国际水电工程施工主材技术标准及应用

（中国水利水电第三工程局有限公司，西安 710024）

0 前言

在非洲，由于长期受殖民影响，项目业主、咨询工程师习惯于使用欧美标准,对中国标准不熟悉、不认可。同时，我国承包商对国际工程技术标准也存在收集不全面、不熟悉和不适应的情况[1]，进而导致项目履约不顺。因此，国际工程技术管理人员必须了解国际流行标准，掌握中外标准差异特点，以提高国际标准应用能力，顺利履约，并推动中国工程技术标准国际化。

1 项目概况

宗格鲁水电站位于尼日利亚尼日尔州宗格鲁（Zungeru）镇卡杜纳（Kaduna）河上。电站正常蓄水位库容109.1×108m3。总装机容量 700MW（4×175MW）。工程等别为一等，工程规模为大（1）型。

项目合同类型：EPC 合同。项目业主：尼日利亚电力部；EPC 承包方：中电工（设计和机电采购）与中电建（土建）组成的联合体，中电工设计分包单位：电建昆明勘察设计院；业主代表：法国科因贝利（COYNE ET BELLIER）和尼日利亚迪克罗（DECROWN）组成的联合体，科因贝利负责设计审查，迪克罗负责现场施工监理。

2 合同中采用标准要求及实际采用的标准

主合同要求：工程建设材料产品应采用最新国际标准，主要包含ASTM（美国材料与试验协会）标准和ISO 标准。合同补遗文件：同意如果中国规范与合同中的要求不冲突，则可接受中国规范，但需要提供英文翻译版本，并证明中国标准等同于或高于国际标准。

合同中材料产品具体采用哪国标准并没有明确要求。项目履约过程中，设计、采购技术标准实际采用欧美标准+中国标准相结合的方式进行。

3 原材料相关标准及应用

3.1 钢筋

3.1.1 相关标准

美国标准：

ASTM A706M-2014《混凝土配筋用低合金带肋钢筋与光圆钢筋标准》[2]；

ASTM A615M-2014《混凝土配筋用碳钢带肋钢筋与光圆钢筋标准》[3]。

中国标准：

GB1499.1-2017《钢筋混凝土用钢 第1部分：热轧光圆钢筋》；

GB1499.2-2018《钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋》。

英国标准：

BS4449 2005+A3:2016 《钢筋混凝土用钢：可焊接钢筋及盘卷产品技术条件》。

尼日利亚标准：

NIS 117:2004 《混凝土用筋规范》。

3.1.2 钢筋标准简介

美国 ASTM A706/A706M-14《混凝土配筋用低合金带肋钢筋与光圆钢筋标准》 和 ASTM A615/A615M-2014《混凝土配筋用碳钢带肋钢筋与光圆钢筋标准》的技术要求有较大的不同，ASTM A706/A706M-2014 标准有420MPa、550MPa 两个等级，不仅有焊接性能要求，也有屈服强度上下限与强屈比的要求，是高质量要求的钢筋；ASTM A615/A615M-2014 有 280MPa、420MPa、520MPa、550MPa 四个等级（2016 版增加690 级），无焊接性能、屈服强度上限、强屈比的要求。

在ACI 318 结构混凝土设计规范[5]中，光圆和带肋碳钢钢筋、带肋低合金钢筋标准上直接引用现行ASTM A615 和A706。规范规定在普通钢筋混凝土结构中，40 级和60 级带肋钢筋是主要材料。

美国陆军工程师团工程手册EM 1110-2-2104 水工钢筋混凝土结构强度设计[6]中，规定钢筋的类型和等级应限于ASTM A615，60 级，其他等级和类型钢筋需慎重使用。

英标BS4449 2005 仅规定了500MPa 的强度等级，牌号250MPa 的盘卷光圆钢丝并入BS 4482。应用规范为bs8110 混凝土结构设计规范[7]，500 级钢筋主要适用于高层抗震耐低温等建筑结构。

尼日利亚NIS 117:2004，参照了英国钢筋标准，一些具体的指标上有一些不同的规定，化学成品指标按可焊接钢筋和非可焊接钢筋进行了分别规定。钢筋规格与英标类似，没有28 和36mm 直径的钢筋。

3.1.3 钢筋标准应用

对比国标GB1499.2、美标A706M、A615M 钢筋规范，国标GB1499.2 带肋钢筋规格与美标（附录）钢筋规格基本相同。国标400 级带肋钢筋与美标G60（420 级）屈服强度接近、化学成分要求与A706M 带肋钢筋的碳、锰、磷、硫等接近，优于A615M 化学成分要求（仅限制了磷含量），伸长率指标优于美标A706M、A615M 钢筋。总体而言，在性能指标上400 级国标GB1499.2带肋钢筋与美标A706M 带肋420 级钢筋接近，优于A615M 420 级钢筋。

项目实际选用420 级带肋钢筋作为主要用筋，钢筋由中国采购，中国标准制造。采购招标时，要求屈服强度420MPa，其他指标满足国标GB1499.2要求。

钢筋产品技术参数和检试验证书报批时，说明按中国GB1499.2 标准生产，列明化学成分、力学性能（含强屈比、伸长率等），弯曲性能指标要求和检试验结果，同时说明满足美国A615M 标准性能指标要求。

3.2 水泥

3.2.1 相关标准

美国通用水泥产品标准：

ASTM C150/150M《硅酸盐水泥》；

ASTM C595/595M《混合水硬性水泥》；

ASTM C1157/1157M《水硬性水泥标准性能》。

欧洲通用水泥产品标准：

EN 197-1《水泥—第1部分：通用水泥的组分、技术要求和合格准则》。

中国水泥产品标准：

GB 175《通用硅酸盐水泥》；

GB/T 200《中热硅酸盐水泥 低热硅酸盐水泥 低热矿渣硅酸盐水泥》；

GB/T 748 《抗硫酸盐硅酸盐水泥》。

尼日利亚水泥标准：

NIS 444-2003 《普通水泥标准》。

3.2.2 标准简介

美国ASTM C150/150M《硅酸盐水泥》标准中水泥组分以硅酸盐熟料和石膏为主，不添加或少量添加混合材（添加剂），并按水泥性能和用途分为6种基本类型及4 种引气型共10 种水泥品种。ASTM C595/595M 《混合水硬性水泥》标准按混合材的品种及掺量分为4 种基本类型，混合材种类包括矿渣、火山灰质材料和石灰石，混合材掺量高可达 95%。ASTM C1157/1157M 标准对《水硬性水泥标准性能》水泥组分、化学成分和矿物组成没有限制，只规定了水泥的性能指标，并按水泥性能和用途分为6 种基本类型。

欧洲的主要水泥标准EN 197-1，标准按水泥组分划分为5 大类27 个水泥品种，涵盖了不掺或少掺混合材的硅酸盐水泥和掺有一定量混合材的混合水泥。水泥中混合材种类包括矿渣、硅灰、火山灰质材料、粉煤灰、煅烧页岩 和石灰石，混合材掺量高可达95%。

中国的水泥主要分为通用水泥和特种（专用）水泥两大类。通用水泥标准是 GB 175《通用硅 酸盐水泥》，水泥按混合材品种和掺量分为6 类8 个品种，水泥中混合材种类包括矿渣、火山灰质材料、粉煤灰和石灰石，混合材掺量高为70%。特种水泥标准主要包括GB 200《中热硅酸盐水泥 低热硅酸盐水泥 低热矿渣硅酸盐水泥》、GB 748《抗硫酸盐硅酸盐水泥》等。

尼日利亚水泥标准NIS 444-2003 完全照搬欧洲水泥标准EN 197 内容，两者基本等同。

3.2.3 水泥标准应用

水泥的选用取决于供货、经济性、环境要求、建造速度、结构形式以及当地政策、法规要求等。考虑供货、经济性因素，宗格鲁项目所需水泥全部由当地采购。

尼日利亚当地水泥厂家按欧洲标准“EN 197-1:2000”和“尼日利亚水泥标准NIS 444-1：2003”生产水泥，水泥类型主要有硅酸盐CEMⅠ和石灰石硅酸盐水泥CEMⅡ/A-L、CEMⅡ/B-L。由于硅酸盐CEMⅠ水泥量少，不能满足工程强度要求，宗格鲁项目以CEMⅡ/A-L 石灰石硅酸盐水泥为主。

另外需要注意的是，欧标CEMⅡ复合硅酸盐水泥没有烧失量指标要求，尼国水泥厂家CEMⅡ/A-L（石灰石掺量6～20%）实测烧失量范围2.8～8.0%，CEMⅡ/B-L（石灰石掺量21～35%）实测烧失量范围7～12%。而烧失量过大会影响水泥混凝土耐久性[8]，故CEMⅡ/B 型水泥不宜用作主体结构的混凝土原材料。

3.3 混凝土掺合料粉煤灰

3.3.1 相关标准

美国标准：

ACI 232.2R-03《粉煤灰在混凝土中的应用》；

ACI 232.3R-14《混凝土结构用高掺量粉煤灰》；

ASTM C 618《粉煤灰、烧结或天然的火山灰作为混凝土矿物掺合料的标准》。

中国标准：

DL/T 5055-2007《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》；

GB/T 50146-2014《粉煤灰混凝土应用技术规范》；

GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》。

3.3.2 标准简介

美国ACI 标准结合ASTM C 595、ASTM C 1157 对粉煤灰在水泥混凝土中的使用作了介绍，对掺粉煤灰混凝土在不同气候、掺用外加剂等条件下配合比的调整及注意事项进行了介绍。在中国标准DL/T5055-2007 中，对水工混凝土掺用粉煤灰的技术要求作出了具体规定，如F 类粉煤灰的最大掺量、胶凝材料用量、配合比设计及浇筑养护等方面均有详细要求。

ACI 标准与中国标准对粉煤灰的定义与分类方法基本一致。

ACI 标准中粉煤灰的SO3、烧失量、含水率、细度、需水量比、强度活性试验、安定性等化学及物理要求与DL/T5055-2007 和GB/T1596-2005 在试验方法及技术指标要求均存在一定差异。

3.3.3 粉煤灰标准应用

项目使用I 级粉煤灰，由中国采购。

产品技术参数和检试验证书报批时，说明产品指标满足中国标准GB/T 1596 要求，同时满足美标ASTM C 618 技术指标要求。关键技术参数同时列出中美标准参数指标要求，使中美标准差异一目了然。中国标准I 级粉煤灰指标与美标ASTM C 618“F”级相当，甚至有些指标比美标更严格（如烧失量、SO3、含水率、细度、需水量比等），证明中国标准不低于甚至优于美国标准。

3.4 止水

3.4.1 相关标准

美国陆军工程兵团手册USACE）：

EM 1110-2-2102《土建结构止水和预制接头材料》[9]；

CRD-C513 《橡胶止水标准》[10]；

CRD-C572 《PVC 止水规范》[11]。

美国材料试验协会：

ASTM B370-12 《建筑用铜板（条）材料》；

中国标准：

GB 18173.2-2014 《高分子防水材料 第2 部分：止水带》；

DL/T 5215-2005 《水工建筑物止水带技术规范》。

3.4.2 止水标准应用

项目使用的铜止水、橡胶止水产品均由中国采购进口。

产品技术参数和检试验证书报批报批时说明，产品满足中国标准GB 18173.2 指标要求，同时分别满足美国CRD C513 和ASTM B370 规范要求。橡胶止水中国标准GB 18173.2 在拉伸强度、断后伸长率、硬度、热空气老化等物理力学指标要求上，要严于美国CRD C513 指标，说明中国产品标准指标优于美标。

3.5 钢筋机械连接套筒

3.5.1 相关标准要求

中国规范JGJ07-2016 将钢筋连接强度等级分为I、Ⅱ、Ⅲ三个等级，其中Ⅲ级为最低要求，规定接头强度应不小于钢筋屈服强度标准值的1.25 倍，与ACI 318—2011 的l2.14.3.2 条的规定相同，美国标准与我国的最低要求一致。

英国BS 8110-97 规定受拉钢筋机械连接接头强度应满足a.加荷至0.6fy之后的永久伸长不应超过0.1mm；b.对于460 级钢筋，套筒钢筋的拉伸强度应大于529 N/mm2（约为屈服强度标准值的1.15 倍）。英国规范BS 8110 虽然比ACI 规范接受标准低，但它规定了接头的拉伸试验和变形试验要求。

3.5.2 套筒标准应用

接头等级、应用范围和接头性能试验检测的项目由设计根据结构要求在图纸中明确。

宗格鲁项目钢筋机械连接主要采用直螺纹套筒，由中国进口，按I 级接头标准采购。采购前套筒样品技术参数按美国ACI 318 机械接头指标要求（1.25fy）进行报咨询审批，试验方法依据ASTM A1034/A1034M。主要指标有单向拉伸极限抗拉强度、单向拉伸残余变形、最大力下总伸长率、破坏形态。

现场检试验主要进行单向拉伸极限抗拉强度试验和残余变形试验，产品试验结果均满足美标接头标准要求。

4 结语

全面了解熟悉国际流行标准，项目才能顺利履约。掌握国内外标准差异和特点，才能有针对性的推广中国标准。

在工程主材产品技术参数报批过程中，同时列出中国标准指标和欧美标准指标差异，指明中国标准很多指标严于欧美标准，证明中国标准参数不低于甚至高于国际标准，以此让业主、咨询更多的了解中国标准，加快中国标准“走出去”。