工程技术人员都能准确理解和正确执行标准。软件的更新升级应加快,随后的培训更要及时跟进。
5.3加快相关工程技术研究和配套标准的修订
争取相关部门支持,协同研究突破高强度钢筋施工技术瓶颈,根据总体推进计划的要求,确定相关标准和配套施工技术规程修订计划,加快完善推进工作所需的标准体系。
5.4利学确定总体目标和阶段计划
高强钢筋在建筑上的应用量是有一定限度的。按照以往的统计数据和目前规范,混凝土结构中高强钢筋的用量占建筑钢筋总用量最高比例约为66%一70%,若再考虑高强钢筋在砖混结构、混合结构中的用量,理论上高强钢筋在建筑上的用量可占建筑钢筋总用量的80%。因推广工作的前期基础工作量较大,前难后易,比例可能呈逐年上升状,若确立年度目标,宜考虑这一因素。
5.5要加强钢铁企业与建筑企业、建筑科研院所之间的沟通,建立跨行业战略合作联盟
钢铁生产企业的科技研发人员要深入到建筑企业,到施工工地收集各类型钢筋在使用过程中遇到的问题,比如穿水冷却钢筋和超细晶粒钢筋在使用、加工过程中某些性能会发生变化,掌握了第一手资料,真正了解用户的需求,才能有针对性地改进钢筋生产工艺,并调整成分设计,从而生产出用户满意的产品。
六、发展前景
采用高强钢筋,既环保又节能,是典型的环保型绿色钢材。虽然面临多重阻碍,但是普及高强钢筋仍是必然趋势,目前看只是时间问题。相信今后国内高强钢筋的普及率必将逐步提高,高强钢筋必将成为建筑用钢的大趋势。
参考文献:
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[5]标准规范助力国家高强钢筋推广[J].高迪.工程建设标准化.2017(04)
论文作者:蒲啸天
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/20
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