冷轧扭钢筋的性能和应用

冷轧扭钢筋的性能和应用

作者：刘耀安

来源：《新农村》2011年第04期

摘要：论述了冷轧扭钢筋的性能，分析了利用冷轧扭钢筋所产生的效益，并对冷轧钢筋的进一步推广应用提出意见。

关键词：冷扎扭钢筋性能优势应用

冷轧扭钢筋因其技术的创新性、可靠性,及其显著的经济效益,成为极有价值的新兴建筑材料。推广使用这一产品,对于提高建筑物的结构性能、降低成本,有着重要意义。

一、性能

1.定义

冷扎扭钢筋是低碳钢热扎圆盘条经专用钢筋冷轧扭机调直、冷轧并冷扭一次成型,具有规定截面形状和节距的连续螺旋状钢筋。

2.冷轧带肋钢筋的力学性能

低碳钢无扭控冷热轧盘钢筋或碳钢热轧圆盘钢筋经过冷轧扭设备加工成为冷轧扭钢筋，其晶体形态，表面硬度和力学性能都发生了变化，提高了钢筋的抗拉强度，同事也降低了钢筋的延性和拉断伸张率。冷轧带肋钢筋无明显的屈服点，但钢筋的极限拉断又不像延性较低的冷拔低碳钢丝那样脆断。力学性能指标如下表：

3.适用范围

用作不直接承受动荷载的受弯构件一预制板、现浇板、基础底板、较小跨度的梁。直接承受动力荷载的受弯构件,目前实验研究尚不到位,暂缓应用。用作代换母材为16以下的小径钢材。

二、性能优势

1.与I级钢抗拉强度的对比如下表：

2.与混凝土共同工作程度

由于外形是螺旋形状,增大了钢筋的表面积,与混凝土之间的粘接力、咬合力大为增加增强了钢筋与砼之间的共同工作程度。

3.减轻了混凝土表面裂缝

对于大多数的现浇板、基础底板、较小跨度的梁,在正常配筋率的情况下可不进行裂缝宽度验算。

4.冷轧扭钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能——摩擦、挤扭、咬合的综合作用

具有连续螺旋状外形的冷轧扭钢筋与混凝土之间形成了特殊的粘结锚固特性，即摩擦、挤扭、咬合等的综合作用，具有较高的前期和后期粘结锚固强度。冷轧扭钢筋的粘结锚固性能优于热轧圆钢筋，是一种较优良的钢筋与混凝土之间的粘结锚固。

三、冷轧扭钢筋的应用

1.冷轧扭钢筋应用综合效益

由冷轧扭钢筋的性能可以看出冷轧扭钢筋是一种强度高、有良好的延性、有足够可靠度的新型钢筋。

冷轧扭钢筋的抗拉强度标准值为580MPa，抗拉强度设计值为360MPa，材料分项系数为580/360=1.61，保证率为97%。因此，冷轧扭钢筋的设计强度具有足够的安全储备。

冷轧扭钢筋(拉断伸长率≥4.5%)现浇钢筋混凝土连续板，可以考虑塑性内力重分布，其内力调幅值不大于15%。考虑塑性内力重分布的连续板实际承载能力比以弹性计算的承载能力大许多。热轧圆钢筋抗拉强度设计值与冷轧扭钢筋抗拉强度设计值之比为210/360二0.583。这说明用冷轧扭钢筋等强度代换热轧圆钢筋时，可以节省钢材41.7%，如考虑最小配筋率和构造要求，一般也可以节省钢材30%左右，降低了工程造价。因此，应用冷轧扭钢筋具有相当可观的经济效益和社会效益。

综上所述，冷轧扭钢筋具有强度高、施工方便、节省钢材、降低工程造价等显著的综合效益，应推广应用。

2.冷轧扭钢筋的规格及应用

冷轧扭钢筋的标志直径，目前有φ6.5、φ8、φ10、φ12及φ14，常用的是前4种，是属于小直径的冷强化钢筋。

冷轧扭钢筋在建材工业工程中可适用于不直接承受动力荷载的钢筋混凝土板构件及构造钢筋，如办公楼、生活辅助用房等的现浇或预制钢筋混凝土楼板、屋面板以及圈梁、过梁等。

3.冷轧扭钢筋使用注意事项

3.1严禁对冷轧扭钢筋再次进行冷拉、冷拔、冷轧等冷加工;

3.2冷轧扭钢筋的接头不得采用焊接，只能采用绑扎搭接。故纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断，当必须截断时，钢筋接头位置宜设置在受力较小处，并应相互错开;

3.3冷轧扭钢筋不宜用作梁的弯曲钢筋和箍筋;

3.4冷轧扭钢筋不得作为预制构件的吊环及现浇钢筋混凝土构件内的预埋吊钩;

3.5在混凝土中严禁使用对冷轧扭钢筋有腐蚀作用的外加剂:

3.6注意冷轧扭钢筋母材质量和加工后成品质量的检验，严格执行质量标准，不合格的冷轧扭钢筋不能使用或降低规格使用。

四、管理及效益

1.冷扎扭钢筋是成品材料

施工单位只需向厂家提供下料单,厂家即可提供可直接进行施工的成品材料。现场施工只需对应图纸绑扎即可,无需再对钢筋进行制作。

2.由于是螺旋状,绑扎后,钢筋无相对滑动,骨架抵抗变形的能力强,并且可以节省用于固定位置的分布筋,从而节省材料。

五、应用应注意的问题

1.最小保护层

受拉钢筋混凝土保护层最小厚度(钢筋的外边缘算起)应符合下表的规定

对预制受弯构件,钢筋端头的保护层厚度宜为lOmm,预制肋形板受弯构件,其主肋中钢筋的混凝土保护层厚度可按梁的规定值取用。

处于露天或室内潮湿环境中的构件,混凝土强度等级不宜低于C25。当非主要承重构件的混凝土强度等级采用C20时,其保护层厚度可按上表的规定值取用。当基础底面无垫层时，混凝土保护层应为70mm厚。有防火要求的建筑物,其保护层厚度尚应符合国家现行有关防火的规定。

2.最小配筋率

混凝土构件中纵向受力的冷扎扭钢筋最小配筋百分率,应符合下表的规定

3.锚固与接头

当计算中充分利用纵向受拉冷扎扭钢筋强度时,其最小锚固长度应符合下表的规定。纵向受拉冷扎扭钢筋的最小锚固长度冷扎扭钢筋不得采用焊接接头,钢筋网和钢筋骨架均应采用绑扎,钢筋末端一般不宜作弯钩,但需要时可弯成90度直角。

纵向钢筋不宜在受拉区截断；当必须截断时,接头位置宜设置在受力较小处,并相互错开。在规定的搭接长度区段内,有接头的受力钢筋截面面积不应大于总截面面积的25%。

纵向受拉冷扎扭钢筋搭接长度不应小于最小锚固长度的1.2倍,且不应小于300mm。

严禁采用冷扎扭钢筋制作预制构件的吊环。

4.由于是厂家提供成品材料,现场验收时应特别注意核验钢筋的型号、数量、尺寸；禁止使用对钢筋有腐蚀作用的外加剂；现场禁止对冷扎扭钢筋进行冷拉、冷扎等二次工。经过全国各地大量的构件试验,冷扎扭钢筋混凝土的工作机理,符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》CBJl0条件。施工应符合《混凝土结构工程施工规范》GBJ50204。由于冷扎扭钢筋的技术先进性和可观的经济效益,已经得到了广泛的应用。截止2001年底,全国超过三千万平方米的建筑中应用了冷扎扭钢筋。建设部已颁发了有关冷扎扭钢筋的行业标准,因此建议各设计及施工单位给予关注和推广应用。

六、结论

使用冷加工钢筋直接效益和间接效益是明显的，对于节约钢材、方便施工、节约混凝土、降低建筑自重、减少内力、提高安全度等方面具有较大的优势。目前在冷轧扭钢筋实际推广应用中主要存在的问题是：部分建筑设计师对钢筋的塑性还存在顾虑。因此，冷轧扭钢筋的生产加工企业必须努力提高产品塑性，提高冷加工钢筋的塑性行能除了要选好母材外，扎制时降低相对压下率并适当提高轧制速度，从而提高钢筋的冷变形速度，是使冷轧扭钢筋的延伸率指标稳定达标并有所提高的重要措施。随着冷轧扭钢筋在非预应力结构件中的普及应用；冷轧扭钢筋与I级钢筋混合配筋及在预应力构件中采用冷轧扭钢筋作非预应力筋等技术的日臻完善，使更多的施工单位能采用该项技术，这对合理的降低工程造价、增强企业的市场竞争力具有重要的现实意义。