三级螺纹钢

为热轧带肋钢筋的一种

三级螺纹钢

三级螺纹钢(HRB400的钢筋旧称三级螺纹钢)为热轧带肋钢筋的一种。在建筑业中,三级螺纹钢是过去的叫法。生产厂家在中国主要分布在华北和东北,这两个地区约占螺纹钢总产量50%以上。[3]在三级螺纹钢行业中,存在四种主要的牌号,分别是HRB400、HRB400E、HRBF400和HRBF400E。其中,HRB400和HRB400E归类于普通热轧钢筋,而HRBF400和HRBF400E则属于细晶粒热轧钢筋。这些牌号代表了钢筋的不同生产工艺和性能特点,为建筑行业提供了多样化的材料选择。[4]在2000年前,中国大量使用一级螺纹钢筋、二级钢筋的状况已不适应建筑行业的要求,更无法与国际接轨。2000年7月,中国开始推广应用三级螺纹钢,在建设部和冶金局的指导下,一些试点单位开始在工业和民用多层、高层建筑及大型构筑物中应用三级螺纹钢(新Ⅲ级钢筋)。这些应用取得了良好的社会和经济效益,并积累了丰富的使用经验。[1][0]

三级螺纹钢(HRB400的钢筋旧称三级螺纹钢)为热轧带肋钢筋的一种。在建筑业中,三级螺纹钢是过去的叫法。生产厂家在中国主要分布在华北东北,这两个地区约占螺纹钢总产量50%以上。[4]在三级螺纹钢行业中,存在四种主要的牌号,分别是HRB400、HRB400E、HRBF400和HRBF400E。其中,HRB400和HRB400E归类于普通热轧钢筋,而HRBF400和HRBF400E则属于细晶粒热轧钢筋。这些牌号代表了钢筋的不同生产工艺和性能特点,为建筑行业提供了多样化的材料选择。[5]

在2000年前,中国大量使用一级螺纹钢筋、二级钢筋的状况已不适应建筑行业的要求,更无法与国际接轨。2000年7月,中国开始推广应用三级螺纹钢,在建设部和冶金局的指导下,一些试点单位开始在工业和民用多层、高层建筑及大型构筑物中应用三级螺纹钢(新Ⅲ级钢筋)。这些应用取得了良好的社会和经济效益,并积累了丰富的使用经验。[2][1]

相比一级和二级钢筋,三级螺纹钢拥有强度高、塑性好、节省钢材、工艺性能优良、力学性能优良、焊接性能良好、规格齐全等优势。[1]

研发背景

随着建筑行业的迅速发展,高层建筑等工程结构对钢筋性能的要求越来越高,抗震问题引起了普遍关注:为了满足工程建设对钢材新的要求.研制一种高强度、高塑性,综合性能好的钢筋已势在必行。随着改革开放的进一步深化以及建筑业的迅猛发展和对外交往的增多,中国大量使用1级螺纹钢筋、2级钢筋的状况已不适应建筑行业的要求,更无法与国际接轨,欧美先进国家的建筑行业用钢主要是采用微合金化技术生产的强度高、塑性好、综合性能好的400MPa、500 MPa的钢筋,即新Ⅲ级,新Ⅳ级钢筋。为了适应市场经济的发展以及提高,中国开始研发强度高、塑性好的三级螺纹钢。[1][2]

推广应用

2000年7月19日至20日建设部,国家冶金局建筑用钢技术协调组秘书组,建筑部科技司和国家冶金工业局规划发展司在北京召开了"全国400MPa热轧带肋钢筋推广应用试点工作会议" 。[2]由建设部和冶金局指定的几个试点单位,根据各自的条件,先后将三级螺纹钢(新Ⅲ级钢筋)应用于各和工业与民用的多层、高层建筑及大型构筑物,取得了较好的社会、经济效益,积累和总结出了使用三级螺纹钢的经验。[2]

研究发展

天津天钢集团有限公司高速线材厂为例,2001年年初,天津天钢集团有限公司高速线材厂专门成立了新亚级热轧带肋钢筋的开发研制小组,对华北地区的建筑行业的用户进行了专门的走访,而且对已生产过新Ⅲ级热轧带助钢筋的兄弟厂家进行了技术学习和经验交流,从2001年5月到年底,先后开发试制了三级螺纹钢。经国家权威机构检测,产品外型尺寸及性能指标全部符合国家标准,经过半年来的市场开发,至2002年从生产技术及设备条件具备了规模生产三级螺纹钢的条件。[1]

主要分类

钢筋根据其屈服强度特征值被划分为400、500、600三个等级。在这些等级中,HRB400被归类为三级钢筋。值得注意的是,HRB400和HRB400E属于普通热轧钢筋类别,而HRBF400和HRBF400E则属于细晶粒热轧钢筋类别。这些分类基于钢筋的机械性能和制造工艺,为建筑工程提供了不同强度和用途的材料选择。[3][5]

HRB400

Hrb400属于三级钢筋,其命名由“HRB”和屈服强度特征值组合而成。在钢筋力学性能的分类中,钢筋被分为1至4级,每一级都有其特定的类型和标识。Hrb400钢筋是一种螺纹钢筋,其屈服强度高达400MPa。这种钢筋不仅强度高,还具备良好的工艺性能、焊接性能和延展性,同时对锈蚀的抵抗能力也很强。因此,Hrb400钢筋在土木工程领域得到了广泛的应用。[5][1]

HRB400E

HRB400E钢筋,这款带E标识的钢筋,是新规范中定义的抗震钢筋。其命名中的“HRB”代表热轧带肋钢筋,而“E”则标志着其优异的抗震性能。HRB400E钢筋的屈服强度达到400MPa,展现出强大的结构支撑力。在建筑工地上,HRB400E钢筋通常被称为三级钢筋。由于其表面带有螺旋纹肋痕,它也被称作三级螺纹钢。虽然很多时候人们会简化称其为HRB400,但在实际采购中,为了确保其抗震性能,规范的说法是三级抗震钢筋或三级抗震螺纹钢筋。[5][1]

HRBF400

HRBF400是一种细晶粒热轧钢筋,其命名中的“HRBF”代表了热轧带肋钢筋的英文缩写,并在其后加上了“细”的英文(Fine)的首位字母。这种钢筋的屈服强度特征值构成了其命名的一部分,展现了其独特的性能特点。细晶粒结构使得HRBF400钢筋在机械性能和工艺性能方面表现较好,满足了多种土木工程需求。[5]

HRBF400E

HRBF400E钢筋的命名融合了多个元素。其中,“HRBF”是在热轧带肋钢筋的英文缩写后,加上了“细”的英文(Fine)的首位字母,这表明了它属于细晶粒热轧钢筋的类别。而“E”则取自“地震”(Earthquake)的英文首位字母,标志着这款钢筋具有优异的抗震性能。[5]

生产工艺

三级螺纹钢是指由轧钢厂生产的钢筋混凝土用热轧带肋钢筋:不是指由成品钢材再次加工的“冷拉”,“冷轧”、“冷拔”,“冷螺旋"钢筋,其牌号为HRB400,建筑设计时,其抗拉强度设计值为360MPa比L550级冷加工钢材和Ⅱ级钢筋抗拉强度设计值都高,延伸率8为14%,强屈比为1.25。其技术要求、产品标准详见国家标准GB1499-1998:由于此产品由轧钢厂一次成活,并且采用了较先进的穿水冷却工艺,而且未经过一次加工,因此质量容易保证.成本低.价格便宜、供货性能稳定。[1]

轧制工艺流程

加热→粗轧机组→6剪→中轧机组→12剪一预精轧前侧活套一预精轧机组一预水冷+均温一16剪一精轧前侧活套→V型精轧机组一水冷+均温一夹送辑丝一大风量斯太尔摩gǔn风冷控制一集卷一检验一打包→成品入库。轧、控冷轧制的合理配置在高速线材轧机中更能体现高速线材轧机的优越性,新亚级热轧带肋钢筋由于在其化学成分中加入了微合金元素,因此这种钢筋只有与相应的轧制工艺相配合,才能充分发挥微合金元素强韧性的效果。[1]

主要成分

碳:提高钢的含碳量,可提高钢的强度性能,但使钢焊接性能、冷弯性能变差。
可使钢强度极限显著提高,但使钢的冷脆性、焊接性能、冷弯性能变差。
硫对钢的绝大部分性能起有害作用。
氧对钢的绝大部分性能均有不利影响。
锰能显著提高钢的强度极限,但使钢的伸长率降低,含量过高,焊接性能变差。
硅能提高钢的屈服强度,但含量过高时增加钢的冷脆性、焊接性能变差。
氮会使钢的大部分性能变坏。

参考资料[1][5]

性能参数

名称概述
螺纹肋钢筋带有不连续的外螺纹横肋的直条钢筋。该钢筋在任意截面处,均可用带有匹配形状内螺纹螺母的锚具(或连接器)进行锚固(或连接)
螺纹肋钢筋表面及截面形状
螺纹肋钢筋表面及截面形状

月牙肋钢筋横肋的纵截面呈月牙形,且与纵肋不相交的钢筋。
3条螺旋槽和6条螵旋钢棒
3条螺旋槽和6条螵旋钢棒

带肋钢筋(钢棒)横截面通常为圆形,且表面带肋的钢筋(钢棒),
带肋钢筋(钢棒)
带肋钢筋(钢棒)
螺旋槽钢沿着表面纵向,具有规则间隔地连续螺旋凹槽的钢棒
钢筋桁架示意图
钢筋桁架示意图

上弦钢筋钢筋桁架上部的纵向直钢筋
月牙肋钢筋表面及截面形状
月牙肋钢筋表面及截面形状

间距焊接网中同一方向相邻钢筋(钢丝)中心线之间的距离。对于并筋,中心线为两根钢筋(钢丝)接触点的公切线
间距
间距

伸出长度纵向、横向钢筋超出焊接网片最外边横向、纵向钢筋中心线的长度。
伸出长度(m)
伸出长度(m)
参考资料[6]

GB/T1499.2-2018

2018年,在中国经济发展由高速增长阶段转向高质量发展阶段,颁布热轧带肋钢筋新国标GB/T1499.2-2018(以下简称:钢筋新国标),自2018年11月1日起,国内钢铁企业生产热轧带肋钢筋执行新国标,取代旧国标GB1499.2-2007,旨在利用先进标准引领产品、工程和服务质量的提升。钢筋新国标对于钢铁行业化解过剩产能、淘汰落后产能、提升产品质量和高端产品的供给能力具有重要意义。[7]该国家标准《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》 由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC7(全国钢标准化技术委员会钢筋混凝土用钢分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。于2018年2月6日发布,同年11月1日实施。[8]

GB/T 38937-2020

2020年,国家标准《钢筋混凝土用钢术语》 由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC7(全国钢标准化技术委员会钢筋混凝土用钢分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。该标准修改采用ISO国际标准:ISO 16020:2005。该标准于2020年6月2日发布,同年12月1日实施。[9]

GB/T 28900-2022

2022年10月12日,国家发布实施标准《钢筋混凝土用钢材试验方法》GB/T 28900-2022由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC7(全国钢标准化技术委员会钢筋混凝土用钢分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。该标准修改采用ISO国际标准:ISO 15630-1:2019。[10]

GB/T 1499.3-2022

2023年5月1日,国家实施标准《钢筋混凝土用钢 第3部分:钢筋焊接网》 由TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC7(全国钢标准化技术委员会钢筋混凝土用钢分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。[11]

强度高、塑性好

在强度方面,与传统的钢筋相比,新亚级热轧带助钢筋的强度提高了20%,强屈比不小于1.25;在塑性方面,标准规定新Ⅲ级热轧带助钢筋的伸长率>14%而实际上新亚级热轧带肋钢筋的平均伸长率可达20%左右。换言之,新血级热轧带助钢筋的优点在于,此产品在强度提高的前提下,塑性指标并未随着强度的提高而降低。[1]

节省钢材

由于此产品强度较高,与传统的钢筋用量相比可以减少钢筋的用量,一般节材可达15%左右,节省了6 结论工程的用钢量,降低了工程总成本,给用户带来较大的经济实惠。[1]

工艺性能优良

建筑结构用钢特别要求钢筋具有优良的冷弯性能,目前我国大量使用的Ⅱ级钢筋,其钢种为20MnSi.不仅强度低,冷弯性能也不理想,钢筋在弯折时,往往在弯折部位出现微细裂纹,使钢筋强度降低,降低了作用效应,给工程质量造成隐患:对400MPa新亚级热轧带肋钢筋的性能检测表明,冷弯性能全部合格。[1]

力学性能优良

新Ⅲ级热轧带肋钢筋除了强度高以外,显著改善了Ⅱ级钢筋其它力学性能的不足,避免了Ⅱ级钢筋尺寸效应大,大直径强度下降的问题,同时也避免了Ⅱ级钢筋应变时延伸率下降的问题。[1]

焊接性能良好

由于400MPa新亚级热轧带肋钢筋的碳当量低,更易于焊接,并且焊接性能良好,性能检测时,电弧焊、闪光对焊的合格率为100%。[1]

规格齐全

高速线材轧机现可生产直径为6~14mm新Ⅲ级热轧带肋钢筋,打破了目前小直径10mm以下只有光圆】级钢筋的局面,节约了资金,同时适应我国钢筋生产的使用经验和要求。[1]

参考资料 11

  1. 参考 1
  2. https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=0bebd5b94351d96ec1ed6ec837abb732&site=xueshu_se
  3. 江苏省盐城市市场监管局发布建筑用钢筋产品质量监督抽查分析报告 — 中国质量新闻网
  4. 国内螺纹钢行业集中度低产能分散 — 中国经济网
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 孙朝晖委员:建议全国“一盘棋”坚定不移地推进贯彻执行钢筋新国标 — 中国冶金报
  8. 全国标准信息公共服务平台
  9. 全国标准信息公共服务平台
  10. 全国标准信息公共服务平台
  11. 全国标准信息公共服务平台
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