本報(bào)記者 張鷹
近日，韓國(guó)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?jī)?yōu)、價(jià)格低。研發(fā)這款新品的初衷是什么？研發(fā)過(guò)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(guò)焊接的方式連接起來(lái)，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(guò)大，不僅會(huì)給建筑工人帶來(lái)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(wèn)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(lái)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(chǎng)上鋼筋的屈服強(qiáng)度在400兆帕左右。這意味著，如果對(duì)鋼筋施加400兆帕或以上的力，它將變形并且無(wú)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(cè)試樣本，將常規(guī)鋼筋網(wǎng)樁和SP-CIP樁進(jìn)行了性能對(duì)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(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(jí)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(guò)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(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）要求，焊接后可以替代螺旋形鋼筋。接下來(lái)，韓泰材料公司對(duì)3種產(chǎn)品組合進(jìn)行了焊接測(cè)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(guó)建筑聯(lián)合會(huì)（Korean Construction Joints Association）頒發(fā)的官方使用認(rèn)證。
4大優(yōu)勢(shì)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(guó)首爾的建筑工地。在接下來(lái)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(shì)。
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(duì)于傳統(tǒng)的鋼筋網(wǎng)樁來(lái)說(shuō)，由于無(wú)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(dòng)強(qiáng)度。
最后是可預(yù)制，使用起來(lái)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(chǎng)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(chǎng)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(shuō)：“質(zhì)量?jī)?yōu)良的預(yù)制SP-CIP樁，使用起來(lái)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(chǎng)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(lái)的鋼筋網(wǎng)樁在移動(dòng)或施工時(shí)容易變形，而SP-CIP樁是通過(guò)焊接的方式連接的，因此施工過(guò)程變得更加安全?！?/span>
圖為浦項(xiàng)制鐵為了評(píng)估產(chǎn)品性能，正在建筑工地安裝SP-CIP樁。
圖為SP-CIP樁自動(dòng)焊接設(shè)備。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2020年12月18日 02版二版）
