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。

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。

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。

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。

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。

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。

HRB400E抗震钢筋拉压循环本构关系

对新型抗震钢筋HRB400E进行单调拉伸及循环加载试验,研究其单调性能、滞回性能、延性特征等,为对比抗震钢筋与普通钢材力学性能的区别,同时进行Q355B钢材的单调拉伸及循环加载试验,并基于能量耗散系数评价不同钢材的耗能能力。采用Ramberg-Osgood模型拟合得到两类钢材的循环骨架曲线,进一步探究随动强化参数对数对滞回曲线模拟效果的影响,并根据循环加载试验结果标定得到Voce-Chaboche模型的混合强化参数,利用ANSYS有限元软件对不同加载制度下的滞回曲线进行模拟。结果表明:HRB400E抗震钢筋的能量耗散系数大于普通钢材Q355B,小于高强钢Q460D以及低屈服钢LYP100、LY100、LY160、LY225;循环荷载作用下,抗震钢筋和普通钢材的材料强度均有明显提升;取4对随动强化参数时,模拟曲线与试验曲线的吻合度最高;采用标定得到的混合强化参数可准确模拟两种钢材在不同循环加载制度下的滞回性能,为今后准确模拟HRB400E钢材在地震作用下的抗震性能提供了参考。

HRB400E螺纹钢冷弯断裂原因分析及改进措施

针对某一建筑工程使用螺纹钢HRB400E时出现了冷弯断裂的情况,选择断裂试样,开展了光谱分析、物理性能检验、端口宏观扫描、金相组织检验、夹杂物评级等方式,发现钢筋中锰、硅元素分布不均匀,金相组织存在粒状贝氏体异常组织,且钢中存在大量硅铝酸盐夹杂,从而造成冷弯断裂的情况,并据此提出冶炼、连铸、轧钢工序的改进措施。

轨道桥梁HRB400钢筋疲劳特性研究

为研究轨道桥梁工程HRB400钢筋的疲劳性能,本文开展了不同直径(16、32 mm)下的HRB400钢筋疲劳试验。首先分析了不同钢筋夹持处理方法的优缺点,然后基于物理模型试验和双折线数学模型构建了不同直径钢筋的疲劳性能S-N曲线,最后研究了直径效应对HRB400钢筋疲劳特性的影响规律。研究结果表明:1)相比去肋光滑处理和螺纹处理方法,铣扁法处理夹持段的试验成功率更高;2)双折线模型能有效描述钢筋疲劳性能演化过程段部位;3)HRB400钢筋于同一应力范围下的疲劳寿命随钢筋直径的增加而减小。本文研究成果可为HRB400钢筋于轨道桥梁工程中的应用提供一定的理论参考。

HRB400E小直径钢筋调直前后性能试验分析

由于经济的飞速发展,钢筋被大量使用到建筑中,但是某些小直径钢筋为了运输方便,其中在混凝土结构中所用的钢筋直径是10mm的细直径钢筋,是用盘卷的方式存在的,使用之前应调直,然而调直前后的质量及性能会有变化,本人从调直前后的屈服、拉伸、最大力总伸长率、强屈比及超强比等方面进行比较,并对试验结果进行分析,以此提出几点要求,仅供参考。

20 MnSiNb HRB400钢筋生产实践

针对微合金元素Nb的强化机理及宣钢棒材生产的工艺特点,研究了化学成分及轧制工艺参数对钢筋性能的影响,确定了钢筋的化学成分要求w（Ceq）≥0.39%,Nb的质量分数为0.02%～0.04%,轧制要求单线轧制不进行轧后穿水冷却,切分轧制轧后穿水冷却,冷却水量250～280 m3/h.通过回归分析,轧后不穿水时,钢中增加Nb的质量分数为0.01%,可提高钢筋屈服强度达17 MPa,抗拉强度15 MPa.工业化生产的20MnSiNb钢筋屈服强度达到了405～505 MPa,抗拉强度达到了585～655 MPa.

HRB400级钢筋焊接网剪力墙试验研究

介绍了 4片以HRB40 0级钢筋焊接网作为分布筋的矩形、工形和T形截面的中、高剪力墙在反复水平荷载作用下的试验。试件按《建筑抗震设计规范》GB50 0 1 1— 2 0 0 1设置约束边缘构件 ;研究了在中、高轴压比下的剪力墙受弯承载力、变形能力、延性及破坏形态等性能。结果表明 ,剪力墙具有较大的延性和耗能能力 ,为HRB40 0级钢筋用作抗震剪力墙的分布筋提供了试验依据。

钒氮微合金化HRB400钢筋的工业试制

介绍了马钢钒氮微合金化HRB400钢筋的工业试制情况。研究了钒氮微合金化对钢筋性能的影响,分析了微合金化工艺与钢筋显微组织及增氮、节钒效果的关系。研究表明:马钢钒氮微合金化HRB400钢筋的生产工艺稳定、可靠,试制的HRB400钢筋的性能不仅满足要求,且波动小、强屈比高。

不同强化工艺下HRB400螺纹钢筋力学性能及组织分析

对国内钢材市场选取的含Nb合金化与非合金化HRB400钢筋进行力学性能及微观组织分析。结果表明,非合金化钢筋的屈服强度及抗拉强度均高于含Nb合金化钢筋,而含Nb钢筋的Rel/Rm以及Rel/400值则优于非合金化钢筋;非合金化钢筋与含Nb合金化钢筋的边部组织分别为马氏体组织与贝氏体+珠光体组织;同时,通过高倍透射电镜观察含Nb钢筋析出物形貌,含Nb钢筋中有大量细小弥散碳化物。由于细晶强化及析出强化的共同作用,含Nb钢筋的抗震性能优于非合金化钢筋,塑韧性得到良好匹配。

建筑用抗震钢HRB400EⅢ级钢筋焊接接头的低周疲劳性能

采用轴向应变控制方法,在MTS809拉扭复合疲劳试验机上开展了HRB400EⅢ级钢筋母材及焊接接头的低周疲劳试验,获得了母材及焊接接头的低周疲劳性能,如循环应力响应特征、循环应力-应变关系以及寿命预测公式等。通过断口电镜扫描发现,HRB400EⅢ级钢筋焊接接头的裂纹萌生于试件表面,且存在多处裂纹源。研究结果表明,焊接接头与母材的低周疲劳寿命及微观断裂机理方面均存在明显差异,并从力学性能变化的角度对引起差异的原因进行了解释。

微合金化HRB400级钢筋的研制与应用

新修订的《混凝土结构设计规范》已将HRB4 0 0级钢筋作为混凝土结构中的主导钢筋 ,结合首钢总公司对HRB4 0 0级钢筋的研制和生产 ,介绍了其微合金化机理、性能和工程应用。采用钒氮微合金化工艺生产的HRB4 0 0级钢筋强度高、延性好、焊接性能良好、质量稳定、强度价格比高。试设计表明 ,将其应用于混凝土工程具有良好的经济效益和社会效益。

HRB400级钢筋混凝土连续梁的试验分析

通过4根HRB400级钢筋混凝土两跨连续梁的试验,观测了试件的破坏形态及变形特征,对试验结果进行了讨论和分析,研究这种结构的塑性内力重分布特点.试验研究结果表明,HRB400级钢筋混凝土两跨连续梁能够达到完全的弯矩重分布,并且具有足够的调幅能力,能达到设计的调幅系数.提出了这种结构弯矩调幅值应将裂缝宽度作为控制条件的设计建议.

建筑钢材更新换代的HRB400 MPa新Ⅲ级钢筋

简要介绍了HRB4 0 0新Ⅲ级钢筋的性能 ,同时还给出了HRB4 0 0新Ⅲ级钢筋在工程结构设计中的具体应用方法和代换表 ,可供工程设计参考。

HRB400级钢混凝土梁裂缝宽度试验

对7根HRB400级钢筋混凝土梁和2根HRB335级钢筋混凝土简支梁进行抗弯性能试验,观测并记录了梁的裂缝发展过程和裂缝宽度。通过对试验结果的分析表明,承载力相同的HRB400级钢筋混凝土梁正常使用状态下的裂缝宽度大于HRB335级钢筋混凝土梁。经分析对比,提出梁正常使用状态下裂缝宽度的公式,对裂缝宽度实测值、建议公式计算值和现有规范公式计算值的比较表明,建议公式计算值相对试验值有一定富余。