推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋是調(diào)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)方式的必然選擇*

李志敏

(武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司，云南 昆明 650302)

推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋是調(diào)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)方式的必然選擇*

李志敏

(武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司，云南 昆明 650302)

為了加快高性能抗震鋼筋推廣應(yīng)用工作，結(jié)合昆鋼研究開發(fā)、推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋的工作，對推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋存在的問題進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的意見和建議。

高性能抗震鋼筋;推廣應(yīng)用;問題;建議

1 高性能抗震鋼筋簡介

我國熱軋帶肋鋼筋［1］按強(qiáng)度屬性分為三個(gè)級別:335MPa級、400MPa級、500MPa級，按功能屬性分為抗震鋼筋、普通鋼筋?？拐痄摻钆c普通鋼筋相比，質(zhì)量更高、標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)。

在建筑行業(yè)，一般把強(qiáng)度級別為400MPa級、500MPa級的抗震鋼筋稱作“高性能抗震鋼筋”。

2 推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋是調(diào)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)方式的必然選擇

2.1 我國建筑行業(yè)用鋼水平落后先進(jìn)工業(yè)國家三四十年

美國、英國、德國、日本等先進(jìn)工業(yè)國家，早在三、四十年前就已經(jīng)淘汰了低強(qiáng)度級別的鋼筋，全部使用高強(qiáng)度級別的鋼筋，而我們國家至今仍然以335MPa低強(qiáng)度級別的鋼筋為建筑工程的主流鋼筋。

2.2 推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋 是以人為本關(guān)愛生命的具體行動

近年來發(fā)生的汶川大地震、海地大地震、智利大地震等災(zāi)難，再次說明，建筑物的抗震安全性，是關(guān)系到一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國家的人民生命安全、社會穩(wěn)定、民族興旺的重大事情。

表2 各國鋼筋標(biāo)準(zhǔn)中列入的鋼筋強(qiáng)度級別Tab.2 Strength level of reinforcing steel barin various countries'standard

我國絕大多數(shù)城鎮(zhèn)處于地震多發(fā)地帶。按國家抗震設(shè)防技術(shù)法規(guī)的規(guī)定，全國2 034個(gè)縣級和縣級以上城鎮(zhèn)的建筑工程設(shè)計(jì)都有抗震設(shè)防要求［2］。其中，要求必須按地震烈度7度設(shè)防的城鎮(zhèn)有1 141個(gè)、占60%;必須按地震烈度8度設(shè)防的城鎮(zhèn)有288個(gè)、占15%。

建筑設(shè)計(jì)、施工采用高性能抗震鋼筋，是建筑物獲得抗震性能的基本條件。

使用高性能抗震鋼筋，增強(qiáng)建筑物的抗震安全性，體現(xiàn)了以人為本、關(guān)愛生命的價(jià)值理念。

2.3 推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋 是節(jié)約資源發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要舉措

建筑設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐表明，用高性能抗震鋼筋代替低強(qiáng)度級別的鋼筋，可以節(jié)約10%～30%的鋼筋用量。減少鋼筋用量，就相當(dāng)于減少鐵礦石、焦炭、水、電等資源的消耗，減少CO2、SO2的排放。

2009年，我國共生產(chǎn)、使用9 733萬t低強(qiáng)度級別的335MPa鋼筋［3］。如果全部用高性能抗震鋼筋代替，保守計(jì)算，減少1 945萬 t的鋼筋用量——相當(dāng)于1個(gè)兩千萬噸級鋼廠1年的產(chǎn)量，相當(dāng)于:減少鐵礦石消耗:3 760萬t;減少焦炭消耗:1 044萬t;節(jié)水:4億m3;節(jié)電:116億kWh;減少CO2排放:5 360萬t;減少SO2排放:33.5萬t，所獲得的節(jié)能減排效果是非常顯著的!因此淘汰低強(qiáng)度的335MPa鋼筋，全面推廣高性能抗震鋼筋，轉(zhuǎn)變建筑行業(yè)的用鋼結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)建筑鋼材的升級換代，是鋼鐵行業(yè)和建筑行業(yè)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要舉措。

2.4 推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋 是節(jié)約政府投資

少花錢多辦事的重要途徑

2009年，我國住宅建設(shè)竣工面積有57 694萬m2。如果全部使用高性能抗震鋼筋，按每平方米住宅面積使用鋼筋70 kg、鋼筋單價(jià)4 000元保守計(jì)算，可節(jié)省投資162億元——相當(dāng)于去年我國經(jīng)濟(jì)適用房投資的14%。

2009年，我國投資1 139億元用于建設(shè)經(jīng)濟(jì)適用房、廉租房，如果全部使用高性能抗震鋼筋，將可用相同的政府財(cái)政支出建設(shè)更多的住宅，惠及更多的中低收入家庭。

3 昆鋼研發(fā)生產(chǎn)高性能抗震鋼筋取得豐碩成果

3.1 悠久的鋼筋生產(chǎn)歷史

昆鋼是一個(gè)以生產(chǎn)建筑鋼材為主的鋼廠，有著50多年帶肋鋼筋的生產(chǎn)歷史，是全國第一家申報(bào)并獲得高性能抗震鋼筋生產(chǎn)許可證的企業(yè)，也是全國獲準(zhǔn)生產(chǎn)高性能抗震鋼筋規(guī)格最多的企業(yè)。

3.2 自主創(chuàng)新的鋼筋生產(chǎn)工藝

長期以來，昆鋼圍繞帶肋鋼筋的材料機(jī)理、工藝技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)研究等開展了一系列基礎(chǔ)研究工作，實(shí)現(xiàn)了合金強(qiáng)化方法與組織強(qiáng)化方法的有機(jī)結(jié)合，建立了“微合金化+控制軋制”的高性能抗震鋼筋生產(chǎn)工藝技術(shù)——這是昆鋼自主創(chuàng)新成果的集中體現(xiàn)，是對帶肋鋼筋傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的重大突破。

1)開展完成了5項(xiàng)機(jī)理研究。

①研究微合金元素在鋼中的作用，掌握了V、Nb在高性能抗震鋼中的強(qiáng)化機(jī)理。昆鋼是全國第一家把Nb成功應(yīng)用于長材生產(chǎn)的鋼廠。

②研究帶肋鋼筋在自然狀態(tài)下的時(shí)效特性，掌握了高性能抗震鋼筋的抗時(shí)效規(guī)律;

③研究鋼中夾雜物形態(tài)對鋼筋疲勞特性的影響，掌握了高性能抗震鋼筋的抗疲勞規(guī)律;

④開展鋼筋防銹技術(shù)研究，掌握了鋼筋在大氣環(huán)境下的生銹機(jī)理;

⑤開展鋼筋斷后伸長率與最大力總伸長率的關(guān)系研究，掌握了二者間的基本換算方法。

2)開展完成了5項(xiàng)工藝技術(shù)研究。

①建立水模型實(shí)驗(yàn)室，研究保護(hù)澆鑄工藝、連鑄中間包流場分布規(guī)律和中間包結(jié)構(gòu)，有效控制鋼中夾雜物;

②研究無缺陷連鑄坯生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了連鑄坯的熱送熱裝;

③研究無孔型軋制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多機(jī)架無孔型軋制，大幅減少備件;

④研究切分軋制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了四切分軋制，提高生產(chǎn)效率;

⑤研究控軋控冷工藝，掌握了獲得高性能抗震鋼筋最佳組織結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)技術(shù)。

3)承擔(dān)完成了地方標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)的制訂。

昆鋼根據(jù)自己的研究成果，早于國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前，就組織編制了高性能抗震鋼筋的云南省地方標(biāo)準(zhǔn)。

昆鋼的鋼筋產(chǎn)量雖然只占全國鋼筋產(chǎn)量比例5%左右，但由于昆鋼對鋼筋的生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行了廣泛、深入的研究，并取得了豐碩成果，被國家標(biāo)準(zhǔn)主管部門指定為鋼筋國家標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位，參與承擔(dān)修訂鋼筋國家標(biāo)準(zhǔn)，把昆鋼的研究成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，推動我國鋼筋生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)，為加快云南省推廣應(yīng)用500MPa級鋼筋的步伐，昆鋼還承擔(dān)完成了《建筑工程應(yīng)用500MPa熱軋帶肋鋼筋技術(shù)規(guī)范》云南省地方標(biāo)準(zhǔn)的編制。

4)按新工藝生產(chǎn)的高性能抗震鋼筋特點(diǎn)。按“微合金化+控制軋制”全新工藝技術(shù)生產(chǎn)的“昆鋼”牌高性能抗震鋼筋，內(nèi)部組織晶粒細(xì)化、均勻，綜合性能優(yōu)良，既有足夠高的強(qiáng)度和延性，又有良好的抗震性、抗時(shí)效性、抗疲勞性和可焊接性。

5)按新工藝生產(chǎn)的高性能抗震鋼筋榮譽(yù)。按昆鋼自主創(chuàng)新的工藝技術(shù)生產(chǎn)的“昆鋼”牌高性能抗震鋼筋，實(shí)物質(zhì)量穩(wěn)定，國家質(zhì)量監(jiān)督抽查合格率始終保持100%，連續(xù)多年保持冶金行業(yè)“金杯獎”、“云南名牌”稱號，得到用戶的高度認(rèn)同，用戶滿意度、美譽(yù)度始終保持在98%以上。

6)新工藝研究中承擔(dān)完成了兩個(gè)省級科研項(xiàng)目。近幾年，昆鋼先后承擔(dān)完成了《500MPa抗震鋼筋研發(fā)和產(chǎn)業(yè)》、《細(xì)晶粒高性能抗震鋼筋研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化》兩項(xiàng)省級科研項(xiàng)目。

7)新工藝研究中申報(bào)了14項(xiàng)專利。

8)新工藝研究中形成了3項(xiàng)企業(yè)技術(shù)秘密。

9)新工藝研究中發(fā)表了20篇論文，其中11篇發(fā)表于中文核心期刊。

10)按新工藝生產(chǎn)的高性能抗震鋼筋，產(chǎn)銷量逐年大幅上升。

昆鋼高性能抗震鋼筋產(chǎn)銷量及比例逐年大幅上升，從2005年的17.2%提高到2009年的61.3%。

圖1 昆鋼近5年高性能抗震鋼筋與帶肋鋼筋產(chǎn)量及比例Fig.1 Yield and percentage of high－performance aseismatic reinforcing steel bar and general ribbed bar in past five years

4 大力推廣高性能抗震鋼筋 昆鋼率先邁出成功步伐

一定程度上，在建筑行業(yè)推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋的難度，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了鋼廠研發(fā)生產(chǎn)的難度。

昆鋼從多個(gè)角度、采取了多種措施，加快高性能抗震鋼筋的推廣應(yīng)用步伐。

4.1 大力度全方位的宣傳

為了更好地讓社會大眾理解推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋的社會意義，昆鋼投入資金，采用電視廣告、電臺廣告、路牌廣告進(jìn)行了廣泛宣傳——采用公共廣告的形式進(jìn)行產(chǎn)品宣傳，這在昆鋼歷史上還是第一次。

近5年來，昆鋼先后與政府建筑管理部門、設(shè)計(jì)院所、圖審機(jī)構(gòu)、施工單位、投資業(yè)主、經(jīng)銷商等，進(jìn)行了上百場次的溝通、交流，特別是在推廣初期，公司領(lǐng)導(dǎo)親自帶隊(duì)到各地進(jìn)行專題宣傳，舉辦講座，從科普知識開始講起，凝聚各方共識，營造推廣應(yīng)用的環(huán)境。

為了進(jìn)一步鞏固前期宣傳成果，確保高性能抗震鋼筋的推廣應(yīng)用深入人心，昆鋼把高性能抗震鋼筋的建筑安全性作為向房地產(chǎn)商宣傳的重點(diǎn)，開展向房地產(chǎn)商開發(fā)的地產(chǎn)授予使用“昆鋼”牌高性能抗震鋼筋牌的儀式，作為房地產(chǎn)的重要賣點(diǎn)。

4.2 解決推廣應(yīng)用關(guān)鍵環(huán)節(jié)上的問題

4.2.1 爭取政府主管部門的支持，解決管理環(huán)節(jié)的問題

經(jīng)過昆鋼的努力，推動云南省政府主管部門先后出臺了支持推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋的政策:

1)2008年9月，云南省建設(shè)廳出臺了《云南省在建筑工程中推廣應(yīng)用500MPa鋼筋的指導(dǎo)意見》和《500MPa鋼筋建筑工程應(yīng)用技術(shù)措施》。

2)2009年5月，云南省工信委、發(fā)改委、住建廳、質(zhì)監(jiān)局、新聞辦等5個(gè)部門，聯(lián)合出臺了《關(guān)于推廣應(yīng)用高性能抗震鋼筋的意見》，提出:3年內(nèi)，把云南省高性能抗震鋼筋的推廣應(yīng)用比例提高到80%以上。

3)2009年6月，云南省工信委和財(cái)務(wù)廳聯(lián)合出臺了《云南省促進(jìn)重點(diǎn)工業(yè)產(chǎn)品銷售實(shí)施辦法》，把高性能抗震鋼筋列入政府促進(jìn)銷售的產(chǎn)品目錄，并對鋼材經(jīng)銷商的按賒銷額的8%給予補(bǔ)貼。

4.2.2 開展設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)癥結(jié)研究 解決應(yīng)用實(shí)體環(huán)節(jié)的問題

針對設(shè)計(jì)計(jì)算無國家規(guī)范，需要專題論證，增加人力、物力和設(shè)計(jì)周期;無專用設(shè)計(jì)軟件，增加工作量;用鋼量減少，設(shè)計(jì)費(fèi)相應(yīng)降低，設(shè)計(jì)部門無積極性等問題，昆鋼積極開展問題癥結(jié)研究，采取以下措施解決:

1)為業(yè)主提供優(yōu)惠的價(jià)格:使用高性能抗震鋼筋至少節(jié)約用鋼量15%，但昆鋼高性能抗震鋼筋與普通鋼筋的價(jià)差嚴(yán)格控制在3%以內(nèi);高性能抗震鋼筋的批量優(yōu)惠幅度大于普通鋼筋;

2)通過業(yè)主要求設(shè)計(jì)院采用高性能抗震鋼筋;

3)通過業(yè)主把來自昆鋼讓利優(yōu)惠部分轉(zhuǎn)讓給設(shè)計(jì)部門。

4.2.3 開展專題研究 解決使用環(huán)節(jié)的問題

1)專題研究了高性能抗震鋼筋的焊接工藝，編制了焊接指導(dǎo)書，派出技術(shù)人員深入建筑工程施工現(xiàn)場，指導(dǎo)鋼筋焊接工的操作;

2)專題研究機(jī)械連接技術(shù)，解決連接套筒的同質(zhì)化問題。

3)實(shí)行工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)制，為用戶提供全方位服務(wù)。例如，針對昆明新機(jī)場建設(shè)項(xiàng)目成立了服務(wù)項(xiàng)目組，建立了聯(lián)系、溝通機(jī)制，從設(shè)計(jì)思路開始跟蹤、分析，有針對性地開展服務(wù)工作，為推動機(jī)場建設(shè)使用500MPa級抗震鋼筋，昆鋼邀請省內(nèi)外建筑設(shè)計(jì)院所的權(quán)威專家進(jìn)行技術(shù)論證，提出了應(yīng)用技術(shù)措施，解決了國家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范暫無500MPa級抗震鋼筋設(shè)計(jì)參數(shù)的技術(shù)難題。

截止目前，昆明新機(jī)場使用高性能抗震鋼筋10.3萬t，占該項(xiàng)目建筑鋼材用量的59%，其中500MPa級抗震鋼筋占38%，是昆鋼高性能抗震鋼筋推廣的重大突破。

5 推廣工作中遇到的主要問題及建議

5.1 問題

1)鐵路、公路、水利水電等建設(shè)工程未開始使用高性能抗震鋼筋。

雖然國家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范明確規(guī)定可以選用400MPa級鋼筋，但鐵路、公路、水利水電等國家重點(diǎn)工程至今仍然全部使用335MPa級的低強(qiáng)度鋼筋，沒有采用400MPa級的高性能抗震鋼筋。

早在1998年的國家標(biāo)準(zhǔn)中，就有500MPa級的高性能抗震鋼筋，但遲至2008年修訂的國家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)行業(yè)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范，均無該產(chǎn)品，甚至有的行業(yè)規(guī)范只允許選用335MPa級的低強(qiáng)度鋼筋。

國家和行業(yè)的建筑設(shè)計(jì)與材料標(biāo)準(zhǔn)的不協(xié)調(diào)，是影響高性能抗震鋼筋推廣應(yīng)用的主要因素。

2)缺少與國家《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》相配套的政策措施。

國家于2009年3月份出臺了《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，明確提出要用3年的時(shí)間淘汰335 MPa級的低強(qiáng)度鋼筋。但建筑、鐵路、公路、水利水電等用鋼行業(yè)至今沒有采用相應(yīng)措施。

表3 國家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)行業(yè)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范列入的鋼筋強(qiáng)度級別Tab.3 Strength level of reinforcing steel bar in national and industry architectural design specifications

5.2 建議

1)把使用高性能抗震鋼筋強(qiáng)制作為國家重點(diǎn)工程建設(shè)的基本條件，不使用高性能抗震鋼筋的設(shè)計(jì)單位、施工單位，不得參與投標(biāo)。

2)修訂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的一致性:

修訂鋼筋標(biāo)準(zhǔn)，取消335MPa級鋼筋;

修改鋼筋許可證管理細(xì)則，不再許可生產(chǎn)335MPa級鋼筋;

修訂相關(guān)行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范，不再把335MPa級鋼筋作為可選材料;

3)在政策上支持生產(chǎn)、使用高性能抗震鋼筋。

使用高性能抗震鋼筋的節(jié)能、減排量，按比例計(jì)為生產(chǎn)企業(yè)的節(jié)能、減排績效;

對高性能抗震鋼筋的生產(chǎn)技改項(xiàng)目，給予技改資金、項(xiàng)目審批、稅收減免等方面的優(yōu)惠;

把高性能抗震鋼筋的生產(chǎn)研發(fā)視為新產(chǎn)品，從稅收上給予優(yōu)惠。

［1］GB1499.2－2007，鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋［S］．

［2］GB50011－2001，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (2008年版)［S］．

［3］中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會．中國鋼鐵工業(yè)統(tǒng)計(jì)月報(bào) (2009年)［R］．

High-Performance Aseismatic Rebar Application is the Inevitable Choice for Structure Adjustment

LI Zhi－min
(Kunming Iron ＆ Steel Co．，Ltd．，Wuhan Iron and steel(Group)Corporation，Kunming，Yunnan 650302，China)

In order to improve the application of high－performance aseismatic rebar，Based on the research progress and popularization and application of high－performance aseismatic rebar in KISCO，the problems in popularization of high－performance aseismatic rebar are analyzed and the corresponding comments and suggestions are submitted．

high－performance aseismatic rebar;popularization and application;problems;suggestions

TU511.3+2

A

1006－0308(2011)05－0071－05

2010－09－20

李志敏 (1967－)，男，云南楚雄人，煉鋼高級工程師，主要從事標(biāo)準(zhǔn)化研究及管理工作。