國(guó)際水電工程施工主材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

（中國(guó)水利水電第三工程局有限公司，西安 710024）

0 前言

在非洲，由于長(zhǎng)期受殖民影響，項(xiàng)目業(yè)主、咨詢工程師習(xí)慣于使用歐美標(biāo)準(zhǔn),對(duì)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不熟悉、不認(rèn)可。同時(shí)，我國(guó)承包商對(duì)國(guó)際工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也存在收集不全面、不熟悉和不適應(yīng)的情況[1]，進(jìn)而導(dǎo)致項(xiàng)目履約不順。因此，國(guó)際工程技術(shù)管理人員必須了解國(guó)際流行標(biāo)準(zhǔn)，掌握中外標(biāo)準(zhǔn)差異特點(diǎn)，以提高國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用能力，順利履約，并推動(dòng)中國(guó)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化。

1 項(xiàng)目概況

宗格魯水電站位于尼日利亞尼日爾州宗格魯（Zungeru）鎮(zhèn)卡杜納（Kaduna）河上。電站正常蓄水位庫(kù)容109.1×108m3。總裝機(jī)容量 700MW（4×175MW）。工程等別為一等，工程規(guī)模為大（1）型。

項(xiàng)目合同類型：EPC 合同。項(xiàng)目業(yè)主：尼日利亞電力部；EPC 承包方：中電工（設(shè)計(jì)和機(jī)電采購(gòu)）與中電建（土建）組成的聯(lián)合體，中電工設(shè)計(jì)分包單位：電建昆明勘察設(shè)計(jì)院；業(yè)主代表：法國(guó)科因貝利（COYNE ET BELLIER）和尼日利亞迪克羅（DECROWN）組成的聯(lián)合體，科因貝利負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)審查，迪克羅負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)理。

2 合同中采用標(biāo)準(zhǔn)要求及實(shí)際采用的標(biāo)準(zhǔn)

主合同要求：工程建設(shè)材料產(chǎn)品應(yīng)采用最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，主要包含ASTM（美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)和ISO 標(biāo)準(zhǔn)。合同補(bǔ)遺文件：同意如果中國(guó)規(guī)范與合同中的要求不沖突，則可接受中國(guó)規(guī)范，但需要提供英文翻譯版本，并證明中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)等同于或高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

合同中材料產(chǎn)品具體采用哪國(guó)標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有明確要求。項(xiàng)目履約過(guò)程中，設(shè)計(jì)、采購(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際采用歐美標(biāo)準(zhǔn)+中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的方式進(jìn)行。

3 原材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用

3.1 鋼筋

3.1.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

ASTM A706M-2014《混凝土配筋用低合金帶肋鋼筋與光圓鋼筋標(biāo)準(zhǔn)》[2]；

ASTM A615M-2014《混凝土配筋用碳鋼帶肋鋼筋與光圓鋼筋標(biāo)準(zhǔn)》[3]。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

GB1499.1-2017《鋼筋混凝土用鋼 第1部分：熱軋光圓鋼筋》；

GB1499.2-2018《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》。

英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

BS4449 2005+A3:2016 《鋼筋混凝土用鋼：可焊接鋼筋及盤(pán)卷產(chǎn)品技術(shù)條件》。

尼日利亞標(biāo)準(zhǔn)：

NIS 117:2004 《混凝土用筋規(guī)范》。

3.1.2 鋼筋標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

美國(guó) ASTM A706/A706M-14《混凝土配筋用低合金帶肋鋼筋與光圓鋼筋標(biāo)準(zhǔn)》 和 ASTM A615/A615M-2014《混凝土配筋用碳鋼帶肋鋼筋與光圓鋼筋標(biāo)準(zhǔn)》的技術(shù)要求有較大的不同，ASTM A706/A706M-2014 標(biāo)準(zhǔn)有420MPa、550MPa 兩個(gè)等級(jí)，不僅有焊接性能要求，也有屈服強(qiáng)度上下限與強(qiáng)屈比的要求，是高質(zhì)量要求的鋼筋；ASTM A615/A615M-2014 有 280MPa、420MPa、520MPa、550MPa 四個(gè)等級(jí)（2016 版增加690 級(jí)），無(wú)焊接性能、屈服強(qiáng)度上限、強(qiáng)屈比的要求。

在ACI 318 結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范[5]中，光圓和帶肋碳鋼鋼筋、帶肋低合金鋼筋標(biāo)準(zhǔn)上直接引用現(xiàn)行ASTM A615 和A706。規(guī)范規(guī)定在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，40 級(jí)和60 級(jí)帶肋鋼筋是主要材料。

美國(guó)陸軍工程師團(tuán)工程手冊(cè)EM 1110-2-2104 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)[6]中，規(guī)定鋼筋的類型和等級(jí)應(yīng)限于ASTM A615，60 級(jí)，其他等級(jí)和類型鋼筋需慎重使用。

英標(biāo)BS4449 2005 僅規(guī)定了500MPa 的強(qiáng)度等級(jí)，牌號(hào)250MPa 的盤(pán)卷光圓鋼絲并入BS 4482。應(yīng)用規(guī)范為bs8110 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[7]，500 級(jí)鋼筋主要適用于高層抗震耐低溫等建筑結(jié)構(gòu)。

尼日利亞NIS 117:2004，參照了英國(guó)鋼筋標(biāo)準(zhǔn)，一些具體的指標(biāo)上有一些不同的規(guī)定，化學(xué)成品指標(biāo)按可焊接鋼筋和非可焊接鋼筋進(jìn)行了分別規(guī)定。鋼筋規(guī)格與英標(biāo)類似，沒(méi)有28 和36mm 直徑的鋼筋。

3.1.3 鋼筋標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用

對(duì)比國(guó)標(biāo)GB1499.2、美標(biāo)A706M、A615M 鋼筋規(guī)范，國(guó)標(biāo)GB1499.2 帶肋鋼筋規(guī)格與美標(biāo)（附錄）鋼筋規(guī)格基本相同。國(guó)標(biāo)400 級(jí)帶肋鋼筋與美標(biāo)G60（420 級(jí)）屈服強(qiáng)度接近、化學(xué)成分要求與A706M 帶肋鋼筋的碳、錳、磷、硫等接近，優(yōu)于A615M 化學(xué)成分要求（僅限制了磷含量），伸長(zhǎng)率指標(biāo)優(yōu)于美標(biāo)A706M、A615M 鋼筋?？傮w而言，在性能指標(biāo)上400 級(jí)國(guó)標(biāo)GB1499.2帶肋鋼筋與美標(biāo)A706M 帶肋420 級(jí)鋼筋接近，優(yōu)于A615M 420 級(jí)鋼筋。

項(xiàng)目實(shí)際選用420 級(jí)帶肋鋼筋作為主要用筋，鋼筋由中國(guó)采購(gòu)，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制造。采購(gòu)招標(biāo)時(shí)，要求屈服強(qiáng)度420MPa，其他指標(biāo)滿足國(guó)標(biāo)GB1499.2要求。

鋼筋產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)和檢試驗(yàn)證書(shū)報(bào)批時(shí)，說(shuō)明按中國(guó)GB1499.2 標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，列明化學(xué)成分、力學(xué)性能（含強(qiáng)屈比、伸長(zhǎng)率等），彎曲性能指標(biāo)要求和檢試驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)說(shuō)明滿足美國(guó)A615M 標(biāo)準(zhǔn)性能指標(biāo)要求。

3.2 水泥

3.2.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)通用水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：

ASTM C150/150M《硅酸鹽水泥》；

ASTM C595/595M《混合水硬性水泥》；

ASTM C1157/1157M《水硬性水泥標(biāo)準(zhǔn)性能》。

歐洲通用水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：

EN 197-1《水泥—第1部分：通用水泥的組分、技術(shù)要求和合格準(zhǔn)則》。

中國(guó)水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：

GB 175《通用硅酸鹽水泥》；

GB/T 200《中熱硅酸鹽水泥 低熱硅酸鹽水泥 低熱礦渣硅酸鹽水泥》；

GB/T 748 《抗硫酸鹽硅酸鹽水泥》。

尼日利亞水泥標(biāo)準(zhǔn)：

NIS 444-2003 《普通水泥標(biāo)準(zhǔn)》。

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

美國(guó)ASTM C150/150M《硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)中水泥組分以硅酸鹽熟料和石膏為主，不添加或少量添加混合材（添加劑），并按水泥性能和用途分為6種基本類型及4 種引氣型共10 種水泥品種。ASTM C595/595M 《混合水硬性水泥》標(biāo)準(zhǔn)按混合材的品種及摻量分為4 種基本類型，混合材種類包括礦渣、火山灰質(zhì)材料和石灰石，混合材摻量高可達(dá) 95%。ASTM C1157/1157M 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)《水硬性水泥標(biāo)準(zhǔn)性能》水泥組分、化學(xué)成分和礦物組成沒(méi)有限制，只規(guī)定了水泥的性能指標(biāo)，并按水泥性能和用途分為6 種基本類型。

歐洲的主要水泥標(biāo)準(zhǔn)EN 197-1，標(biāo)準(zhǔn)按水泥組分劃分為5 大類27 個(gè)水泥品種，涵蓋了不摻或少摻混合材的硅酸鹽水泥和摻有一定量混合材的混合水泥。水泥中混合材種類包括礦渣、硅灰、火山灰質(zhì)材料、粉煤灰、煅燒頁(yè)巖 和石灰石，混合材摻量高可達(dá)95%。

中國(guó)的水泥主要分為通用水泥和特種（專用）水泥兩大類。通用水泥標(biāo)準(zhǔn)是 GB 175《通用硅 酸鹽水泥》，水泥按混合材品種和摻量分為6 類8 個(gè)品種，水泥中混合材種類包括礦渣、火山灰質(zhì)材料、粉煤灰和石灰石，混合材摻量高為70%。特種水泥標(biāo)準(zhǔn)主要包括GB 200《中熱硅酸鹽水泥 低熱硅酸鹽水泥 低熱礦渣硅酸鹽水泥》、GB 748《抗硫酸鹽硅酸鹽水泥》等。

尼日利亞水泥標(biāo)準(zhǔn)NIS 444-2003 完全照搬歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)EN 197 內(nèi)容，兩者基本等同。

3.2.3 水泥標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用

水泥的選用取決于供貨、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境要求、建造速度、結(jié)構(gòu)形式以及當(dāng)?shù)卣?、法?guī)要求等?？紤]供貨、經(jīng)濟(jì)性因素，宗格魯項(xiàng)目所需水泥全部由當(dāng)?shù)夭少?gòu)。

尼日利亞當(dāng)?shù)厮鄰S家按歐洲標(biāo)準(zhǔn)“EN 197-1:2000”和“尼日利亞水泥標(biāo)準(zhǔn)NIS 444-1：2003”生產(chǎn)水泥，水泥類型主要有硅酸鹽CEMⅠ和石灰石硅酸鹽水泥CEMⅡ/A-L、CEMⅡ/B-L。由于硅酸鹽CEMⅠ水泥量少，不能滿足工程強(qiáng)度要求，宗格魯項(xiàng)目以CEMⅡ/A-L 石灰石硅酸鹽水泥為主。

另外需要注意的是，歐標(biāo)CEMⅡ復(fù)合硅酸鹽水泥沒(méi)有燒失量指標(biāo)要求，尼國(guó)水泥廠家CEMⅡ/A-L（石灰石摻量6～20%）實(shí)測(cè)燒失量范圍2.8～8.0%，CEMⅡ/B-L（石灰石摻量21～35%）實(shí)測(cè)燒失量范圍7～12%。而燒失量過(guò)大會(huì)影響水泥混凝土耐久性[8]，故CEMⅡ/B 型水泥不宜用作主體結(jié)構(gòu)的混凝土原材料。

3.3 混凝土摻合料粉煤灰

3.3.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

ACI 232.2R-03《粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用》；

ACI 232.3R-14《混凝土結(jié)構(gòu)用高摻量粉煤灰》；

ASTM C 618《粉煤灰、燒結(jié)或天然的火山灰作為混凝土礦物摻合料的標(biāo)準(zhǔn)》。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

DL/T 5055-2007《水工混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》；

GB/T 50146-2014《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》；

GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》。

3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

美國(guó)ACI 標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合ASTM C 595、ASTM C 1157 對(duì)粉煤灰在水泥混凝土中的使用作了介紹，對(duì)摻粉煤灰混凝土在不同氣候、摻用外加劑等條件下配合比的調(diào)整及注意事項(xiàng)進(jìn)行了介紹。在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5055-2007 中，對(duì)水工混凝土摻用粉煤灰的技術(shù)要求作出了具體規(guī)定，如F 類粉煤灰的最大摻量、膠凝材料用量、配合比設(shè)計(jì)及澆筑養(yǎng)護(hù)等方面均有詳細(xì)要求。

ACI 標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粉煤灰的定義與分類方法基本一致。

ACI 標(biāo)準(zhǔn)中粉煤灰的SO3、燒失量、含水率、細(xì)度、需水量比、強(qiáng)度活性試驗(yàn)、安定性等化學(xué)及物理要求與DL/T5055-2007 和GB/T1596-2005 在試驗(yàn)方法及技術(shù)指標(biāo)要求均存在一定差異。

3.3.3 粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用

項(xiàng)目使用I 級(jí)粉煤灰，由中國(guó)采購(gòu)。

產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)和檢試驗(yàn)證書(shū)報(bào)批時(shí)，說(shuō)明產(chǎn)品指標(biāo)滿足中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1596 要求，同時(shí)滿足美標(biāo)ASTM C 618 技術(shù)指標(biāo)要求。關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)同時(shí)列出中美標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)指標(biāo)要求，使中美標(biāo)準(zhǔn)差異一目了然。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)I 級(jí)粉煤灰指標(biāo)與美標(biāo)ASTM C 618“F”級(jí)相當(dāng)，甚至有些指標(biāo)比美標(biāo)更嚴(yán)格（如燒失量、SO3、含水率、細(xì)度、需水量比等），證明中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不低于甚至優(yōu)于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 止水

3.4.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)手冊(cè)USACE）：

EM 1110-2-2102《土建結(jié)構(gòu)止水和預(yù)制接頭材料》[9]；

CRD-C513 《橡膠止水標(biāo)準(zhǔn)》[10]；

CRD-C572 《PVC 止水規(guī)范》[11]。

美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)：

ASTM B370-12 《建筑用銅板（條）材料》；

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

GB 18173.2-2014 《高分子防水材料 第2 部分：止水帶》；

DL/T 5215-2005 《水工建筑物止水帶技術(shù)規(guī)范》。

3.4.2 止水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用

項(xiàng)目使用的銅止水、橡膠止水產(chǎn)品均由中國(guó)采購(gòu)進(jìn)口。

產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)和檢試驗(yàn)證書(shū)報(bào)批報(bào)批時(shí)說(shuō)明，產(chǎn)品滿足中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB 18173.2 指標(biāo)要求，同時(shí)分別滿足美國(guó)CRD C513 和ASTM B370 規(guī)范要求。橡膠止水中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB 18173.2 在拉伸強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率、硬度、熱空氣老化等物理力學(xué)指標(biāo)要求上，要嚴(yán)于美國(guó)CRD C513 指標(biāo)，說(shuō)明中國(guó)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)優(yōu)于美標(biāo)。

3.5 鋼筋機(jī)械連接套筒

3.5.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求

中國(guó)規(guī)范JGJ07-2016 將鋼筋連接強(qiáng)度等級(jí)分為I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)等級(jí)，其中Ⅲ級(jí)為最低要求，規(guī)定接頭強(qiáng)度應(yīng)不小于鋼筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.25 倍，與ACI 318—2011 的l2.14.3.2 條的規(guī)定相同，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)的最低要求一致。

英國(guó)BS 8110-97 規(guī)定受拉鋼筋機(jī)械連接接頭強(qiáng)度應(yīng)滿足a.加荷至0.6fy之后的永久伸長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)0.1mm；b.對(duì)于460 級(jí)鋼筋，套筒鋼筋的拉伸強(qiáng)度應(yīng)大于529 N/mm2（約為屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的1.15 倍）。英國(guó)規(guī)范BS 8110 雖然比ACI 規(guī)范接受標(biāo)準(zhǔn)低，但它規(guī)定了接頭的拉伸試驗(yàn)和變形試驗(yàn)要求。

3.5.2 套筒標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用

接頭等級(jí)、應(yīng)用范圍和接頭性能試驗(yàn)檢測(cè)的項(xiàng)目由設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求在圖紙中明確。

宗格魯項(xiàng)目鋼筋機(jī)械連接主要采用直螺紋套筒，由中國(guó)進(jìn)口，按I 級(jí)接頭標(biāo)準(zhǔn)采購(gòu)。采購(gòu)前套筒樣品技術(shù)參數(shù)按美國(guó)ACI 318 機(jī)械接頭指標(biāo)要求（1.25fy）進(jìn)行報(bào)咨詢審批，試驗(yàn)方法依據(jù)ASTM A1034/A1034M。主要指標(biāo)有單向拉伸極限抗拉強(qiáng)度、單向拉伸殘余變形、最大力下總伸長(zhǎng)率、破壞形態(tài)。

現(xiàn)場(chǎng)檢試驗(yàn)主要進(jìn)行單向拉伸極限抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)和殘余變形試驗(yàn)，產(chǎn)品試驗(yàn)結(jié)果均滿足美標(biāo)接頭標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

全面了解熟悉國(guó)際流行標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目才能順利履約。掌握國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)差異和特點(diǎn)，才能有針對(duì)性的推廣中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

在工程主材產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)報(bào)批過(guò)程中，同時(shí)列出中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)和歐美標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)差異，指明中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)很多指標(biāo)嚴(yán)于歐美標(biāo)準(zhǔn)，證明中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)不低于甚至高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以此讓業(yè)主、咨詢更多的了解中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，加快中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)“走出去”。