冷轧钢筋的生产与应用

冷轧钢筋的生产与应用

付世龙刘雁峰

中国建筑第二工程局有限公司北京分公司北京100160

摘要：冷轧钢筋是国际上20世纪70年代末新发展起来的一种新型高效建筑钢材，与传统低碳冷拔钢丝和普通热轧园钢相比较，不仅可以节约钢材、水泥，而且从根本上改善了光园冷拔低钢丝因粘结锚固性能差而引起的一些质量问题，从而达到提高构件性能的功效，提高了混凝土构件安全可靠程度，是低碳冷拔钢丝和热轧小型元钢理想的更新换代产品。

关键词：冷轧带肋钢筋；建筑；发展；应用；

冷轧钢筋是将热轧圆盘条利用冷轧工艺生产的一种三面（或二面）带有月牙形横肋的钢筋。已广泛用于建筑工程、桥面、路面、机场跑道、隧洞衬砌、电杆、输水管道以及各种构筑物中。冷轧带肋钢筋已开始较多的用于现浇混凝土工程。同时非常成功地应用到预应力空心板中。

一、冷轧带肋钢筋的主要用途

建筑施工中的现浇楼板工程和屋面板工程中，通常分为主筋以及分布筋。通常情况下，钢筋的直径都在5~10mm范围内，在建筑楼板的现浇工程中，对刚度的要求是比较大的，要是将1级的钢筋给替换成冷轧带肋钢筋，只要进行等强代换就可以了，不用再去验算楼板的裂缝宽度。有必要提一下，根据相关的钢筋施工固定，LL550级别的冷轧带肋钢筋可以在调直之后对其抗拉强度的设计值进行调整，可以调整到360N/mm，这样的话，在建筑施工现场对钢筋调直之后的抗拉强度进行抽样检查，其直条的钢筋所具有的抗拉强度要在55N/mm以上，才能达标。剪力墙中的水平和竖向分布筋。由于LL550级冷轧带肋钢筋的伸长率较大，因此用于剪力墙，能满足抗震要求。这一点国外数十年的应用实践当可证明，在钢筋焊接网混凝土结构技术规程JGJ/T114-97中，已作出了明确规定。梁柱中的箍筋，当箍筋按受力箍筋计算时，其抗拉强度设计值按310N/mm[-2]取值。此外，LL550级冷轧带肋钢筋尤其是焊接网片，适用于高速公路路面、机场跑道、大直径排水管、排水渠、隧道等。

二、冷轧带肋钢筋的优点

这种新型的钢筋有着较高的轻度，应用在建筑工程中能使钢材材料的成本有所降低，从而降低整个建筑工程的投入成本。LL550级别的冷轧带肋钢筋在众多钢筋类型中是性能最好的，和热轧光圆钢筋做比较，在建筑施工中的现浇结构中，能够节约很多钢筋材料，最少也能节约35%，要是施工中不适用弯钩材料，还会节省更多的钢筋材料。而且钢筋材料在建筑施工中是一笔很大的开销，从当前市场的钢筋价格来看，要是适用一顿的冷轧带肋钢筋，就可以节约800元的钢筋材料费用，适用的越多节省的费用也就会越多。应用冷轧带肋钢筋还有一个特点，就是它和混凝土之间有着良好的粘结锚固性能，特别是在构件中应用，能使构件锚固区的开裂现象得以的杜绝，还能使钢丝滑移对建筑结构的破坏现象得以改善，能将构件的端部承载能力给提高上来，还能对抗裂能力有所提高。在建筑施工中应用这种新型的钢筋，和光圆钢筋相比，产生的裂缝宽度要很小很多，和热轧螺纹钢筋相比也会小很多。此外，冷轧带肋钢筋在应用过程中产生的伸长率也很大，要比同类冷加工的钢筋要大不少，特别适用在现浇混凝土结构中，尤其是大型的公共建筑。

三、冷轧带肋钢筋在建筑工程中的应用

1.冷轧带肋钢筋一般适用于不直接承受动力荷载作用的结构构件，对于直接承受动力荷载作用的结构构件，其设计参数应通过试验确定，冷轧带肋钢筋混凝土不宜在环境温度低于-30℃的情况下使用，其混凝土的强度等级不宜低于C20，预应力混凝土结构构件的混凝土强度等级不宜低于C25，处于室内高湿度或露天环境的结构构件，其混凝土强度等级不得低于C30。

2.冷轧带肋钢筋中的550级宜用作钢筋混凝土结构构件中的受力主筋、架立筋、箍筋和构造钢筋，650级和800级钢筋宜用作预应力混凝土结构构件中的受力主筋。

3.在设计中采用极限状态设计方法，采用分项系数表达式进行设计，结构的承载力计算应采用荷载设计值，变形、抗裂及裂缝宽度验算采用相应的荷载代表值。

4.结构构件的承载力计算应符合中华人民共和国行业标准JGJ95-95冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程中的第5条规定。

5.受力钢筋的混凝土保护层最小厚度，应从钢筋的外边缘算起。纵向受拉钢筋的最小配筋率：0.15%（C20～C35），0.2%（不小于C40）。纵向受拉钢筋的最大配筋率：1.31%（C20），1.6%（C25），2%（C30），2.26%（C35）。板内绑扎网采用搭接拉头时，受拉搭接长度1.2La且不小于300mm，受压搭接长度为0.85La不小于200mm，钢筋绑扎接头可不做弯钩，钢筋混凝土板的下部伸入端支座的纵向受力钢筋，其锚固长度Las≥5d。

四、实例

1.工艺流程、设备布置及技术改进工艺流程：成盘盘条开卷放线→机械除磷→润滑→冷轧减径→牵引机收线→冷轧减径刻痕→牵引机放线→应力消除→收线成捆※检测→包装入库。根据流程要求，所需设备：放线架、除磷机、润滑机、扎机、拔丝机、收线机、应力消除装置、对焊机、控制柜等。冷轧带肋钢筋的核心设备是三辊型轧机。产品规格大小外形尺寸精度以及性能和生产是否正常，主要取决于Y型轧机，国内一般采用工具钢轧辊，而中煤大屯建筑安装工程公司现行设备采用的是较先进的碳化钨轧辊。其次是牵引设备，也就是拔丝机，目前拔丝机有两类，即积线式和双圈筒两种，生产线生产效率的高低，取决于拔丝机的牵引速度，速度越快生产效率就高，某建筑安装工程公司生产线的两个牵引机一改常用的不调速电机的常规，将冷轧减轻刻痕相应的牵引机改为调速电机，从而提高了工效。消除应力装置，是生产线中提高延伸率的主要环节，目前有两种，即机械消除应力置于生产线上和井式炉低温恢复处理。某建安公司引进设备从节能角度上考虑，采用机械消除装置，应力消除辊轮，为确保产品的延伸率能达到标准要求，采用14只工具钢辊轮平立交替装配。

2.市场前景。根据某煤电公司基建资料，若每年用于空心板及砼预制构件中的钢筋、各矿井支护网片及细锚杆全部采用带肋钢筋，并且冷轧带肋钢筋又是I级钢理想的代替品，市场前景非常乐观。

3.产品优点。LL550钢筋主要用于预应力空心板中，经试验和生产实践证明，用冷轧带肋钢筋配筋的空心板有如下优点：（1）由于钢筋的粘结锚固性能改善，放松预应力对混凝土强度，可比冷拔低碳钢丝低5PMa，放松预应力钢筋不会滑移，而且冷拔低碳钢丝，应力放张砼强度需达到设计的75%，即22.5PMa，缩短了放张时间30%以上，这对于冬季施工为加快工程进度有较大的意义。（2）在载荷相同、施工条件不变时，预应力空心板混凝土强度比冷拔丝可降低5PMa，每立方米砼构件可节约水泥40～50kg。（3）构件的质量明显提高，对带肋钢筋预应力空心板进行结构性能试验，抗裂度一般在1.6～1.875之间，强度则在2.2以上，远远高于C30冷拔丝预应力空心板的指标。（4）如果生产LL550级钢筋，代替I级钢筋，一般可节约钢材15%，同时钢筋根数减少，施工方便。

4.存在的不足。（1）引进的设备生产线仅能生产加工Υ4～Υ7mm小直径LL550级、LL650级和LL800级冷轧带肋钢筋，不能加工Υ8～Υ16的大直径冷轧带肋钢筋，对今后大量推广应用在现浇工程中替代I级钢存在困难，有待于今后的开发或改进。（2）本套设备缺少自动装置，对在加工过程中出现意外而不能自动停车，将进一步进行改造。（3）机械消除应力的辊轮因采用工具钢，磨损较快，使用寿命不长，而用碳化钨辊轮又因硬度过大，不能确保应力的消除，从而达不到延伸率的要求，今后将寻求一种更新材料替代。

冷轧带肋钢筋具有较高的强度，施工更加方便，能节省很多施工时间，和其他种类的钢筋相比，这种新型的钢筋能很大程度地弥补其他钢筋在施工过程中的不足，还具有较大的承载力，在现浇楼板中应用有较大的成效。在未来的发展中，冷轧带肋钢筋的应用势必得到广泛的发挥，各种不利的影响也将得到控制。

参考文献：

[1]周雪松.浅析冷轧带肋钢筋在建筑施工中的应用.2016.

[2]刘嘉红.冷轧带肋钢筋在建筑施工中的应用.2017.