随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的提出,作为一种新型节能绿色材料,高延性冷轧带肋钢筋(以下简称CRB600H)迎来了发展机遇。与传统冷轧带肋钢筋及热轧带肋钢筋相比,CRB600H在性能、工艺、经济性及环保等方面具有更为明显的优势。目前,该产品已广泛应用于建筑、高铁、桥梁、高速公路、市政、人防、机场及钢筋焊接网等领域。本文将从CRB600H生产分布情况、产品相关优势、实际应用优势及行业发展趋势等方面进行简单介绍。
一、生产分布情况
据不完全统计,目前国内CRB600H主要生产厂家共二十多家,主要分布于河南、河北、山东、江苏、湖南、陕西及广西等地,其中河南、河北及山东等地推广较早,市场成熟度相对较高。位于河南的复星合力公司拥有河南、湖南及山西三大生产基地,作为国内最早研发CRB600H产品的企业,多年来通过自主创新、产线升级换代,取得了多项相关发明专利,所生产的CRB600H产品已达到国际领先水平。此外,河南鼎鼎拥有河南及广西两大生产基地,一三高研曾开设四大生产基地。而作为国有企业,山东高速也有多条CRB600H生产线,其产品在各自区域市场畅销度较高。另据了解,近年来山东高速及河北桥建等部分厂家还涉及出口业务,部分产品曾用于我国政府援建的大桥项目,成为CRB600H产品成功出口海外的实例。
二、产品相关优势
CRB600H以Q235普碳钢为原材料,利用冷塑性变形强化和在线再结晶热处理工艺,提升钢筋强度,同时消除残余应力,修复微观组织缺陷,提高钢筋延性。CRB600H主要为5-12mm小规格钢筋,以大盘螺及定尺直条形式交货,是一种新型500MPa级高强钢筋生产技术。
从性能方面来看,CRB600H屈服强度达574MPa、抗拉强度达638 MPa、最大伸长率为8.7%,明显优于HRB400热轧钢筋,分别高出43.5%、18.1%及16%,与HRB500钢筋性能相当。但在正常情况下,CRB600H市场价格低于HRB500,因此具有一定性价比。同时,HRB400热轧钢筋强度设计值360MPa,而CRB600H强度设计值430MPa,强度设计值提高了70MPa,用CRB600H钢筋代换HRB400钢筋理论上可节省钢筋用量16.3%左右。而在工程中,由于受到钢筋直径规格及钢筋间距规定的限制,实际节省的钢筋用量会略低于理论值。
而从低碳环保方面来看,与传统热轧钢筋生产技术相比,CRB600H具有综合能耗更低的优势。若每年有1000万吨CRB600H代替HRB400热轧钢筋,可减少200万吨钢材消耗量、节约320万吨铁矿石、节约合金90万吨、节约新水840万吨、减少800万吨二氧化碳排放量。近两年,国家已明确提出2030碳达峰、2060碳中和目标,CRB600H综合能耗明显降低,使其在产品竞争中更有优势,对其作为一种绿色节能建筑用钢材料的发展具有重要帮助。
表1:热轧钢筋与CRB600H钢筋性能指标对比
三、实际应用优势
国际上通常以“断面受拉区混凝土开裂后受拉钢筋不致立即进入屈服后变形状态”为准则,来确定受拉钢筋的最小配筋率。在现浇的钢筋混凝土楼盖、屋盖板中,由于板的超静定特征和双向受力特征,混凝土受拉开裂后一般不致产生过宽裂缝和过大挠度,因此采用了CRB600H钢筋的构件纵向受拉钢筋的最小配筋率可以适当降低。
表2:板纵向受拉钢筋最小配筋率(单位:%)
GB55008-2021《混凝土结构通用规范》已于2022年4月1日起实施,新版通用规范对旧版通用规范中的对应条款做出具体调整。旧版相关条款规定:在板类受弯构件中,当纵向受拉钢筋采用等级为400MPa、500MPa的钢筋时,其最小配筋率应允许采用0.15%和0.45ft/fy中的较大值。而新版通用规范调整为:在板类受弯构件中,当纵向受拉钢筋采用等级为500MPa(常见钢筋品种为HRB500和CRB600H)的钢筋时,其最小配筋率应允许采用0.15%和0.45ft/fy中的较大值。
此意味着在设计使用HRB500和CRB600H高强钢筋时,楼板的最小配筋率仍按0.15%,HRB400则需按0.2%取值。当采用C30混凝土时,无论HRB400钢筋或CRB600H,最小配筋率均由0.45ft/fy%控制。HRB400钢筋最小配筋率为0.2%,而CRB600H钢筋最小配筋率为0.15%,可节省25%钢筋用量。因此,在工程项目设计中,CRB600H的节材效果进一步提升,也意味着CRB600H更利于工程项目实现“降本、增效”的效果。
例如在河南省安阳市市民之家项目中,工程主楼地下二层,地上十一层,其中一至三层层高3.6米,四至十层层高3.5米,十一层层高3.5米,十一层局部层高4.2米。建筑总高度40.6米,裙房部分地下一层,地上三层。采用CRB600H高强钢筋,每平方米节约钢筋用量1.5kg,该工程总面积约5万平方米,总现浇板用钢量约可节约75吨。
表3:技术经济指标对比表
再如武汉武商新时代广场项目属于商业建筑,总建筑面积100万平方米。在工程设计及建筑中,若用HRB400钢筋,每平方米楼板钢筋用量为9.46kg,而采用CRB600H高强钢筋,每平方米钢筋用量仅需8.30kg。因此,若用CRB600H代替HRB400钢筋,该项目理论节材率达13.3%,实际节材率为12.26%,取得较好的节材效果。
四、行业发展趋势
经过十多年的行业快速发展,在部分生产企业不断推广之下,近几年CRB600H已得到多项政策的支持,并成为国家发改委公布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中的鼓励类产品。这是对高延性冷轧带肋钢筋的性能特点、绿色环保、实际应用、产业结构调整及发展的高度认可和肯定,为CRB600H在全国范围推广应用提供了政策依据。标准体系方面,现拥有国家标准《冷轧带肋钢筋》(GB 13788-2024)、行业标准《高延性冷轧带肋钢筋》(YB/T4260-2011)《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》(JGJ95-2011)。目前,CRB600H已在国内部分地区较快普及,在华中、华北及华东市场普及率相对较高,河南、河北、山东及湖南等地已出台相应的地方标准。且据了解,CRB600H高强钢筋已在国内多地住宅、医院、学校及活动场馆等上千项工程中得以应用,包括部分地方重点项目,均取得了较为显著的节约钢材效果。
近几年,由于行业发展前景较为广阔,加之国家及地方政策支持鼓励,CRB600H新增投产厂家较多。随着部分大型企业增加投资,包括少数国有企业的参与,较多CRB600H厂家已颇具规模,拥有现代化先进厂房,多条生产线,产品规模化、自动化、高速化、集成化生产。少数厂家甚至在国内拥有2-3个生产基地,并积极拓展全国多地区市场。
尽管CRB600H具有一系列的优势,但其发展仅十多年时间,且仅在华中、华北及华东市场成熟度相对更高,地区发展并不平衡。同时,由于部分厂家投放市场重叠程度较高,市场竞争异常激烈,尤其在今年市场环境并不理想的大背景下,CRB600H厂家普遍面临产销双降及效益不佳局面,发展之路并不顺利。
综合来看,传统热轧带肋钢筋发展时间较长,供大于求现象较为明显。但作为高性能建筑新型材料,CRB600H的市场前景较为广阔,国内较多经济发达市场仍处于待推广、待开发状态。作为生产全程绿色节能、无污染的产品,完全符合国家环保发展趋势,在多项政策支持之下,若相关生产企业坚持不断开拓新市场,未来CRB600H市场或将加快发展步伐。