三級螺紋鋼(HRB400的鋼筋舊稱三級螺紋鋼)為HRB鋼筋的一種。螺紋鋼與光圓鋼筋的區別是表面帶有縱肋和橫肋,通常帶有二道縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋。在建筑業中,三級螺紋鋼是過去的叫法。生產廠家在中國主要分布在華北地區和東北地區,這兩個地區約占螺紋鋼總產量50%以上。在三級螺紋鋼行業中,存在四種主要的牌號,分別是HRB400、HRB400E、HRBF400和HRBF400E。其中,HRB400和HRB400E歸類于普通熱軋鋼筋,而HRBF400和HRBF400E則屬于細晶粒熱軋鋼筋。這些牌號代表了鋼筋的不同生產工藝和性能特點,為建筑行業提供了多樣化的材料選擇。螺紋鋼屬于小型型鋼鋼材,主要用于鋼筋混凝土建筑構件的骨架。在使用中要求有一定的機械強度、彎曲變形性能及工藝焊接性能。
在2000年前,中國大量使用一級鋼筋、二級鋼筋的狀況已不適應建筑行業的要求,更無法與國際接軌。2000年7月,中國開始推廣應用三級螺紋鋼,在建設部和冶金局的指導下,一些試點單位開始在工業和民用多層、高層建筑及大型構筑物中應用三級螺紋鋼(新Ⅲ級鋼筋)。這些應用取得了良好的社會和經濟效益,并積累了豐富的使用經驗。
相比一級和二級鋼筋,三級螺紋鋼擁有強度高、塑性好、節省鋼材、工藝性能優良、力學性能優良、焊接性能良好、規格齊全等優勢。
簡史
研發背景
隨著建筑行業的迅速發展,高層建筑等工程結構對鋼筋性能的要求越來越高,抗震問題引起了普遍關注:為了滿足工程建設對鋼材新的要求.研制一種高強度、高塑性,綜合性能好的鋼筋已勢在必行。隨著改革開放的進一步深化以及建筑業的迅猛發展和對外交往的增多,中國大量使用1級鋼筋、2級鋼筋的狀況已不適應建筑行業的要求,更無法與國際接軌,歐美先進國家的建筑行業用鋼主要是采用微合金化技術生產的強度高、塑性好、綜合性能好的400MPa、500 MPa的鋼筋,即新Ⅲ級,新Ⅳ級鋼筋。為了適應市場經濟的發展以及提高,中國開始研發強度高、塑性好的三級螺紋鋼。
推廣應用
2000年7月19日至20日建設部,國家冶金局建筑用鋼技術協調組秘書組,建筑部科技司和國家冶金工業局規劃發展司在北京召開了"全國400MPa螺紋鋼推廣應用試點工作會議" 。由建設部和冶金局指定的幾個試點單位,根據各自的條件,先后將三級螺紋鋼(新Ⅲ級鋼筋)應用于各和工業與民用的多層、高層建筑及大型構筑物,取得了較好的社會、經濟效益,積累和總結出了使用三級螺紋鋼的經驗。
研究發展
以天津鋼鐵集團有限公司有限公司高速線材廠為例,2001年年初,天津天鋼集團有限公司高速線材廠專門成立了新亞級HRB鋼筋的開發研制小組,對華北地區的建筑行業的用戶進行了專門的走訪,而且對已生產過新Ⅲ級熱軋帶助鋼筋的兄弟廠家進行了技術學習和經驗交流,從2001年5月到年底,先后開發試制了三級螺紋鋼。經國家權威機構檢測,產品外型尺寸及性能指標全部符合國家標準,經過半年來的市場開發,至2002年從生產技術及設備條件具備了規模生產三級螺紋鋼的條件。
主要分類
鋼筋根據其屈服強度特征值被劃分為400、500、600三個等級。在這些等級中,HRB400被歸類為三級鋼筋。值得注意的是,HRB400和HRB400E屬于普通熱軋鋼筋類別,而HRBF400和HRBF400E則屬于細晶粒熱軋鋼筋類別。這些分類基于鋼筋的機械性能和制造工藝,為建筑工程提供了不同強度和用途的材料選擇。
HRB400
Hrb400屬于三級鋼筋,其命名由“HRB”和屈服強度特征值組合而成。“HRB”分別代表熱軋(Hot rolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bars)三個詞的英文首位字母。在鋼筋力學性能的分類中,鋼筋被分為1至4級,每一級都有其特定的類型和標識。Hrb400鋼筋是一種鋼筋,其屈服強度高達400MPa。這種鋼筋不僅強度高,還具備良好的工藝性能、焊接性能和延展性,同時對銹蝕的抵抗能力也很強。因此,Hrb400鋼筋在土木工程領域得到了廣泛的應用。
HRB400E
HRB400E鋼筋,這款帶E標識的鋼筋,是新規范中定義的抗震鋼筋。其命名中的“HRB”代表HRB鋼筋,而“E”則標志著其優異的抗震性能。HRB400E鋼筋的屈服強度達到400MPa,展現出強大的結構支撐力。在建筑工地上,HRB400E鋼筋通常被稱為三級鋼筋。由于其表面帶有螺旋紋肋痕,它也被稱作三級螺紋鋼。雖然很多時候人們會簡化稱其為HRB400,但在實際采購中,為了確保其抗震性能,規范的說法是三級抗震鋼筋或三級抗震螺紋鋼筋。
HRBF400
HRBF400是一種細晶粒熱軋鋼筋,其命名中的“HRBF”代表了螺紋鋼的英文縮寫,并在其后加上了“細”的英文(Fine)的首位字母。這種鋼筋的屈服強度特征值構成了其命名的一部分,展現了其獨特的性能特點。細晶粒結構使得HRBF400鋼筋在機械性能和工藝性能方面表現較好,滿足了多種土木工程需求。
HRBF400E
HRBF400E鋼筋的命名融合了多個元素。其中,“HRBF”是在熱軋帶肋鋼筋的英文縮寫后,加上了“細”的英文(Fine)的首位字母,這表明了它屬于細晶粒熱軋鋼筋的類別。而“E”則取自“地震”(Earthquake)的英文首位字母,標志著這款鋼筋具有優異的抗震性能。
生產工藝
三級螺紋鋼是指由軋鋼廠生產的鋼筋混凝土用HRB鋼筋:不是指由成品鋼材再次加工的“冷拉”,“冷軋”、“冷拔”,“冷螺旋"鋼筋,其牌號為HRB400,建筑設計時,其抗拉強度設計值為360MPa比L550級冷加工鋼材和Ⅱ級鋼筋抗拉強度設計值都高,延伸率8為14%,強屈比為1.25。生產螺紋鋼的原料鋼坯為經鎮靜熔煉處理的碳素結構鋼或低合金結構鋼,成品鋼筋為熱軋成形、正火或熱軋狀態交貨。其技術要求、產品標準詳見國家標準GB1499-1998:由于此產品由軋鋼廠一次成活,并且采用了較先進的穿水冷卻工藝,而且未經過一次加工,因此質量容易保證.成本低.價格便宜、供貨性能穩定。
軋制工藝流程
加熱→粗軋機組→6剪→中軋機組→12剪一預精軋前側活套一預精軋機組一預水冷+均溫一16剪一精軋前側活套→V型精軋機組一水冷+均溫一夾送輯絲一大風量斯太爾摩道風冷控制一集卷一檢驗一打包→成品入庫。軋、控冷軋制的合理配置在高速線材軋機中更能體現高速線材軋機的優越性,新亞級HRB鋼筋由于在其化學成分中加入了微合金元素,因此這種鋼筋只有與相應的軋制工藝相配合,才能充分發揮微合金元素強韌性的效果。
主要成分
參考資料
性能參數
相關標準
GB/T1499.2-2018
2018年,在中國經濟發展由高速增長階段轉向高質量發展階段,頒布熱軋帶肋鋼筋新國標GB/T1499.2-2018(以下簡稱:鋼筋新國標),自2018年11月1日起,國內鋼鐵企業生產熱軋帶肋鋼筋執行新國標,取代舊國標GB1499.2-2007,旨在利用先進標準引領產品、工程和服務質量的提升。鋼筋新國標對于鋼鐵行業化解過剩產能、淘汰落后產能、提升產品質量和高端產品的供給能力具有重要意義。該國家標準《鋼筋混凝土用鋼 第2部分:熱軋帶肋鋼筋》 由TC183(全國鋼標準化技術委員會)歸口,TC183SC7(全國鋼標準化技術委員會鋼筋混凝土用鋼分會)執行 ,主管部門為中國鋼鐵工業協會。于2018年2月6日發布,同年11月1日實施。
GB/T 38937-2020
2020年,國家標準《鋼筋混凝土用鋼術語》 由TC183(全國鋼標準化技術委員會)歸口,TC183SC7(全國鋼標準化技術委員會鋼筋混凝土用鋼分會)執行 ,主管部門為中國鋼鐵工業協會。該標準修改采用ISO國際標準:ISO 16020:2005。該標準于2020年6月2日發布,同年12月1日實施。
GB/T 28900-2022
2022年10月12日,國家發布實施標準《鋼筋混凝土用鋼材試驗方法》GB/T 28900-2022由TC183(全國鋼標準化技術委員會)歸口,TC183SC7(全國鋼標準化技術委員會鋼筋混凝土用鋼分會)執行 ,主管部門為中國鋼鐵工業協會。該標準修改采用ISO國際標準:ISO 15630-1:2019。
GB/T 1499.3-2022
2023年5月1日,國家實施標準《鋼筋混凝土用鋼 第3部分:鋼筋焊接網》 由TC183(全國鋼標準化技術委員會)歸口,TC183SC7(全國鋼標準化技術委員會鋼筋混凝土用鋼分會)執行 ,主管部門為中國鋼鐵工業協會。
優點
強度高、塑性好
在強度方面,與傳統的鋼筋相比,新亞級熱軋帶助鋼筋的強度提高了20%,強屈比不小于1.25;在塑性方面,標準規定新Ⅲ級熱軋帶助鋼筋的伸長率>14%而實際上新亞級HRB鋼筋的平均伸長率可達20%左右。換言之,新血級熱軋帶助鋼筋的優點在于,此產品在強度提高的前提下,塑性指標并未隨著強度的提高而降低。
節省鋼材
由于此產品強度較高,與傳統的鋼筋用量相比可以減少鋼筋的用量,一般節材可達15%左右,節省了6 結論工程的用鋼量,降低了工程總成本,給用戶帶來較大的經濟實惠。
工藝性能優良
建筑結構用鋼特別要求鋼筋具有優良的冷彎性能,目前我國大量使用的Ⅱ級鋼筋,其鋼種為20MnSi.不僅強度低,冷彎性能也不理想,鋼筋在彎折時,往往在彎折部位出現微細裂紋,使鋼筋強度降低,降低了作用效應,給工程質量造成隱患:對400MPa新亞級HRB鋼筋的性能檢測表明,冷彎性能全部合格。
力學性能優良
新Ⅲ級熱軋帶肋鋼筋除了強度高以外,顯著改善了Ⅱ級鋼筋其它力學性能的不足,避免了Ⅱ級鋼筋尺寸效應大,大直徑強度下降的問題,同時也避免了Ⅱ級鋼筋應變時延伸率下降的問題。
焊接性能良好
由于400MPa新亞級熱軋帶肋鋼筋的碳當量低,更易于焊接,并且焊接性能良好,性能檢測時,電弧焊、閃光對焊的合格率為100%。
規格齊全
高速線材軋機現可生產直徑為6~50mm的新Ⅲ級HRB鋼筋,打破了目前小直徑10mm以下只有光圓級鋼筋的局面,節約了資金,同時適應我國鋼筋生產的使用經驗和要求。
參考資料 >
江蘇省鹽城市市場監管局發布建筑用鋼筋產品質量監督抽查分析報告.中國質量新聞網.2024-02-05
國內螺紋鋼行業集中度低產能分散.中國經濟網.2024-02-05
孫朝暉委員:建議全國“一盤棋”堅定不移地推進貫徹執行鋼筋新國標.中國冶金報.2024-02-06
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