高铬镍铁水生产HRB400高强钢筋的实践

通过对高铬镍铁水在生产钢种HRB400的难题分析,对钢种HRB400钢筋的成分重新调整设计,采用降C、Mn提V+热轧工艺,降C、Mn+控轧控冷工艺两种生产工艺,产品性能参数符合国标要求,可将低生产成本100元/t。

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。

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。

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。

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。

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。

HRB400高强钢筋混凝土柱抗震性能分析

本文通过对4个HRB400高强混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行试验研究,获得高强混凝土柱的主要破坏形态、骨架曲线和滞回曲线。考虑混凝土强度、纵向配筋率的影响,分析其对滞回特性、规则化骨架曲线、刚度退化、强度退化、延性与耗能性能的影响。研究结果表明:构件的破坏形态主要为剪切型;随着混凝土强度的提高,构件开裂后刚度衰减加快,强度退化速度加快,构件总耗能增加,抗震性能变差;由循环中滞回能量与现有的延性系数关系可知数据离散性较大。本文的抗震性能分析可供工程技术人员参考。

微合金化HRB400高强度热轧钢筋的试制

HRB400高强度钢筋(%:0.19～0.25C、0.40～0.60Si、1.20～1.50Mn、≤0.040P、≤0.040S)由120 t转炉-钢包吹氩-120 mm×120 mm连铸工艺冶炼。为提高HRB400Φ12～22 mm热轧带肋钢筋的综合力学性能,冶炼时进行加5 kg/t_钢MnSiN+0.4～0.9 kg/t_钢FeV,10 kg/t_钢MnSiN+0.25～0.40 kg/t_钢FeNb和只加0.40～0.75kg/t_钢VN三种微合金化工艺试验。钢坯均热温度1150～1250℃,终轧温度≥950℃,粗轧每道次压下量≥30%,精轧每道次压下量≥15%,轧后风冷、结果表明,合适的FeV或VN加入量为0.5 kg/t_钢,合适的FeNb加入量为0.3 kg/t_钢,经V或Nb微合金化后,钢中晶粒明显细化。

HRB650E高强钢筋粘结滑移本构关系试验研究

随着建筑材料的进步与发展,高强度钢筋因其强度高、延性好、性能稳定、焊接性能好以及绿色低碳等优点,被城乡建设部等部门加快推行应用。但目前,我国现行规范对于强度在500MPa以上的钢筋在混凝土结构中的应用尚未作出明确规定。钢筋与混凝土材料的粘结锚固性能是钢筋混凝土结构设计与验算指标确定的基础,因为钢混结构的承载力与使用性能以及钢混构件的延性及耐久性都与钢筋混凝土两种材料的粘结锚固性能密切相关,所以研究高强度钢筋混凝土粘结性能对于相关规范的制定以及材料的应用推广都十分重要。目前对于强度大于600MPa的高强钢筋的粘结锚固性能的研究尚少,本文通过对16组共64个试件的拉拔试验,分别探究了保护层厚度、锚固长度与配箍率对HRB650E高强钢筋的粘结锚固性能的影响,并通过回归分析得出了高强钢筋粘结滑移本构关系。

热轧带肋高强钢筋HRB400开发和应用

阐述了开发热轧带肋高强钢筋的工艺方式，分析了微合金化和穿水冷却工艺特点，及其在新钢生产热轧带肋高强钢筋HRB400的应用情况。

酒钢HRB600系列高强钢筋研究与开发

酒钢采用以钒氮微合金强化为主,配合Cr的复合强化生产工艺开发HRB600热轧带肋钢筋,并以20 mm、25 mm规格为例,对化学成分、孔型设计、轧制程序等具体开展情况进行说明,结果表明:以钒氮微合金强化为主,配合Cr的复合强化生产工艺生产研发产品的力学性能既能满足高强钢筋的要求,又能满足抗震性能指标要求。

HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能及恢复力特性

为研究HRB600E高强钢筋混凝土柱抗震性能,对6根配置HRB600E高强钢筋与1根配置HRB400E普通钢筋的正方形截面混凝土柱进行低周往复荷载试验.研究轴压比、箍筋间距、纵筋强度和纵筋配筋率对高强钢筋混凝土柱抗震性能的影响,建立HRB600E高强钢筋混凝土柱恢复力模型.研究结果表明:配置HRB600E高强钢筋混凝土柱的滞回性能、变形能力与耗能能力良好;轴压比增大,试件延性降低,承载力与耗能能力提升;减小箍筋间距,试件变形能力与耗能能力增强;增大纵筋配筋率,试件承载力提升,耗能能力与延性降低;建立的HRB600E高强钢筋混凝土柱三线型恢复力模型与试验结果吻合较好,为工程结构弹塑性分析提供参考.

余热处理对高强度建筑用钢筋HRB400组织和性能的影响

对高强度HRB400热轧钢筋进行轧后穿水余热处理,并对其显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,余热处理的钢筋各项力学性能均能满足现行国标对抗震钢筋的技术要求,而余热处理钢筋的抗震性能不及V-N微合金化钢筋的抗震性能。

闪光对焊连接HRB400级钢筋疲劳试验与试验影响因素研究

基于闪光对焊连接的HRB400级高强钢筋,开展一系列疲劳性能试验,得到多组双对数双折线S-N曲线和疲劳应力幅;基于此对影响疲劳试验结果的试验频率、试验应力比、试验钢筋种类、焊接残余应力四个因素进行研究。研究结果表明:高、低频试验得到的疲劳应力幅有一定的差距,低频试验得到的疲劳应力幅比高频试验低约20MPa;应力比0.4时的疲劳应力幅比应力比0.2时的疲劳应力幅低,大直径的钢筋试件的疲劳应力幅较低,32mm直径的钢筋试件在应力比0.4时的疲劳应力幅与应力比0.2时的疲劳应力幅相差不大;闪光对焊连接HRB400高强钢筋试件的疲劳应力幅比HRBF400高强钢筋试件的疲劳应力幅高约10MPa^20MPa,且大直径钢筋试件的应力幅值差异较小。

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。