RESEARCH REPORT

钢筋替代新材料
深度研究报告

应用场景、性能分析、动因与落地实践

材料多元化趋势

FRP、ECC、氢冶金低碳钢筋三类材料已形成规模化替代能力，主导不同细分场景。

性能优势显著

抗拉强度提升2-4倍，重量仅1/4，耐腐性优异，极限拉应变达普通混凝土的200倍以上。

替代动因分层

解决工程痛点与响应双碳政策双轮驱动，全生命周期成本优化覆盖初期投入增量。

落地进程加速

头部供应主体形成，核心产品应用于国家级工程，2026年氢冶金钢筋进入商业化初期。

传统钢筋的局限性

  • 耐久性不足：每年因锈蚀导致的维修成本超2000亿元，沿海地区结构失效占比超30%。
  • 碳排放压力：吨钢碳排放约1.8吨，2024年国内钢筋用量超1.5亿吨，对应碳排放超2.7亿吨。
  • 特殊场景适配性差：高重量、电磁干扰、难切削，导致施工效率下降30%以上。

新材料替代的战略意义

  • 延长工程寿命：将基础设施寿命从20-30年延长至50年以上，海洋工程甚至可达100年。
  • 推动双碳目标：氢冶金钢筋碳减排率超70%，FRP筋生产能耗仅为钢筋的30%。
  • 提升工程安全性：ECC抗冲击能力提升10倍以上，FRP筋使盾构机刀具更换周期延长。

FRP筋

Fiber Reinforced Polymer

轻质高强、耐腐蚀、非磁性，抗拉强度达普通钢筋的2-4倍，重量仅1/4。

主导：高腐蚀/特殊场景

ECC

Engineered Cementitious Composite

极限拉应变达普通混凝土的200倍以上，可将裂缝宽度控制在100μm以内。

主导：结构自增强/加固

氢冶金钢筋

Hydrogen-based Steelmaking Rebar

屈服强度较传统400MPa级提升近60%，碳减排率超70%，从生产端破解高碳痛点。

主导：低碳建筑/绿色工程

核心材料性能对比

全生命周期成本分析

替代材料的成本需从全生命周期维度评估，而非仅看初始采购价。

FRP筋 总成本降低 31%
ECC 总成本降低 40%
氢冶金钢筋 碳交易收益覆盖 40%

替代核心动因

工程痛点

解决锈蚀、延性不足、电磁干扰等问题

双碳政策

响应国家碳达峰、碳中和战略目标

施工效率

轻量化、易加工，降低施工强度与周期

经济效益

全生命周期成本优化，长期效益显著

案例：天津地铁2号线

应用GFRP筋解决盾构洞门施工中传统钢筋难以切削的痛点。

效率提升 40%
成本降低 42%

案例：山东高速烟蓬改扩建

应用BFRP-ECC加固技术，提升旧桥承载力，避免拆除重建。

承载力提升 20%
成本降低 40%

市场前景广阔

钢筋替代新材料正处于从“试点应用”向“规模化推广”的关键阶段，预计到2030年，FRP筋与氢冶金钢筋的市场渗透率将从2026年的6%提升至25%以上。

25%+
2030年预期渗透率
50年+
基础设施延长寿命
70%+
氢冶金碳减排率

头部供应企业

山东兴茂

FRP筋年产能5000吨，市场占有率超18%

参与制定《玻璃纤维增强塑料筋材》行业标准，产品出口至12个国家。

山东恒泰

FRP筋年产能200万米，客户复购率达92%

与清华大学、同济大学共建联合实验室，拥有23项发明专利。

中国宝武

拥有自主氢冶金工艺，吨钢碳排放降低70%以上

宝钢BeyondECO低碳钢筋已应用于上海恒隆广场三期等标杆项目。

上海二十冶

ECC技术获上海市高新技术成果转化认证

ECC材料已在全国70余个城市更新项目应用，技术领先。