氯盐环境下钢筋HRB400的腐蚀行为与力学性能研究

为了给工程安全使用提供借鉴,采用浸泡腐蚀法研究钢筋HRB400在3.5%NaCl溶液中裸露和镶入混凝土2种环境下腐蚀行为及腐蚀后的力学性能,对于钢筋HRB400镶入混凝土这种环境,采用制作钢筋混凝土及模拟混凝土孔隙液2种方法,首先将裸露和镶入混凝土2种情况下的钢筋HRB400浸泡在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,并将钢筋HRB400浸泡在饱和氢氧化钙溶液中[加入3.5%(质量分数)NaCl溶液],然后分别计算不同腐蚀时间下各钢筋HRB400相应的失重率、腐蚀率,最后采用MTS试验机测试钢筋HRB400腐蚀后的力学性能。结果显示:随着浸泡腐蚀时间延长,3种环境下的钢筋HRB400平均腐蚀速率逐渐降低,失重率增加,屈服强度、抗拉强度均下降,钢筋HBR400在3.5%NaCl溶液中裸露或镶入混凝土时伸长率随浸泡时间延长而降低,在饱和氢氧化钙(加入3.5%NaCl)中则呈现有升有降趋势。

HRB635级高强钢筋与C70高强混凝土黏结锚固性能试验研究

目的 研究HRB635级高强钢筋与C70高强混凝土之间黏结锚固性能,为工程应用提供参考。方法 设计制作了5组45个直锚试件进行拉拔试验,分析了锚固长度、配箍率、混凝土保护层厚度等因素对锚固性能的影响。结果 试件极限承载力随配箍率和锚固长度的增加而增加,但当箍筋率ρsv大于1.26%,锚固长度la大于15d后,配箍率和锚固长度的增加不再对试件极限承载力产生明显的影响;对于未配置箍筋的试件,当试件保护层厚度从2d增加到3d时,试件极限承载力随着保护层厚度的增加而增加,但当保护层厚度大于3d后,保护层厚度的增加对试件极限承载力基本没有影响。结论 在进行HRB635级高强钢筋和C70高强混凝土试件设计时,锚固长度可按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中相关公式进行计算,且具有足够的安全储备。

HRB400级钢筋母材疲劳性能试验及P-S-N曲线确定

针对HRB400、HRBF4002种型号及16 mm、20 mm、25 mm、32 mm 4种不同直径的钢筋母材,研究了高强钢筋母材疲劳性能的试验,其应力比为0.4。通过试验结果对比分析不同直径对钢筋疲劳性能的影响,利用数据统计方法对试验结果进行了统计分析并获得了S-N和P-S-N曲线。试验结果表明:对于HRB400与HRBF4002种型号的钢筋来说,其均具有随钢筋直径增大,钢筋母材的疲劳性能不断降低的规律;对比HRB400与HRBF4002种型号的钢筋母材疲劳性能发现,HRBF400级钢筋母材疲劳性能优于HRB400级;分析HRB400与HRBF4002种型号高强钢筋不同直径的总体数据样本,发现400级高强钢筋在中长寿命区的m值约为5.346,同时确定了总体样本下的P-S-N曲线,为400级高强钢筋在后续的疲劳设计及工程建设等方面提供了理论参考。

HRB600钢筋钢纤维混凝土梁受弯承载力试验研究

将钢纤维掺入到HRB600高强钢筋混凝土梁中,可以有效改善HRB600高强钢筋混凝土梁的受弯力学性能。通过改变钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度和纵筋配筋率,研究了7根HRB600钢筋混凝土梁的受弯性能,以及各试件的破坏形态、跨中挠度和纵筋应变随钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度和纵筋配筋率的变化规律,探讨了受弯承载力的计算方法。结果表明:HRB600钢筋钢纤维混凝土梁的受弯力学性能与普通钢筋混凝土梁相似,截面应变分布符合平截面假定,受弯承载力随着钢纤维体积率、钢纤维混凝土强度以及配筋率的增加而增大,其中钢纤维掺量的提升幅度比钢纤维混凝土强度明显。普通钢筋钢纤维混凝土梁的正截面受弯承载力公式同样可用于HRB600高强钢筋钢纤维混凝土梁的受弯承载力计算,受弯承载力实测值与计算值吻合较好。

配置HRB635高强钢筋的混凝土梁受弯性能试验研究

对11根配置HRB635高强钢筋的足尺混凝土梁进行受弯性能试验,研究了配置HRB635高强钢筋梁的受力过程、破坏模式以及承载力和变形能力,并评估了我国混凝土规范中受弯构件受弯承载力和最大裂缝宽度计算公式在高强钢筋混凝土梁中的适用性。试验结果表明:配置HRB635高强钢筋的混凝土梁受力性能和破坏形态与普通钢筋混凝土梁基本一致,均为高强钢筋首先受拉屈服,最后受压区混凝土压碎破坏,高强钢筋的强度能够充分发挥;根据我国混凝土规范计算得到的试验梁的极限弯矩值与实测值之间较为接近,说明高强钢筋梁的正截面受弯承载力仍可按现行混凝土规范进行计算;正常使用极限状态下试验梁的最大裂缝宽度均超过了短期荷载作用下受弯构件的裂缝宽度限值,说明高强钢筋梁的设计存在由正常使用极限状态而非承载能力极限状态控制的情况;按照混凝土规范中最大裂缝宽度的计算公式计算结果与实测结果差别不大,计算值略大于实测值。

HRB400钢筋与UHPC锚固可靠度分析及锚固设计研究

为给桥梁工程中HRB400钢筋与超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)锚固设计提供依据,对两者间的粘结性能及锚固长度进行研究。根据中心拔出试验中54个不同参数HRB400钢筋与UHPC锚固试件的粘结强度结果,回归得到粘结强度计算公式;在此基础上利用中心点法进行锚固可靠度分析与基本锚固长度计算,并与国内外规范基本锚固长度计算结果进行对比。结果表明:《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)和CEB-FIB Model Code 2010计算的基本锚固长度接近,与中心点法相比偏大、偏安全;基于锚固长度计算结果,给出不同保护层厚度下基本锚固长度和钢筋断裂最小锚固长度建议值;提出UHPC相对保护层厚度为0.5时,可采用《混凝土结构设计规范》计算HRB400钢筋与UHPC基本锚固长度和钢筋断裂最小锚固长度;UHPC相对保护层厚度为1.0、1.5、2.0时,可通过修正《混凝土结构设计规范》计算结果取值,基本锚固长度修正系数分别可取0.8、0.65、0.55,钢筋断裂最小锚固长度修正系数分别可取0.85、0.7、0.6。

HRB500E钢筋表面氧化铁皮鼓起原因及措施

对HRB500E钢筋表面氧化铁皮鼓起原因进行分析,因终轧温度高,轧后穿水能力不足,冷却速度慢,水压偏低不足以击穿钢筋表面蒸汽膜,致使水蒸气和高温钢筋接触而形成。提出解决措施:通过对轧后穿水设备进行改造,增加防穿水防护罩及特制的排气烟囱,提高终轧后穿水强度,增大水量,减少水蒸气产生并及时排出;优化轧制工艺,降低上冷床温度,钢筋表面氧化铁皮鼓起现象消除,产品质量提升。

HRB600E动态再结晶临界条件及动力学模型的构建

利用Gleeble-3500热模拟实验系统对HRB600E高强抗震钢筋进行研究,考察了变形温度为850~1000℃、应变速率为0.01~10.00 s^(-1)、最大变形量为60%条件下的动态再结晶行为。通过双曲正弦形Arrhenius关系计算HRB600E高强抗震钢筋变形激活能为232 kJ/mol。根据加工硬化原理和Cingara-McQueen流变应力模型得出的数据可以看出两者在动态再结晶的起始临界应力和应变处表现出相当高的一致性,但Cingara-McQueen流变应力模型得到的临界应力值较高。引入Z参数求出临界应力应变与Z参数的关系式为ε_(c)=0.0016Z^(0.18),σ_(c)=1.16 Z^(0.166)。优化Avrami等学者提出的动态再结晶动力学模型,计算出不同条件下的动态再结晶分数,并对计算结果与实验值比较,发现二者具有显著的相关性。

提升HRB400E盘条钢筋抗震性能的工艺改进实践

针对小规格HRB400E盘条钢筋出现的抗震指标Agt值不稳定,有部分甚至出现低于国标的现象,对盘条生产工艺控制成分、控轧控冷等因素进行了分析,通过试验结果对比分析,认为抗震指标不合格主要是由钢的金相组织异常所致。为此,提出了相应的改进方案,并取得了较好的效果。

UHPGC与HRB600钢筋粘结-滑移本构模型研究

通过对16组不同直径、不同粘结长度的HRB600钢筋与UHPGC(超高性能玻璃砂混凝土)的拉拔试验,研究钢筋直径、粘结长度、加载速率和养护周期等因素对粘结强度的影响规律。通过进一步整理试验数据,对试验中的混凝土抗压强度、钢纤维体积掺量、玻璃砂替换率、钢筋直径、粘结长度以及保层厚度等主要影响因素,与试件的极限粘结强度进行拟合分析,得到UHPGC与HRB600高强钢筋的粘结滑移本构模型,为该类型结构体系的实际应用提供理论参考。

HRB500E细晶粒热轧抗震钢筋生产工艺及品种开发

根据抚顺新钢铁公司现有新棒材生产线工艺和装备条件,采用钒氮合金强化作用机制,充分利用控制轧制与控制冷却工艺,实现热轧抗震钢筋的细晶强化和析出强化。通过合理调控道次变形量、变形温度、变形速度和冷却速度,成功开发出了Φ20~Φ32 mm规格、强屈比≥1.25、轧后组织晶粒度不粗于9级的HRB500E细晶热轧抗震钢筋,钢筋机械性能全部满足国标对抗震钢筋的技术要求。

HRB400钢降低转炉出钢温度的生产实践

为解决出钢温度过高引发的钢中氧含量增加、合金收得率降低、炉衬砖侵蚀加剧并最终影响产品质量等系列问题,通过建立转炉热力学平衡静态计算参考模型、减少非工作时间缩短转炉的冶炼周期、增加炉后合金烘烤、提高钢包使用寿命、减少在线钢包使用个数等措施,实现了HRB400出钢温度的稳步下降,取得了显著的降本效果和经济效益。

铌钒微合金化HRB500E钢筋轧制工艺研究

使用Gleeble 3800热模拟仪研究铌钒微合金化HRB500E钢筋的连续冷却相变行为,并在不同加热温度下进行生产试制。热模拟试验结果显示,钢筋加热至1 200℃,在1 050℃变形,冷却速率为0.8℃/s的工艺下,铁素体体积分数为43.7%,铁素体晶粒尺寸为10.8μm,珠光体体积分数为56.3%,珠光体团尺寸为22.4μm。实际生产中,加热至1 200℃,在1 000℃上冷床空冷,HRB500E钢筋显微组织由铁素体和珠光体组成,屈服强度大于500 MPa,抗拉强度大于650 MPa,强屈比大于1.25,断后伸长率大于16.0%,最大力总延伸率大于9.0%,符合国家标准要求。

HRB400E含铬带肋钢筋的研发生产

介绍了HRB400E含铬钢筋的化学成分、冶炼方法、轧制工艺、产品力学性能、金相组织和应用效果。采用转炉出钢过程加铬铁和吹氩精炼的方法,实现了w(Cr)=0.32%~0.42%带肋钢筋的冶炼,Cr元素吸收率达到90%。轧钢方面,采用微合金化钢坯热轧生产工艺,含铬钢筋产品的力学性能完全满足协议要求;采用低成本控轧控冷生产工艺,轧件冷却过程中易出现贝氏体组织,延伸率指标达不到标准要求。

基于相变热模拟方法的工艺调控对HRB400E组织和性能影响的研究

线材是钢材加工中一种最基本的原料,通常线材的直径为5.5~16 mm。高速线材轧制后的冷却控制方式方法,直接影响线材产品的金相组织组成及晶粒度的大小,是决定产品机械性能的关键因素,也决定了线材产品的质量优劣,针对6规格HRB400E钢筋出现延伸率不合问题,并达到精准调控组织目的,采用DIL 805L热膨胀仪进行试验,并利用EBSD确定相应相比例;并根据试验结果优化控冷工艺。试验结果表明,冷却速率为3℃/s时,开始出现贝氏体组织,冷却速率为20℃/s时,出现马氏体组织,且优化控冷工艺后,解决了6规格HRB400E钢筋出现延伸率不合问题,并进一步优化了成本。

HRB500E钢筋屈服强度偏低原因分析与探讨

针对某厂生产的HRB500E热轧带肋钢筋在做金属材料室温拉伸试验时出现屈服强度偏低,且拉伸断口上存在肉眼可见近似圆形凹坑(白斑)的问题,采用扫描电镜及能谱分析仪、金相显微镜对HRB500E热轧带肋钢筋的显微组织、断口形貌进行了分析。发现导致该钢筋屈服强度偏低的原因是显微组织中存在两处贝氏体组织聚集条带,且该贝氏体组织聚集带也是造成拉伸断口上出现白斑的根源。

HRB500E高强度抗震热轧钢筋的研发与生产

针对采用单一钒微合金化工艺生产时抗拉强度提升不明显,强屈比不合的问题,本文成分设计利用钒铌复合微合金化的工艺优化钢材的性能关系,在现有工艺不变的情况下,成功开发了φ12 mm、φ32 mm规格高强度螺纹钢。

铌钒复合高强屈比HRB500E钢筋生产技术开发

国内厂家在生产HRB500E钢筋的过程中均存在强屈比偏低或者少量不合现象。文章对工业试制的铌钒复合钢筋和钒氮钢筋进行了对比试验,结果表明,采用铌钒复合工艺后,钢筋强屈比提高0.04,由于铌元素的存在,推迟了铁素体相变,珠光体含量增加了约10个百分点,使得钢筋抗拉强度提高;由于加入铌后,钒氮合金加入量相对减少,从而降低了钒氮合金析出强化、细晶强化效果,钢筋的屈服强度略有下降。实践表明,采用铌钒复合工艺后,钢筋的强屈比明显提高,HRB500E钢筋抗震性显著提高。

HRB600级钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

为研究配置HRB600级钢筋混凝土梁的抗弯性能,文章设计制作12根不同配筋率的HRB600级钢筋、C50混凝土梁,采用三分点静力加载的方式,对试件的破坏形态、钢筋强度设计值取值、极限承载力、跨中挠度及裂缝宽度等进行试验研究。结果表明,配置HRB600级钢筋混凝土梁的受力形态、破坏模式与普通钢筋混凝土梁相同,其极限承载力仍然可以按照相关规范公式进行计算;建议对于受弯构件,HRB600级钢筋的屈服强度标准值取600 MPa,抗拉强度设计值取520 MPa,抗压强度设计值取435 MPa;对比跨中挠度实测值与相关规范计算值,发现两者在正常使用阶段吻合良好;试件实测最大裂缝宽度值比相关规范计算值大,在此结果基础上提出最大裂缝宽度调整系数k,对短期荷载作用下最大裂缝宽度计算公式进行修正,调整后得到的计算值与实测值吻合度较高。

HRB600级钢筋最大力总延伸率的测试方法及不确定度评定

采用引伸计法与手工法对HRB600级钢筋的最大力总延伸率进行测试,分析了两种不同的测试方法对测试结果的影响,对手工法测试最大力总延伸率的不确定度进行了评定。结果表明:手工法测试最大力总延伸率的结果大于引伸计法测试最大力总延伸率的结果;测试位置对手工法的测试结果有较大的影响,随着与断口的距离逐渐增大,试样的最大力总延伸率逐渐变小;当区间的置信概率为95%时,手工法测试最大力总延伸率的不确定度评定结果为4%。