福建省耐腐蚀钢筋产品的研发与应用

在去年的11月份三宝集团在为了提高企业综合竞争力,保证企业健康,可持续发展,公司不失时机借助《中国制造2025》战略规划和《钢铁行业规范条件2015》的相关要求,加快产品结构调整和产业转型升级步伐,投资建设一条耐腐蚀热轧卷板生产线项目。

在福建省内即将诞生第一条抗腐蚀钢材的生产线,而福建作为海洋大省开发耐腐蚀钢材可以更好的建设海洋强国。

一、耐腐蚀钢材产生的背景分析

1、钢筋腐蚀是钢筋混凝土结构破坏的主要原因,混凝土中钢筋的锈蚀主要分为两个方面:(1)混凝土碳化至钢筋表面,使钢筋表面钝化膜赖以存在的碱性环境中性化;(2)氯离子侵蚀,Cl-1破坏钢筋表层钝化膜。

其中,氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的另一主要原因,氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用。在腐蚀严重的浪花飞溅区,国产普通钢材的平均腐蚀速率约为0.5mm/a;

2、氯盐腐蚀已成为主要腐蚀因素

我国海岸线长,沿海建筑的比例大。如海洋、沿海地区、盐湖和盐碱地等自然环境以及工业环境和撒化冰盐的道路、桥梁等人为氯盐腐蚀环境,由于氯离子渗透到混凝土内部,破坏钢筋表面钝化膜,导致钢筋腐蚀,并引起混凝土开裂剥落,降低钢筋混凝土结构的使用寿命。我国目前运营的工业建筑的平均使用寿命为30年左右或更短;80、90年代修建的公路、铁路桥梁和隧道工程结构的劣化已经到了相当严重的程度。据调查华南地区使用7~25年的18座海港码头、引桥,其中有腐蚀破坏的占89%。

二、国内外抗腐蚀钢筋的发展情况

1、美国在高耐蚀钢筋方面的研究主要体现在高铬钢筋与不锈钢筋两方面。耐蚀钢筋产品经过8年的研究与推广,形成了美国标准ASTMA1035,在美国实现了商业化生产。该产品主要用于海湾、沼泽地等对耐蚀性要求高的建筑及公路、桥梁等建设。近期,智利钢铁集团CAP旗下的Huachipato钢厂首次生产成功高强耐腐蚀螺纹钢。据称,该螺纹钢的耐腐蚀性能是普通标准螺纹钢的5倍多。

2、日本开发的耐蚀钢为Cu-Cr-Mo-Si系,对于飞溅区和全浸区海水均有良好的耐蚀性,腐蚀速率约为碳钢的1/3。法国的Cr-Al系低合金钢APS20A兼具良好的耐大气和耐海水腐蚀性能,在全浸区海水中的耐蚀性比碳钢提高一倍以上。

3、我国在耐候钢的研发和生产紧跟先进国家的步伐,取得了可喜成绩。但主要在耐候钢板(如船板)和型钢产品等方面,对钢筋混凝土用的耐候(耐蚀)钢筋的研发和生产相对滞后。近几年,国内耐蚀钢筋与不锈钢筋的研发取得了一定的进展,首钢、沙钢、武钢、钢铁研究总院、北京科技大学、太钢等单位在近期相继研发耐蚀钢筋、不锈钢筋等。但除不锈钢筋外,耐蚀钢筋研发的相关企业均处在企业内部的研发阶段,未见成功的工程应用实例的报道。同时也相继颁布了一些耐腐蚀钢筋的冶炼标准。值得骄傲的是,福建省三宝集团参与了起草制订的《钢筋混凝土用耐蚀钢筋》国家标准GB/T33953-2017,于2017年7月12日正式发布,2018年4月1日实施。

三、耐腐蚀钢筋的开发的必要性

1、高湿热海洋大气中的腐蚀问题是制约我国海洋环境基础设施建设发展的一大瓶颈,在我国沿海环境中,钢筋的腐蚀需考虑湿度、温度、盐度等因素,不解决混凝土中钢筋的腐蚀问题,中国海岸、沿海、岛礁的基础建设将无法得到安全保障。因此,开发生产应用耐腐蚀钢筋,对于东海和南海建、构筑物的安全服役是十分必要的,经济和社会效益显著,符合我国可持续发展的要求。

2、为了解决钢筋腐蚀,国内外陆续出现了不锈钢筋、镀锌钢筋、环氧树脂涂层钢筋,以及阴极保护法、阻锈剂等防腐技术,并制定了相关标准,在一定程度上延缓了钢筋腐蚀开始时间,但存在成本高、施工困难及防腐效果不理想等缺点。例如港珠澳大桥长50公理,是世界上最长跨海大桥(6公里海底隧道),耗资约700亿元,其部分使用了由太钢生产的2205不锈钢钢筋,但因为造价昂贵,并非全部使用,仅在少量局部关键地方使用。不锈钢钢筋的高成本是制约其广泛推广的最大障碍。

3、福建是海洋大省,海洋工程众多,需要大量的耐海洋环境和耐海水腐蚀钢筋,且我国热耐蚀钢筋需求量2千万吨左右,数量巨大,市场广阔。根据钢筋混凝土的不同服役环境,开发差异化、经济型、高效的耐蚀钢筋是应对我国大范围海洋工程建设的最有效途径。

四、综述

耐腐蚀钢筋是我国最新力推的精品钢之一,是国家863计划项目,是福建省在广泛推广抗震钢筋后的又一极力推广的钢材品种。抗腐蚀钢材的开发及应用,必然造成建筑也的一场改革革命。并且在当前钢材市场竞争激烈的情况下,开发新产品手段,利用产品多样化手段提升自己的综合实力。

来源:冶金信息网