何琴琴
根據屈服強度,國家最新標準(GB1499.1-2017、GB1499.2-2018)將熱軋鋼筋分成了4個級別:300MPa級、400MPa級、500MPa級、600MPa級。舊標準中則將鋼筋分為I、II、III、IV、V級,現在很多地方依然沿用舊標準的叫法,將新標準中的HPB300稱為I級鋼筋(原來是Q235,新規范Q235取消了,成了HPB300),屈服強度為300MPa,是熱軋光圓鋼筋;將HRB335稱為II級鋼筋,屈服強度335MPa(新標準已取消);將新標準中的HRB400稱為III級鋼筋,屈服強度400MPa;將新標準中的HRB500稱為IV級鋼筋,屈服強度500MPa;將新標準中的HRB600稱為V級鋼筋,屈服強度600MPa。II、III、IV、V級鋼筋屬于熱軋帶肋鋼筋,俗稱螺紋鋼。
熱軋高強鋼筋是指屈服強度達到400MPa級及以上的熱軋帶肋鋼筋,是鋼筋混凝土用和預應力鋼筋混凝土用鋼材,具有強度高、綜合性能優的特點。目前熱軋帶肋鋼筋強度級別以400MPa級為主,少量500MPa級,600MPa級雖有多家企業已經具備生產條件,但應用很少。發達國家逐步以500MPa級熱軋鋼筋為主,有的強度等級甚至達到了700MPa級。
熱軋鋼筋目前是我國鋼材產品中產量最大的品種。據中國鋼鐵工業協會統計,2018年,我國鋼筋總產量為20960.97萬噸,約占我國鋼材總產量(11.06億噸)的18.96%左右。
從本世紀初開始,隨著國家經濟的高速發展,熱軋鋼筋的生產也實現了突飛猛進的增長。2003年熱軋鋼筋的產量僅為4005.44萬噸,2018年的產量比2003年增長了423%,增長速度超過同期我國鋼材總量的增長速度(361%)。熱軋鋼筋在鋼材總量的占比也在逐步提高,2003年為16.69%,2018年達到18.96%。
從世界的熱軋鋼筋生產來看,世界上一半以上的熱軋鋼筋都是由我國生產。2016年我國的熱軋鋼筋產量占世界總產量的75.26%,而2006年的占比只有54.28%,這從另一個角度反映了中國經濟建設迅猛發展的勢頭,我國是全球鋼筋生產和使用大國(見表1)。
隨著我國建筑安全性的提高以及受國家相關產業政策的影響,我國鋼筋產品結構不斷優化,高強鋼筋產量及所占比例穩步提高。2004年,我國高強鋼筋的產量和所占比例分別為1037.1萬噸和15.6%,之后占比逐年增高,2010年、2011年占比均為41%。2012年高強鋼筋占比達到59%,2014年以后,我國高強度鋼筋占鋼筋總產量的比例均在80%以上,較2006年提高了近60%,高強鋼筋已經成為建筑鋼筋的主要品種(見圖1)。

圖1 近年來我國高強鋼筋產量 萬噸,%
鋼筋涉及的鋼鐵企業多、分布范圍廣,被用于國家的各類工程建設,小到民用建筑,大到三峽工程。鋼筋標準目前仍是強制性的,屬于技術法規的范疇,必須遵照執行。目前,鋼筋還實行生產許可證制度,只允許具有許可證的企業生產熱軋鋼筋產品。
2016年10月最新版《建筑用鋼筋產品生產許可證實施細則(一)(鋼筋混凝土用熱軋鋼筋產品部分)》—XK05-001明確了企業生產鋼筋混凝土用熱軋鋼筋產品應具備的生產設備,產品生產許可證企業的實地核查和產品檢驗的標準等。
據國家質檢總局統計,截止2016年12月底,全國有獲證鋼筋生產企業512家,其中含鋼坯企業228家,不含鋼坯企業278家,僅有鋼坯企業6家;生產普通熱軋鋼筋企業481家,生產熱軋光圓鋼筋企業359家,共計生產線1035條。具備鋼筋生產許可證的企業主要分布在河北、江蘇、廣東和山東,與鋼筋產量在全國的分布相對應。

表1 2003-2018年我國鋼筋產量變化情況 萬噸,%

表2 2018年鋼筋產量前五的企業產量 萬噸
鋼筋的生產相當分散,并以地方企業和民營企業為主,生產熱軋鋼筋的重點大中型企業約有48家。據中國鋼鐵工業協會統計,2018年全國重點大中型鋼鐵企業鋼筋產量為15508.87萬噸,占熱軋鋼筋總產量的74%,較2016年產業集中度有所提高。
2018年,在重點大中型企業中,鋼筋產量前五的企業分別為沙鋼集團(含永鋼)、方大鋼鐵集團(方大特鋼、江西萍鋼)、河鋼集團(河鋼唐鋼、河鋼邯鋼、河鋼宣鋼、河鋼承鋼)、山鋼集團(萊鋼、永鋒淄博)、建龍集團(撫鋼、西林),這些都是我國熱軋鋼筋產量、品種開發和質量控制的標桿企業。沙鋼集團產量排名第一,生產了1106.16萬噸鋼筋,其余四家也都超過了700萬噸。排名結構基本與2017年相同,這些企業的高強熱軋鋼筋(III級及以上)比例幾乎達到100%(見表2)。
由于我國上世紀的建筑規范普遍不高,因此,各種較低級別的熱軋鋼筋基本滿足了建筑的需要,鋼材進出口都處在較低的水平。本世紀初,我國逐步加強了建筑及熱軋鋼筋的規范和升級,使國內加大了對高強鋼筋的需求,從而也增加了進口數量。到2014年,進口量達7.9萬噸,達到本世紀進口量的最高峰。隨著國內企業不斷進行新裝備、新技術的投入,高強鋼筋的產量和比例有大幅提升,基本滿足了國內的正常需求。因此,2014年以后進口量逐年降低,2017年進口熱軋鋼筋只有1.7萬噸,進口品種主要為高強度、耐腐蝕等有特殊要求的鋼筋產品。

表3 2005-2016年高強鋼筋應用占鋼筋總消費量的比例 %
自2007年以來,由于國內建筑市場一直保持強力的發展,我國熱軋鋼筋出口基本維持在20萬噸-30萬噸的較低水平,2010-2013年總體呈增長態勢,2014-2017年保持在20萬噸左右,2018年達29萬噸(見圖2)。

圖2 2010年以來鋼筋產品進出口比較 萬噸
目前我國建筑用受力主筋已基本淘汰了低強度鋼筋,HRB400為鋼筋混凝土結構的主力鋼筋,HRB500為國家重點推廣應用的鋼筋,HRB600也開始在建筑業中得到應用。
根據中鋼協統計數據顯示,2018年我國鋼筋按地區劃分的消費流向中,華東的鋼筋消費量最多,占40.5%;其次是中南,占21.7%;再者是西南、華北,分別占18.1%、8.8%;消量最少的地區是西北和東北,分別占5.7%和3.8%;出口占1.3%。
目前市場上應用量最大的是400MPa級鋼筋,而500MPa級以上的高強鋼筋市場使用比例不到20%。隨著HRB500在國內重點工程中的應用范圍逐步擴大,推廣應用500MPa級及以上高強鋼筋是熱軋鋼筋的發展趨勢。
隨著一系列高強鋼筋推廣政策的實施,我國高強鋼筋的使用量也有了較大提高。表3列出了2005年以來高強熱軋鋼筋的消費情況,可以看出,高強鋼筋的消費比例上升速度非常迅速。2005年高強鋼筋的消費比例僅為18.8%,之后十年逐年增加,2010年達到40.4%,2014年中國鋼筋消費量為21540萬噸,高強鋼筋消費量達到16564萬噸,占鋼筋總消費量的77%。2015年鋼筋需求進入峰值弧頂區,我國鋼筋消費量20415萬噸,高強鋼筋消費量和消費比例繼續上升,消費量達到16880萬噸,占消費總量的82.6%,2016年達到87.3%。從表3中也可以看出,高強鋼主要以400MPa級為主,這也是由我國的建筑規范和熱軋鋼筋生產企業的技術水平所決定的。
HRB600鋼筋是新頒布的中國標準GB1499.2—2017中新增的、強度等級最高的熱軋帶肋鋼筋。HRB600高強鋼筋的成功開發一方面可以減少用鋼量,與目前主要使用的HRB335、HRB400、HRB500級鋼筋相比,可分別節約用鋼量73.3%、44.4%和19.5%,河鋼承鋼、沙鋼、昆鋼、永鋼、山鋼萊鋼等企業具備成功生產600MPa級熱軋螺紋鋼筋的經驗。目前國內大多數鋼鐵生產企業都具備了生產600MPa鋼筋的技術,但由于600MPa鋼筋剛剛納入國家標準,現行的《混凝土結構設計規范》還未及時修訂,導致目前在我國600MPa鋼筋應用極少,其推廣應用處于起步階段。
高強鋼筋的使用優勢顯而易見,因此,600MPa級鋼筋在一些重要工程中的使用效果很好。HRB600高強鋼筋替代HRB400鋼筋在樓蓋梁板體系中的應用,理論上可以節省用鋼造價16.48%。如皋農村商業銀行新建辦公大樓工程地下室頂板、主樓框架梁和板采用HRB600E高強鋼筋,明顯改善了框架結構梁柱節點和框架柱中鋼筋擁擠的現象,提高了工程質量,取得較好的社會效益和經濟效益。 HRB600鋼筋在上海市徐匯區某辦公樓項目基坑工程地下連續墻中的應用,不僅減少了鋼筋用量,提高了結構安全儲備能力,還有助于保證工程質量。