□文/佟成龍 吳雙武 肖國挺 黃君琢 劉慶春 楊永芹
中國國家發展改革委在2017年3月17日發布公告,將CRB600H高強鋼筋生產技術列為國家重點推廣的低碳技術,這是從全國1920家申報企業中篩選出來的27項低碳技術之一,也是鋼鐵行業首次入選該目錄,國家住建部將其列為建筑業推廣的十大新技術之一,CRB600H高強鋼筋{C、R、B、H分別為冷軋(Cold rolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bar)、高延性(High elongation)四個詞的英文首位字母[1]}公稱直徑范圍為4~12 mm,在樓板和剪力墻中應用。本文通過工程實例分析高強鋼筋所帶來的效益,為推進高強鋼筋在實際工程得以推廣應用提供參考。
商河縣西城區教育集團工程包括2棟教學樓、2棟食堂、5棟學生宿舍、1棟實驗樓和1棟報告廳及其附屬建筑物,總建筑面積為95 176.32m2,建筑最高5層,單體最大檐口高度21.10 m,框架結構,樓板厚度為 100、120、180、200 mm。
鋼筋采用 HPB300、HRB400、CRB600H 三種規格,直徑6~28 mm不等,鋼筋設計總用量6 464.5 t,其中 CRB600H高強鋼筋直徑主要包括 6、8、10、12 mm,高強鋼筋使用部位為樓板及樓梯鋼筋,總用量1 412.9t,占鋼筋總用量的21.89%。
1)高強鋼筋能耗低,低碳環保,有利于可持續發展。表1為CRB600H和HRB400、HRB500綜合能耗對比分析。
由表1可以看出:CRB600H比HRB400節約標準煤9.7 kg/t;比HRB500節約標準煤12.4 kg/t。
2)合金含量少,節約我國稀土資源。表2中CRB600H高強鋼筋較HRB400和HRB500在節約我國稀土資源上較明顯,高強鋼筋更有發展前景。

表2 CRB600H高強鋼筋與普通鋼筋合金元素含量對比
3)強度高,有效提升施工質量。在實際施工過程中,不可避免施工作業人員踩踏樓板鋼筋,CRB600H高強鋼筋較HRB400強度高,抗變形能力強,踩踏不易變形,不需要從新綁扎固定,節省勞動力。見表3。

表3 CRB600H鋼筋與普通鋼筋強度對比 MPa
4)省鋼省錢,節省造價。CRB600H高強鋼筋具有強度高、延性好的特點,在建筑中,可節省鋼筋20%,但成本較低,價格便宜,按照鋼筋市場價4 500元/t,加工費1 000元/t,管理費500元/t計算,樓板可節省鋼筋2~3 kg/m2,節省造價12~18元/m2,經濟效益和社會效益明顯,具有很好的推廣前景。
1)物資采購存在一定困難:HRB400等級鋼筋采購比較容易,但CRB600H高強鋼筋普及度不高,生產廠家較少,貨源難找,在項目初期,高強鋼筋的尋找資源遇到了不少困難,經過多家鋼筋供應單位提供信息才找到貨源,尋找貨源歷經20 d。
2)原材送檢存在一定困難:CRB600H高強鋼筋目前還沒達到像HRB400鋼筋一樣普及,濟南市商河縣檢測站無高強鋼筋檢測資質,將原材樣品送至外地有檢測資質單位進行檢測,送檢所花時間和經歷比較多,若高強鋼筋大面積使用推廣,檢測單位也會增加此項檢測項目。
3)材料區分存在一定困難:本項目高強鋼筋主要應用于樓板、樓梯,其他部位鋼筋均為HRB400E,高強鋼筋與普通鋼筋外觀幾乎一樣,對普通工人來說很難區分,項目初期制定不同品種鋼筋進行分區存放,將高強鋼筋刷漆做記號并且安排專人加工,盡量避免普通鋼筋與高強鋼筋混用。
4)高強鋼筋連接方式:小直徑CRB600H高強鋼筋采用焊接連接的質量難以保證,因此目前高強鋼筋只能采用搭接方式進行連接,對于應用高強鋼筋的經濟性具有一定影響。
1)減少了鋼筋的使用量、加工量和安裝量,節約了工程物資及人力的投入,從施工角度看,主要是節約了大量的人力投入,現行鋼筋的加工,安裝費用已高達1 000元/t,而且人工費用(單價)日益漸長,因此,可以說高強鋼筋的使用大量的節約了人工費用。
2)減少了鋼筋的加工量,在一定程度上可縮短工期,在一般建筑工程的鋼筋、模板和混凝土三大分項工程中,鋼筋分項工程所占工期在1/3以上,所以使用高強鋼筋,減少鋼筋用量,無疑對縮短工期起到很大的作用。
3)減小了含鋼量,從等強度來看,要么減少了鋼筋直徑、要么強大了鋼筋間距,總之增大了鋼筋間的凈距,方便了混凝土的澆筑,克服了因鋼筋過密而導致混凝土下料與振搗困難的問題,保證了混凝土的密實度。
4)不易變形,方便綁扎,成型牢固,在建筑工程混凝土結構施工中,普遍存在鋼筋移位、變形、踩踏等質量通病,特別是上層鋼筋(負筋)更易踩踏變形,高強鋼筋的使用,由于強度高,成型可靠,較好的解決了鋼筋成型質量問題。
5)可減少鋼筋加工、連接、安裝工作量,有利于工序施工質量控,由于鋼筋工作量的減少,隨之檢查量也跟著減少,而且更直觀,從而提高了鋼筋工序的自檢以及互檢和專檢的效率的質量,根本上保證了鋼筋的檢查及最終質量。
6)可減少鋼筋配送、運輸工作量及堆放場地。一般建筑工程場地都比較小,特別是城市施工場地更小,因此鋼筋的加工配送、運輸以及現場堆放都是目前施工過程中難解決的問題,高強鋼筋的使用減少了用鋼量,緩解了配送、運輸、堆放難題。
7)采用CRB600H鋼筋配筋的混凝土結構構件在正常使用極限狀態下的撓度限值、裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值、耐久性符合規范要求[2]。
通過在商河縣西城區教育集團PPP項目中應用CRB600H高強鋼筋,對比傳統施工建筑中普通鋼筋,減少了鋼筋用量約353.2 t(原材料和加工費用約212萬元),提高了工程質量,降低了安全風險,有效縮短了工期約15 d,工期滿足要求,取得了較好的社會效益和經濟效益。高強鋼筋經濟節約的特點,使其推廣應用成為大勢所趨并將有力支撐起未來的建筑行業。