□文/佟成龙 吴双武 肖国挺 黄君琢 刘庆春 杨永芹
中国国家发展改革委在2017年3月17日发布公告,将CRB600H高强钢筋生产技术列为国家重点推广的低碳技术,这是从全国1920家申报企业中筛选出来的27项低碳技术之一,也是钢铁行业首次入选该目录,国家住建部将其列为建筑业推广的十大新技术之一,CRB600H高强钢筋{C、R、B、H分别为冷轧(Cold rolled)、带肋(Ribbed)、钢筋(Bar)、高延性(High elongation)四个词的英文首位字母[1]}公称直径范围为4~12 mm,在楼板和剪力墙中应用。本文通过工程实例分析高强钢筋所带来的效益,为推进高强钢筋在实际工程得以推广应用提供参考。
商河县西城区教育集团工程包括2栋教学楼、2栋食堂、5栋学生宿舍、1栋实验楼和1栋报告厅及其附属建筑物,总建筑面积为95 176.32m2,建筑最高5层,单体最大檐口高度21.10 m,框架结构,楼板厚度为 100、120、180、200 mm。
钢筋采用 HPB300、HRB400、CRB600H 三种规格,直径6~28 mm不等,钢筋设计总用量6 464.5 t,其中 CRB600H高强钢筋直径主要包括 6、8、10、12 mm,高强钢筋使用部位为楼板及楼梯钢筋,总用量1 412.9t,占钢筋总用量的21.89%。
1)高强钢筋能耗低,低碳环保,有利于可持续发展。表1为CRB600H和HRB400、HRB500综合能耗对比分析。
由表1可以看出:CRB600H比HRB400节约标准煤9.7 kg/t;比HRB500节约标准煤12.4 kg/t。
2)合金含量少,节约我国稀土资源。表2中CRB600H高强钢筋较HRB400和HRB500在节约我国稀土资源上较明显,高强钢筋更有发展前景。
表2 CRB600H高强钢筋与普通钢筋合金元素含量对比
3)强度高,有效提升施工质量。在实际施工过程中,不可避免施工作业人员踩踏楼板钢筋,CRB600H高强钢筋较HRB400强度高,抗变形能力强,踩踏不易变形,不需要从新绑扎固定,节省劳动力。见表3。
表3 CRB600H钢筋与普通钢筋强度对比 MPa
4)省钢省钱,节省造价。CRB600H高强钢筋具有强度高、延性好的特点,在建筑中,可节省钢筋20%,但成本较低,价格便宜,按照钢筋市场价4 500元/t,加工费1 000元/t,管理费500元/t计算,楼板可节省钢筋2~3 kg/m2,节省造价12~18元/m2,经济效益和社会效益明显,具有很好的推广前景。
1)物资采购存在一定困难:HRB400等级钢筋采购比较容易,但CRB600H高强钢筋普及度不高,生产厂家较少,货源难找,在项目初期,高强钢筋的寻找资源遇到了不少困难,经过多家钢筋供应单位提供信息才找到货源,寻找货源历经20 d。
2)原材送检存在一定困难:CRB600H高强钢筋目前还没达到像HRB400钢筋一样普及,济南市商河县检测站无高强钢筋检测资质,将原材样品送至外地有检测资质单位进行检测,送检所花时间和经历比较多,若高强钢筋大面积使用推广,检测单位也会增加此项检测项目。
3)材料区分存在一定困难:本项目高强钢筋主要应用于楼板、楼梯,其他部位钢筋均为HRB400E,高强钢筋与普通钢筋外观几乎一样,对普通工人来说很难区分,项目初期制定不同品种钢筋进行分区存放,将高强钢筋刷漆做记号并且安排专人加工,尽量避免普通钢筋与高强钢筋混用。
4)高强钢筋连接方式:小直径CRB600H高强钢筋采用焊接连接的质量难以保证,因此目前高强钢筋只能采用搭接方式进行连接,对于应用高强钢筋的经济性具有一定影响。
1)减少了钢筋的使用量、加工量和安装量,节约了工程物资及人力的投入,从施工角度看,主要是节约了大量的人力投入,现行钢筋的加工,安装费用已高达1 000元/t,而且人工费用(单价)日益渐长,因此,可以说高强钢筋的使用大量的节约了人工费用。
2)减少了钢筋的加工量,在一定程度上可缩短工期,在一般建筑工程的钢筋、模板和混凝土三大分项工程中,钢筋分项工程所占工期在1/3以上,所以使用高强钢筋,减少钢筋用量,无疑对缩短工期起到很大的作用。
3)减小了含钢量,从等强度来看,要么减少了钢筋直径、要么强大了钢筋间距,总之增大了钢筋间的净距,方便了混凝土的浇筑,克服了因钢筋过密而导致混凝土下料与振捣困难的问题,保证了混凝土的密实度。
4)不易变形,方便绑扎,成型牢固,在建筑工程混凝土结构施工中,普遍存在钢筋移位、变形、踩踏等质量通病,特别是上层钢筋(负筋)更易踩踏变形,高强钢筋的使用,由于强度高,成型可靠,较好的解决了钢筋成型质量问题。
5)可减少钢筋加工、连接、安装工作量,有利于工序施工质量控,由于钢筋工作量的减少,随之检查量也跟着减少,而且更直观,从而提高了钢筋工序的自检以及互检和专检的效率的质量,根本上保证了钢筋的检查及最终质量。
6)可减少钢筋配送、运输工作量及堆放场地。一般建筑工程场地都比较小,特别是城市施工场地更小,因此钢筋的加工配送、运输以及现场堆放都是目前施工过程中难解决的问题,高强钢筋的使用减少了用钢量,缓解了配送、运输、堆放难题。
7)采用CRB600H钢筋配筋的混凝土结构构件在正常使用极限状态下的挠度限值、裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值、耐久性符合规范要求[2]。
通过在商河县西城区教育集团PPP项目中应用CRB600H高强钢筋,对比传统施工建筑中普通钢筋,减少了钢筋用量约353.2 t(原材料和加工费用约212万元),提高了工程质量,降低了安全风险,有效缩短了工期约15 d,工期满足要求,取得了较好的社会效益和经济效益。高强钢筋经济节约的特点,使其推广应用成为大势所趋并将有力支撑起未来的建筑行业。