国内外高强钢筋标准化对比研究

程 潇，朱泽儒，钱潇潇，张素银

（中国计量大学标准化学院，杭州 310018）

高强钢筋的应用情况，反映了建筑业的发展水平，是衡量一个国家工业化发达程度的重要指标之一，关系着国计民生。随着我国科技水平的进步，国内工程和建筑工业的发展日新月异，我国高强钢筋正逐步进入快速发展阶段。高强钢筋作为节材节能环保产品，在建筑工程中大力推广应用，是加快转变经济发展方式的有效途径，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措，对推动钢铁工业和建筑业结构调整、转型升级具有重大意义。[1]

在高强钢筋应用及其标准方面，发达国家一直走在世界前列，相对而言，我国的发展就显得较为滞后和缓慢。究其原因，一是我国对于高强钢筋的研究、推广和应用起步较晚，二是我国高强钢筋标准的前瞻性、引导性稍显不足，部分指标设置也不尽合理，三是标准贯彻实施不到位，在高强钢筋的设计、研制、生产和应用中未得到全面推广。因此，本课题通过分析研究国内外高强钢筋应用发展及标准化情况，提出对我国高强钢筋标准制修订和标准化工作的意见建议，以期推动我国高强钢筋行业的更好发展。

1 国内外高强钢筋发展情况及标准化现状

1.1 高强钢筋的分类

高强钢筋是指抗拉屈服强度达到400MPa 及以上的带肋钢筋。我国钢筋一般是按照生产工艺与力学性能指标来分类，目前我国常见的高强钢筋（详见表1）[2-4]主要包括：普通热轧带肋钢筋（五个牌号）；细晶粒热轧带肋钢筋（四个牌号）；余热处理带肋钢筋（三个牌号）；冷轧带肋钢筋（六个牌号）。

表1 常见高强钢筋分类、用途、牌号构成及含义

1.2 我国高强钢筋发展情况

多年来我国一直大量采用强度较低的335 级钢筋。据中国钢铁工业协会统计，2008 年我国钢筋产量中HRB335 占65%以上，HRB400 占比不到30%，HRB500 甚至不到3%，与工业发达国家相比存在很大差距。HRB400、HRB500 等钢筋因加入钒、铌、钛等合金元素而具有强度高、性能好和焊接性能优良等特点。根据计算，HRB400、HRB500 钢筋代换HRB335 钢筋，可节省10%-15%的钢材，对全社会的减量化效果巨大，对建设节约型社会具有重要意义。

我国历来十分重视高强钢筋的应用与发展。近些年来，国家先后出台了一系列政策措施，加强高强钢筋的推广应用力度（见表2）和加快低强钢筋的淘汰退出速度（见表3），以推进建筑业产业结构调整和发展方式转变，推动技术进步和节能减排，促进建筑业的可持续健康发展。

表2 高强钢筋推广应用政策

表3 低强钢筋淘汰退出政策

发布时间 相关政策2010 年10 月 工钢筋信产委品《、部Ⅱ分级工螺业纹行钢业筋淘产汰品落（后按生建产筑工行艺业装用备钢和标产准品和指建导筑目规录范（要2 0求1 0淘 年汰本））。》，淘汰I 级螺纹2011 年3 月 发改委《产业结构调整指导目录（2011 年本）》，2012 年底全面淘汰HRB335、HPB235 热轧钢筋。2012 年1 月 住335建M部Pa 和级工螺纹信钢部筋《。关于加快应用高强钢筋的指导意见》，2013 年底，在建筑工程中淘汰2012 年9 月 工信部《钢铁行业规范条件（2012 年修订）》，2013 年后严禁生产Ⅰ级螺纹钢筋、Ⅱ级螺纹钢筋。2013 年2 月 发1 日改起委，《全关面于淘修汰改H〈R产B 3业35结、构H调P B整23指5 导热目轧录钢（筋2。0 11 年本）〉有关条款的规定》，自2013 年5 月2013 年10 月 国400务M院P a《 及关以于上化强解度产高能强严钢重筋过，剩替矛代盾3的3 5指MP导a 热意轧见带》肋，钢在筋建等筑低结品构质纵钢向材受。力钢筋中全面推广应用

我国高强钢筋推广应用已取得显著成效。根据中国钢铁工业协会2016 年5 月发布的《中国钢铁工业发展报告（2016 版）》，我国建筑、造船、汽车等量大面广钢材产品整体水平提升，高强钢筋及钢结构用钢比例提高，试点省市400MPa 及以上高强钢筋的使用比例已达70%～80%。同年10 月，工业和信息化部印发的《钢铁工业调整升级规划（2016-2020 年）》指出，量大面广的建筑用钢实现升级换代，重点大中型钢铁企业400MPa 及以上高强钢筋生产比例高达99.6%，达到《钢铁工业“十二五”发展规划》“80%以上”的目标。

目前，我国混凝土结构所采用的钢筋等级基本上以300MPa、400MPa、500MPa 级三个等级为主，基本形成了“高中低”搭配的合理钢筋等级系列，即大受力构件配筋采用500MPa 级，主力配筋采用400MPa 级，辅助配筋则采用300MPa 级（如HPB300 热轧光圆钢筋）。

1.3 我国高强钢筋标准化现状

我国钢筋，与我国钢铁工业一并，诞生于新中国成立之初，经历了从无到有，从低质量到高质量，从低产量到高产量，从低强度到高强度，从引进模仿到自主研发的发展过程。我国钢筋在50 年代无标准体系，60 年代全面引进前苏联体系，80 年代开始逐步引进国际ISO 体系，现在逐步发展为自己的标准体系，相关钢筋标准也历经10 多次的修订，一直都在不断变化发展中。[5]

目前，我国已形成了以GB/T 1499.2—2018 《钢筋混凝土用钢 第2 部分：热轧带肋钢筋》、GB 13014—2013《钢筋混凝土用余热处理钢筋》、GB/T 13788—2017《冷轧带肋钢筋》、GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》和JGJ 366—2015《混凝土结构成型钢筋应用技术规程》等国家和行业标准为主体的较完整的高强钢筋标准体系。

1.4 国外高强钢筋发展情况及标准化现状

高强钢筋早已在国外建筑行业普遍使用。20 世纪80 年代初期，强度高、焊接性能好的390～460MPa 级钢筋已经在国外被广泛应用，并在混凝土结构中作为主要受力钢筋。从用量上来看，国外400～600MPa 级钢筋用量早已达到钢筋总用量的95%以上。[6]

国外主要发达国家在高强钢筋的应用方面已经形成了完善的标准体系，钢筋等级的设置也较为合理，对高强钢筋的应用起到了很好的规范、保障和引导作用。高强钢筋应用合理，注重节材的同时也保证了结构安全与质量，不盲目追求高强度。标准的编制、设计、生产、管理等部门在高强钢筋的应用技术上都有较高水平。[7]

（1）ISO：国际标准ISO 6935-2：2015《钢筋混凝土用钢 第2 部分：带肋钢筋》是各国标准的大拼盘，涵盖300～600MPa 级钢筋，共计26 个牌号（大部分是高强钢筋）。

（2）美国：美国在建筑用钢筋方面主要有两本产品标准，ASTM A615 和ASTM A706，均由美国材料与试验协会制定。其中，ASTM A615 为美国混凝土增强用光圆和带肋碳素钢筋，2016 年版包括5 个等级的钢筋——40 级（280MPa）、60 级（420MPa，60 级及以上强度钢筋为高强钢筋）、75 级（520MPa）、80 级（550MPa）和100 级（690MPa）；ASTM A706 为美国混凝土增强用光圆和带肋低合金钢筋，2016 年版包括60 级（420MPa）和80 级（550MPa）两种等级钢筋。

（3）欧洲：欧洲在欧洲标准一体化的过程中，将原英标中钢筋屈服强度460MPa 和原欧标450MPa，统一为500MPa，主筋采用500MPa 级钢筋。英国BS 4449：2005+A2：2009《钢筋混凝土用钢 可焊钢筋（棒材、卷材和开卷产品）规范》和德国DIN 488-1(2.3)：2009《钢筋混凝土用钢 第1部分：等级、性能与标记；第2 部分：钢筋；第3 部分：盘卷与钢丝》，与欧洲EN 10080：2005《钢筋混凝土用钢 可焊接钢一般技术条件》基本等同，都仅规定了500MPa 的强度等级。但为适应南欧地震区建筑抗震的要求，欧盟规范对钢筋规定了塑性指标，分为A、B、C 三个等级。钢筋种类少，可方便钢筋的生产加工、市场供应、工程设计与施工应用等环节。

（4）日本：日本与我国目前钢筋标准体系一致，均参考国际ISO 标准体系，但钢级是按本国的使用要求规定的，在一些具体的指标上也有一些不同的规定，如生产工艺。日本JIS G 3112：2010《钢筋混凝土用光圆和带肋钢筋》规定了235MPa、295MPa、345MPa、390MPa、490MPa 共5 个强度等级钢筋。为满足建筑物的抗震要求，日本开发出了超高强度钢筋，其屈服强度已达到600MPa 以上，如USD685 和USD980。超高强度钢筋已广泛应用在日本的高层建筑中，但尚未列入标准。

（5）韩国：韩国高强钢筋由20 世纪80 年代的300MPa，逐渐过渡到2000 年以来的500MPa。2016 年版的韩国钢筋产品标准KS D 3504《钢筋混凝土用螺纹钢筋》规定了400MPa、500MPa、600MPa 和700MPa 共4 个强度等级钢筋，并按用途分为一般用、焊接用和抗震用。

（6）澳/新：澳大利亚早在2001 年便开始应用500MPa 级钢筋，并淘汰400MPa 级钢筋。澳大利亚和新西兰通用的产品标准AS/NZS 4671：2001+A1：2003《混凝土增强用钢筋》规定了250MPa、300MPa 和500MPa 共3 个等级钢筋，并按延性要求分为普通级别N 和抗震级别E。

（7）其他：新加坡 SS2《钢筋混凝土用钢技术条件》采用2 个牌号钢筋，分别为300MPa 级和500MPa；加拿大CSAG 30.18《钢筋混凝土用碳素钢钢筋》标准中规定了400MPa 与500MPa 等2 个级别；俄罗斯1993 年钢筋产品标准早已将5000MPa、600MPa 钢筋加入，2003 年俄罗斯规范СП 52-101-2003 中规定的最高钢筋强度为600MPa。

2 国内外高强钢筋标准对比分析

（1）钢筋牌号：在各国标准中对钢筋的强度级别或牌号的设置不尽相同，且考虑到各国的具体情况，又分可焊与非可焊以及抗震与非抗震等。详见表4。

表4 不同标准下钢筋牌号及含义

（2）生产工艺、强度等级与表面形状：对于高强钢筋的生产工艺，我国与国际上不太相同。我国钢筋目前是按照生产工艺与力学性能指标来分类，如热轧带肋钢筋、余热处理钢筋、冷轧带肋钢筋等。国外标准的情况不太相同，有限制工艺的，也有不限制工艺的。如ISO 6935-2 生产工艺由生产者决定；BS 4449 生产工艺由钢筋生产企业决定，但应报告给需方；ASTM A615、ASTM A706、JIS G 3112 和KS D 3504 生产工艺为热轧。对于强度等级，大致可分为300MPa（低）、400MPa（中）、500MPa（高）、600MPa（超高）四个级别，我国、美国和日本标准是低、中、高级别兼顾，韩国标准偏重于向中、高、超高级别发展，英国等欧洲国家标准大都集中在高等强度级别，而澳/新标准则是缺少中等强度级别。虽然各国标准划分各有不同，但基本都涵盖500MPa或接近500MPa（如ASTM A615 的520MPa 和JIS G 3112 的490MPa）这一级别。对于表面形状，除ASTM A615、ASTM A706、DIN 488-1 及AS/NZS 4671 包括带肋和光圆两种外形外，大部分标准下的高强钢筋都是带肋钢筋。详见表5。

表5 不同标准下高强钢筋（屈服强度≥400MPa）的强度等级、表面形状及生产工艺对比

（3）重量偏差：在高强钢筋的重量及允许偏差方面，我国标准与ISO 标准基本为同等水平。近些年来由于“瘦身钢筋”重量偏差得到关注，我国在GB/T 1499.2—2018《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》中加严了小规格的重量偏差的要求，将6-12mm 规格重量偏差从±7%调整为±6%（其他规格未予调整）。从整体来看（见表5），与欧美日韩澳等发达国家相比，我国在小规格（6-12mm）热轧带肋钢筋的重量偏差方面较严，中规格（14-20mm）和大规格（22-50mm）上的偏差要求则基本一致。

表5 不同标准下高强带肋钢筋的重量偏差对比

标准号 公称直径/mm 重量偏差/%＜10 ±7.0 10-16 ±5.0 JIS G 3112：2010 17-29 ±4.0＞29 ±3.5＜10 ±7.0 10-16 ±5.0 KS D 3504：2016 17-29 ±4.0＞29 ±3.5 AS/NZS 4671：2001 所有规格 ±4.5

（4）力学性能和化学成分：以上述标准中的500MPa 或接近500MPa 强度、地震用、可焊接的某一牌号高强带肋钢筋为例，对比分析不同标准下高强钢筋的力学性能和化学成分。

从力学性能看（见表6），我国标准设置的主要指标数量最多，包括屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、最大力总延伸率、强屈比和屈屈比等。由于强屈比=抗拉强度/屈服强度，故大部分国外标准只设置了这三项指标中的两项。在500MPa这一强度级别，我国标准只规定了屈服强度的下限，对上限未做明示，而国外发达国家则上下限俱全，规定的更为详细具体。强屈比是塑性指标，应按不同用途，规定不同指标。欧洲各国少有地震发生，其强屈比规定较低（≥1.15），而地震多发国家如我国和美国对强屈比则有较高规定（≥1.25）。

表6 不同标准下高强钢筋的力学性能对比

国内外钢筋大都采用普通低碳钢或低合金钢生产，化学成分一般只规定上限，对下限没有要求。从化学成分来看（见表7），韩国标准设置的指标最多，涵盖碳、硅、锰、磷、硫、氮、铜和碳当量等8 个指标，我国有6 个，而澳/新最少，只有4 个指标。与国外发达国家相比，我国标准规定的锰含量、碳含量和碳当量处于中等位置，而硫含量、磷含量，特别是硅含量，则较为宽松。

表7 不同标准下高强钢筋的化学成分对比

3 加强我国高强钢筋标准化工作的建议

（1）淡化生产工艺信息

从国际标准和发达国家标准中的钢筋牌号看，其主要反映屈服强度信息和性能指标信息，例如可焊性（-W）、延展性（-A/B/C）、塑性（-N/E）、抗震性（-S）等综合性能。而我国高强钢筋牌号除反映强度和性能（-E、-W）信息外，还反映工艺信息（HR、RR、CR、-F），并将不同的工艺路线分为不同的标准。从使用的角度来说，钢筋产品最终主要考核的是力学性能和工艺性能，只要能达到或满足力学、工艺及抗震等综合使用要求，就不应过多限制。如ISO 标准和英国、德国、澳/新等国家标准目前都淡化了工艺路线，规定生产工艺由生产者决定，有需要时再报告给需方。为便于钢筋的生产、加工、设计、施工和应用，建议：一是与国际标准保持同步，对我国标准的牌号进行简化，取消其中的工艺信息；二是对钢筋的生产工艺不作具体规定，关注点放在强化代表性指标参数上，使工艺体现在对性能的具体要求中；三是逐步适当淡化添加元素范围的要求，以不过多限制生产企业开发产品的条件，生产者可根据自身的资源和生产工艺，添加微合金元素，在安全、环保的前提下调整化学成分而达到标准要求；四是适时将余热处理钢筋标准和热轧钢筋标准合并为同一标准，以助力生产工艺简单、性能稳定可靠，在节约合金资源方面具有突出优势的余热处理钢筋的推广应用。

（2）细化同强度级别分类

国际标准分为非焊接与可焊接，同时又分为A、B、C、D 四种延性（塑性） 级别，可满足不同使用要求；韩国标准分一般用、焊接用和抗震用，也可满足不同层次的使用要求。而我国高强钢筋标准中，没有根据不同使用要求分别设置各种级别，或设置的级别过少不能满足不同需要。我国高强钢筋除分抗震和非抗震外，其它质量要求基本一致，皆为高质量钢筋，这容易导致资源浪费。比如，对于很多对钢筋塑性要求不高的土工工程和次要结构，被迫使用高塑性钢筋，造成大量资源和工艺的浪费。因此，建议在将钢筋强度级别设置为400～500MPa（中高强钢筋）、600MPa（超高强钢筋）的基础上，还应考虑到特殊使用要求，尽量在同一强度级别钢筋中继续按性能指标划分为3 个等级（如非焊接、可焊接和可抗震）。

（3）推广500MPa 及以上高强钢筋

从上述分析可知，我国高强钢筋标准已达到并超过大多数发达国家水平，如重量偏差和力学性能等，但我国钢筋应用的强度偏低。与发达国家相比，我国建筑行业所用钢筋强度普遍低1-2 个等级。400MPa 高强钢筋经过近十年的发展，在我国建筑工程中已得到全面普及，目前工程应用大都采用这一级别钢筋，但500MPa 及以上高强钢筋的应用范围较小，用量也较少，且生产供应仍然不能满足一些建筑工地的配送使用要求。而大多数发达国家工程应用以500MPa 为主，钢筋标准最高强度从500-700MPa 级不等，日本和韩国甚至已经开发出并正在推广应用1000MPa 级超高强钢筋。从国外钢筋标准的修订和更新历程来看，钢筋的更高强化是主要发展趋势，我国标准GB/T 1499.2《钢筋混凝土用钢 第2 部分：热轧带肋钢筋》在2018 年版也已加入600MPa 级高强钢筋。随着冶金技术的进步和开发水平的提高，下一步应深入推进高强钢筋应用，一方面，加强高强钢筋标准的宣贯工作，加大500MPa 高强钢筋的普及应用力度；另一方面，注重研发更高强度等级钢筋，加快600MPa 及以上高强钢筋的推广应用。