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替代鋼筋,浦項(xiàng)制鐵SP-CIP樁出爐

2020-12-18 08:31:00

  本報(bào)記者 張鷹

  近日,韓國浦項(xiàng)制鐵推出INNOVILT(優(yōu)質(zhì)建筑鋼材)新品——SP-CIP樁(高強(qiáng)度鋼管灌注樁),其強(qiáng)度是傳統(tǒng)鋼筋網(wǎng)樁的2倍,且重量輕、質(zhì)量優(yōu)、價(jià)格低。研發(fā)這款新品的初衷是什么?研發(fā)過程中有哪些困難?這些困難又是如何被一一破解的?下面,讓我們走近浦項(xiàng)制鐵,揭開SP-CIP樁的面紗。
  屈服強(qiáng)度800兆帕,高強(qiáng)度鋼管性能優(yōu)異
  鋼筋是建筑工地上最常用的材料之一。但是,它的缺點(diǎn)也很明顯:太重。同時(shí),鋼筋很難通過焊接的方式連接起來,通常是由工人將它們用金屬絲綁扎在一起,這使得鋼筋的加工工作高度依賴人力。因此,鋼筋的重量過大,不僅會給建筑工人帶來極大的不便,還是許多建筑工人飽受肌肉和骨骼疾病困擾的主要原因之一。
  那么,是否必須使用如此沉重的鋼筋?如何制造出更輕便、更堅(jiān)固的鋼筋替代品?基于這些問題,浦項(xiàng)制鐵進(jìn)行了相關(guān)探索,并給出答案:用輕質(zhì)鋼管來替代鋼筋,推出建筑材料——SP-CIP樁。
  由鋼筋制成的網(wǎng)樁通常用于地基加固,可以防止建筑物開裂和性能退化。浦項(xiàng)制鐵指出,如果將鋼筋替換為鋼管,則網(wǎng)樁將更輕、更堅(jiān)固。
  目前市場上鋼筋的屈服強(qiáng)度在400兆帕左右。這意味著,如果對鋼筋施加400兆帕或以上的力,它將變形并且無法恢復(fù)??紤]到鋼管是空心的,浦項(xiàng)制鐵決定采用屈服強(qiáng)度為800兆帕的高強(qiáng)度鋼管。
  在浦項(xiàng)制鐵的客戶——MS Pipe和Hankook Material(韓泰材料公司)的協(xié)助下,SP-CIP樁出爐。SP-CIP樁的主鋼筋被鋼管代替,螺旋鋼筋和用于緊固的金屬絲被原樣使用。浦項(xiàng)制鐵制作了測試樣本,將常規(guī)鋼筋網(wǎng)樁和SP-CIP樁進(jìn)行了性能對比。結(jié)果顯示,SP-CIP樁表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,且重量更輕、具備較高的價(jià)格競爭力。
  解決焊接難題,100%使用浦項(xiàng)制鐵鋼材
  產(chǎn)品的重量已按預(yù)期大幅減少,但還有一項(xiàng)要解決的任務(wù)——焊接。鋼筋中各種化學(xué)成分的含量,對其可焊性的影響極大。含碳量越高,也即強(qiáng)度越高的鋼筋,可焊性越低。為將產(chǎn)品升級為可完全焊接的產(chǎn)品,浦項(xiàng)制鐵又開啟了進(jìn)一步的探索。
  浦項(xiàng)制鐵考慮通過在鋼管表面布置兩排或更多排鋼絲的方式進(jìn)行焊接,由于其成品形狀類似于鋼筋,且鋼絲質(zhì)量滿足KS標(biāo)準(zhǔn)(韓國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))要求,焊接后可以替代螺旋形鋼筋。接下來,韓泰材料公司對3種產(chǎn)品組合進(jìn)行了焊接測試:一是螺紋鋼和螺紋鋼,二是鋼管和螺紋鋼,三是鋼管和鋼絲。結(jié)果表明,“鋼管和鋼絲”是唯一可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量焊接的產(chǎn)品組合。
  以鋼管替代鋼筋的研發(fā)為起點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品焊接并100%使用浦項(xiàng)制鐵鋼材生產(chǎn)SP-CIP樁為終點(diǎn),這是一項(xiàng)耗時(shí)4年的成果。目前,浦項(xiàng)制鐵的這項(xiàng)成果已獲得韓國建筑聯(lián)合會(Korean Construction Joints Association)頒發(fā)的官方使用認(rèn)證。
  4大優(yōu)勢集一身,質(zhì)優(yōu)價(jià)廉
  2020年1月份,浦項(xiàng)制鐵SP-CIP樁首次應(yīng)用于韓國首爾的建筑工地。在接下來的6個(gè)月中,首爾的其他4個(gè)建筑工地也采用了該產(chǎn)品。根據(jù)客戶的使用反饋,浦項(xiàng)制鐵SP-CIP樁具備以下4個(gè)優(yōu)勢。
  首先是經(jīng)濟(jì)。鋼管的屈服強(qiáng)度是傳統(tǒng)鋼筋的兩倍,因此所需鋼管的截面積減少了一半。盡管每噸鋼管的價(jià)格比鋼筋高,但每米鋼管的重量減少了一半。因此,每米鋼管的價(jià)格也比鋼筋便宜。
  其次是質(zhì)量穩(wěn)定。對于傳統(tǒng)的鋼筋網(wǎng)樁來說,由于無法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量焊接,通常使用金屬絲將材料綁扎在一起。與高質(zhì)量焊接后的產(chǎn)品相比,其穩(wěn)定性和安全性可想而知。
  再其次是重量輕。浦項(xiàng)制鐵SP-CIP樁的使用,大大減輕了建筑工人的勞動強(qiáng)度。
  最后是可預(yù)制,使用起來既靈活又方便。浦項(xiàng)制鐵SP-CIP樁既可以預(yù)制,也可以在現(xiàn)場制造,目前大多采用在工廠預(yù)先生產(chǎn)并發(fā)往施工現(xiàn)場的方式。
  使用浦項(xiàng)制鐵SP-CIP樁的建筑工地的負(fù)責(zé)人說:“質(zhì)量優(yōu)良的預(yù)制SP-CIP樁,使用起來非常方便,特別適合位于市區(qū)的小型建筑工地。同時(shí),由于該產(chǎn)品發(fā)往施工現(xiàn)場時(shí)已經(jīng)是完整的狀態(tài),省去了處理多余建筑材料的麻煩。另外,用金屬絲綁扎起來的鋼筋網(wǎng)樁在移動或施工時(shí)容易變形,而SP-CIP樁是通過焊接的方式連接的,因此施工過程變得更加安全?!?/span>
  

   圖為浦項(xiàng)制鐵為了評估產(chǎn)品性能,正在建筑工地安裝SP-CIP樁。

  

   圖為SP-CIP樁自動焊接設(shè)備。

  《中國冶金報(bào)》(2020年12月18日 02版二版)

來源:中國冶金報(bào)-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:宋玉錚

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