钢筋混凝土用钢筋检测试验分析 李战发

发表时间:2020/9/29   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:李战发 张守钊 聂成才 季腾 刘克 韩浩雪
[导读] 摘要:建筑工程中所用的原材料好坏是保证工程质量的重中之重。
        山东省建筑科学研究院有限公司  山东省济南市  250031
        摘要:建筑工程中所用的原材料好坏是保证工程质量的重中之重。 钢筋是建筑工程中的最常见、使用最广泛的一种原材料。其性能对整个工程质量乃至今后的使用有直接的影响。 在这种情况下,需要对建筑工程用钢筋进行检测,详细了解钢筋的相关性能,判断钢筋是否可以满足于工程要求,是保证工程质量的关键。
        关键词: 钢筋混凝土用钢筋;钢筋检测;焊接接头;钢筋性能
        1 建筑工程用钢筋拉伸试验
        钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材,其外形分为光圆和带肋两种。 对钢筋做拉伸试验,能够知晓钢筋的相应参数指标。 如断后伸长率、 最大力总延伸率、屈服强度、抗拉强度、残余变形、弹性模量等。
        1.1 试验环境及前期准备
        在钢筋金属材料拉伸试验中,根据( GB/T28900-2012 )和( GB/T228.1-2010 )等相关标准的规定选取试验样品。 对同一厂家、同一牌号、同一规格与同一交货状态的钢筋,对钢筋做出厂检验检测,并随机抽样。 对于从盘卷上取制的试样,在试验前应进行简单的弯曲矫直。 针对检验中的重量偏差,保证试件切口平滑并且与长度方向垂直,确保长度大于等于 500mm 。钢筋试验应在 10℃~35℃ 的室温下进行。 试验机的测力系统应定期进行校准,并且其精度应大于等于一级。
        1.2 室内试验
        根据( GB/T228.1-2010 ),先检查钢筋来样,如来样表面有显著横向刀磨痕或机械损伤、 有明显淬火变形或裂纹以及肉眼可见的冶金缺陷,均不允许试验。 满足来样要求后用游标卡尺测量钢筋直径,一边卡在横肋上,一边卡在内径上。 在确定直径满足规定的偏差范围后, 可采用其公称直径作为横截面积;若发现产品标准超出规定范围,则采用实测的钢筋横截面积。 之后标记原始标距,通常用连续标点机在钢筋中间部位标注标距。 使用连续标点机时尽量使打点机针头靠近钢筋纵肋,以便于观察拉伸后的断后伸长率或最大力总伸长率。 最后把钢筋夹持在试验机的上下钳口上, 并保证钢筋在上下钳口的中间位置垂直,尽量满夹具夹持。 之后启动试验设备,按照相关标准做拉伸试验。 对试验机钳口夹具要进行定期清理保养,夹具磨损严重的要及时更换,以保证钢筋在拉伸过程中,减少钢筋与夹具的摩擦跳动对数据的影响。
        1.3 试验结果
        钢筋原始标距应为 5 倍的钢筋公称直径。 20mm 的钢筋的原始标距为 100cm ,在中间部位标记,两端夹持掉 10cm 后,保证平行长度大于 100cm 。 安装钢筋后加载;加荷速率可自行选择( GB/T228.1-2010 )中的方法 A (应变速率控制)或方法 B (应力速率控制)。 钢筋拉断后把钢筋断裂处完全拼接起来,测量断后伸长率。 断裂之后的标距 127.50mm , 比原始标距增加27.5mm 。 根据这一结果, 可以认为该钢筋的断后伸长率为27.5% 。 试验后所记录的数据应该包括屈服强度、抗拉强度等一般资料。
        2 建筑工程用钢筋弯曲试验
        在钢筋弯曲试验中,常见的弯曲试验有冷弯试验、先 90°后 20° 的反向弯曲试验和反复弯曲试验。普通 HRB400 钢筋采用冷弯试验, HRB400E 钢筋采用反向弯曲试验, 小规格的钢丝则采用反复弯曲试验。


        2.1 室内试验
        2.1.1 冷弯试验
        检查钢筋来样, 根据来样选择好相应的弯曲压头直径和调节好两支锟间的距( D+3a ) ±0.5a ,试件放置于两个支点上,对焊接钢筋应使焊缝中心线与压头中心线相一致, 然后将相应直径的压头在试样两个支点中间施加压力, 使试样弯曲至规定的角度,试验应在平稳压力作用下缓慢施加试验力,速率大约在 60°/s 。
        2.1.2 反向弯曲试验
        先正向弯曲 90° ,把经正向弯曲后的试样在 100℃±10℃ 温度下保温不小30min ,经自然冷却后再反向弯曲 20°。 两个弯曲角度均应在保持荷载时测量。 当供方能保证钢筋经人工时效后的反向弯曲性能时, 正向弯曲后的试样亦可在室温下直接进行反向弯曲。
        2.1.3 反复弯曲试验
        根据线材尺寸选择弯曲圆弧半径 r ,弯曲圆弧顶部至拨杆底面的距离 L 以及拨杆孔径 d 。 使弯曲臂处于垂直位置,将试样由拨杆孔插入并夹紧其下端, 使试样垂直于两弯曲圆柱轴线所在的平面, 操作应平稳无冲击, 弯曲速度每秒不超过一次。试样从起始位置向右(左)弯曲 90° 后再返回至起始位置作为第一次弯曲,再从起始位置向左(右)弯曲 90° 时试样再返回至起始位置作为第二次弯曲,依次连续反复弯曲,至试样折断为止。 以折断前反复弯曲的次数作为最终弯曲次数。
        2.2 理化检验
        选择目前常见的 HRB400E 钢筋为试验对象,某厂家的生产的 HRB400E 钢筋在施工工地使用时出现了弯曲断裂的问题,本文选取弯曲断裂钢筋为对象,对其进行检验分析。
        2.2.1 宏观分析
        样本发现,整个断裂试样的断口表面凹凸不平,其中约有1/3 的位置可以见暗灰色纤维状,其余断面均为平面,表面有清晰的金属光泽。 之后用超声设备对钢筋端口清洗,并用扫描电镜观察钢筋断口。 电镜检查结果可以发现,断裂起源于断面下侧,整体为韧窝状,呈节理断裂的特点,整个断口位置尚未发现其他杂物。 在钢筋断裂位置垂直轧制方向取金相试样样本,在经过磨制后形成抛光面;用硝酸酒精溶液融化侵蚀,并用显微镜观察试样显微组织。 检验结果发现,该钢筋边缘部位的显微组织为珠光体 + 铁素体, 中心部位的显微组织为珠光体 + 铁元素 + 马氏体。
        2.2.2 弯曲试验
        在断裂钢筋的剩余部位, 随机选择一处远离断口的位置截取标准的弯曲试样,并根据相关规范,在弯曲试验机上开展弯曲试验。 其中弯心直径为 5d ,弯曲角度为 180° 后进行试验分析。
        3结 论
        在钢筋混凝土用钢筋检测试验中, 工作人员需要通过金属材料拉伸试验、弯曲试验、钢筋焊接接头试验等方法对钢筋的性能进行评价,最终试验结果发现,在经过焊接接头、拉伸等处理之后,钢筋的性能发生明显的变化,但都可以满足建筑工程项目中对原材料的性能要求。
        参考文献:
        [1] 吴琼超 . 公路钢筋混凝土桥梁试验检测技术及应用 [J]. 住宅与房地产, 2018 ( 27 ): 206.
        [2] 《钢筋混凝土用钢材试验方法》( GB/T28900-2012 )
        [3]混凝土中钢筋直径雷达检测的神经网络方法[J]. 叶爱文,谢慧才.  建筑科学与工程学报. 2008(04)
        [4]最大等效钢筋直径控制钢筋混凝土构件的裂缝宽度[J]. 李龙起,周东华,徐彬,王鹏.  工业建筑. 2013(12)
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