1、世界金屬導(dǎo)報/2013年/5月/21日/第B16版企業(yè)風(fēng)采充分發(fā)揮企業(yè)研發(fā)潛力 開發(fā)低成本抗震耐蝕鋼筋1研發(fā)背景鋼筋銹蝕引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的過早破壞已經(jīng)成為世界各國普遍關(guān)注的一大災(zāi)害。據(jù)相關(guān)報道，美國僅就橋梁而言，57.5萬座鋼筋混凝土橋，一半以上出現(xiàn)鋼筋腐蝕破壞，鋼筋混凝土腐蝕破壞的修復(fù)費，一年要2500億美元，其中橋梁修復(fù)費為1550億美元，是這些橋初建費用的4倍。加拿大早期大量使用除冰鹽，使鋼筋混凝土橋梁等破壞嚴重。歐洲、澳大利亞、韓國、海灣國家等，都有以氯鹽為主的鋼筋腐蝕破壞問題，其中英國修復(fù)費為每年50億英鎊。在我國由于鋼筋易受腐蝕，影響了鋼筋混凝土的握裹力，降低了使用性能和建筑使用

2、的壽命，增加了建筑的維護費用。房屋、港口等鋼筋混凝土迫切期待低成本高性能耐候鋼筋的開發(fā)生產(chǎn)。交通部等單位曾對華南地區(qū)碼頭調(diào)查的結(jié)果顯示，有80%以上均發(fā)生嚴重或較嚴重的鋼筋銹蝕破壞，出現(xiàn)破壞的碼頭有的距建成時間僅5-10年，從而造成嚴重經(jīng)濟損失。由于鋼筋腐蝕帶來巨大損失，已經(jīng)引起各界廣泛重視，紛紛開展建筑結(jié)構(gòu)的抗腐蝕各種研究。雖然鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的解決是一項綜合性技術(shù)問題，但是至今鋼筋品種本身的研究開發(fā)依然相對滯后，還沒有特別適合中國國情的耐蝕鋼筋品種出現(xiàn)。面對我國可持續(xù)發(fā)展的需要和資源相對緊缺現(xiàn)實，開發(fā)低成本高性能的耐蝕鋼筋，已經(jīng)成為各界共識。而從國外發(fā)展看，政府及相關(guān)部門在政策和資

3、金上給予支持，將有力推動低成本高性能的耐蝕鋼筋研發(fā)和生產(chǎn)，以適應(yīng)第1頁 共3頁循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的要求。2國內(nèi)外耐腐蝕鋼筋的發(fā)展概況早在20世紀初，歐美等國就開始對鋼的耐大氣腐蝕性進行研究。1916年，美國材料試驗學(xué)會和英國鋼鐵協(xié)會等部門曾對鋼材的耐候性進行大規(guī)模系統(tǒng)的大氣暴露試驗。在此基礎(chǔ)上，1920年，美國鋼鐵公司開始大規(guī)模研究耐候性的規(guī)律，用3萬片試樣在不同環(huán)境、不同條件的4個地區(qū)進行暴曬試驗，發(fā)現(xiàn)鋼中Cu、P、Cr、Ni元素適量的組合可獲得優(yōu)良的耐候性。在1933年首先研制成功了耐腐蝕高抗拉強度的含Cu低合金鋼-CortenA型(10CuPCrNi)鋼，并在20世紀60年代不涂漆直接

4、用于建筑和橋梁，其中應(yīng)用最普遍的是高P、Cu并加Cr、Ni的CortenA系列和以Cr、Mn、Cu合金化為主的CortenB系列。在耐候鋼的發(fā)展過程中，相繼出現(xiàn)了各種各樣的牌號，有些是Corten鋼的變種，在鋼中加入Ti、Ni等碳化物形成元素，可以提高鋼的強度，例如加Ni鋼有日本的Riverten，腐蝕率為碳鋼1/3-1/5。國外相關(guān)產(chǎn)品的耐腐蝕性能見表1。建筑結(jié)構(gòu)用鋼筋的功能化，包括抗震、耐火、耐腐蝕等，是鋼筋發(fā)展的一個重要方向?？紤]到建筑物的耐久性，即使用壽命成本，對鋼筋的耐腐蝕性能提出了要求，特別是對一些腐蝕環(huán)境下的建筑物，如海港、碼頭、跨海大橋、海洋工程建筑物等。歐美一些發(fā)達國家為了使

5、建筑物使用壽命達到100年的設(shè)計要求，開發(fā)使用了不銹鋼鋼筋(見表2、表3)。鋼筋中添加Cr、Ni、Cu等元素是提高鋼筋本身耐蝕性的有效方式。與普通鋼筋相比，不銹鋼鋼筋不僅具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，還具有高強度、高塑性、優(yōu)良的高溫和低溫性能以及良好的疲勞性能。研究結(jié)果顯示不銹鋼塑性能量消耗是普通碳鋼的2倍以上，具有良好的抗震性能。不銹鋼優(yōu)良的高溫性能滿足耐火鋼筋的要求。優(yōu)良的低溫韌性可確保低溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)的安全性。而且混凝土中的pH值是堿性或近中性，在此環(huán)境下不銹鋼不會發(fā)生一般的腐蝕。不銹鋼鋼筋的主要缺點是高成本，但從全壽命成本的角度考慮，其維護費用大大降低，因此，不銹鋼鋼筋的使用是解決建筑物長壽命的

6、一條有效經(jīng)濟途徑。我國從1965年起開始研制耐海水腐蝕鋼，但是通過鑒定和在鑒定后投入生產(chǎn)和在市場上銷售的鋼號和數(shù)量并不多。到目前為止，已通過鑒定的鋼號有6個，分別為10Cr2MoAlRE鋼，08PVRE鋼，09MnCuPTi鋼，10MnPNbRE鋼，10NiCuAs鋼和10CrMoAl鋼，其中只有10MnPNbRE鋼在1969年納入了原冶金部部頒標準，而且產(chǎn)量較大，主要用于鋼板樁，其余鑒定轉(zhuǎn)產(chǎn)的鋼號(其中09MnCuPTi鋼主要是耐大氣腐蝕鋼)，除了少數(shù)用戶因某項工程需要進行訂貨外，尚未推廣開來。應(yīng)用少，產(chǎn)量也少。隨著我國沿海發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的啟動和實施，越來越多的海港工程和建筑需要應(yīng)用耐腐蝕鋼筋

7、，新產(chǎn)品的開發(fā)及其相關(guān)標準的支持引領(lǐng)將更好地滿足國民經(jīng)濟的發(fā)展需要。3廣西耐腐蝕鋼筋生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀目前國家標準中沒有耐腐蝕鋼筋這一牌號(行業(yè)標準的制定工作正在有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)下積極進行)，但是沿海地區(qū)諸如廣東、福建、浙江等發(fā)達地區(qū)某些港口、隧道已經(jīng)開始要求使用耐腐蝕鋼筋，開始推廣耐腐蝕鋼筋并制定相應(yīng)的地方標準和準備工作。廣西沒有針對耐腐蝕鋼筋的相關(guān)標準，產(chǎn)品生產(chǎn)、市場管理缺乏有效的標準規(guī)范，推廣應(yīng)用耐腐蝕鋼筋有諸多不便。在廣西研究開發(fā)耐腐蝕鋼筋產(chǎn)品地方標準是可行的，也是非常有必要的，符合國家節(jié)能減排的總體要求，具有一定的社會效益和經(jīng)濟效益，也是社會發(fā)展和提升廣西城市形象的需要。廣西資源豐富，擁有港

8、口優(yōu)勢，聚集鎳、鉻礦等國家戰(zhàn)略資源，部分企業(yè)還有相應(yīng)技術(shù)資源，例如廣西盛隆冶金有限公司利用國外紅土鎳礦資源冶煉鎳合金，并且深層次開發(fā)出含鎳鉻高強度、耐腐蝕建材。相應(yīng)地方標準的制定及其技術(shù)規(guī)程明確執(zhí)行，對生產(chǎn)耐腐蝕鋼筋的化學(xué)成分、力學(xué)性能、檢驗等方面將起到十分重要的作用，使具有良好的原料和生產(chǎn)耐腐蝕鋼筋條件得到充分發(fā)揮。目前，在各方積極努力下，基于含鎳鉻建材特有的耐腐蝕性能，廣西地方標準混凝土用耐腐蝕含鎳鉻鋼筋技術(shù)規(guī)程已通過專家審定，并已于2013年1月31日起正式實施。 4廣西盛隆冶金含鎳鉻耐腐蝕鋼筋研發(fā)應(yīng)用取得實質(zhì)性重要成果第2頁 共3頁廣西盛隆冶金有限公司通過產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，利用得天獨厚的地域

9、優(yōu)勢和自身擁有海外紅土鎳礦條件，創(chuàng)建鎳鉻合金產(chǎn)品生產(chǎn)和深加工基地，目前已經(jīng)獲得紅土鎳礦工藝4項國家發(fā)明專利(紅土鎳礦預(yù)處理、燒結(jié)、球團、含鎳鉻低合金鋼)，目前獲得專利授權(quán)兩項其余在公示期。并成功開發(fā)并規(guī)模生產(chǎn)含鎳鉻HRB400E、500E、600E高強、耐腐蝕鋼筋，日前已通過廣西工信委組織的國內(nèi)專家組鑒定。目前該公司已經(jīng)完成裝備升級，具備批量生產(chǎn)耐腐蝕鋼筋的能力，同時建設(shè)起配套的實驗檢驗裝置。在廣西地方標準混凝土用耐腐蝕含鎳鉻鋼筋技術(shù)規(guī)程制定過程中，廣西盛隆冶金有限公司起到了核心作用，該公司研究成果以及相關(guān)標準的制定，對于廣西區(qū)內(nèi)開發(fā)和推廣應(yīng)用各種新型高強度抗震耐腐蝕建筑用鋼筋，有著十分重要的創(chuàng)新性意義和作用。對于廣西盛隆冶金有限公司進一步結(jié)合低鎳鉻紅土礦冶煉