钢筋力学性能检测作业指导.doc

建筑用钢筋检验指导书
1、试验目的
为了规范土建试验室对钢筋混凝土用钢钢材的屈服点、屈服强度、抗拉强度和伸长率、弯曲变形性能、平面反向弯曲变形性能及钢筋的耐反复弯曲性能检验的工作程序，实现标准化操作，特制定此作业指导书。
2、适用范围：
本指导书适用于混凝土结构中的钢筋与焊接钢筋。
3、引用标准：
GB/T228-2002 《金属材料室温拉伸试验方法》
GB/T232-1999 《金属材料弯曲试验方法》
GB238-2002 《金属线材反复弯曲试验方法》
GB13013-91 《钢筋混凝土热轧光园钢筋》
GB13014-91 《钢筋混凝土余热处理钢筋》
GB1499-1998 《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》
GB/T701-1997 《低碳钢热轧园盘条》
GB13788-92 《冷轧带肋钢筋》
JGJ18-2003 《钢筋焊接及验收规程》
JGJ/T27-2001 《钢筋焊接接头试验方法》
4、检测的环境要求
试验室的温度应在10℃-35℃范围内。

5、 试验项目和质量要求
5.1实验项目
钢筋拉伸试验：屈服点、抗拉强度、伸长率
钢筋冷弯试验
钢筋焊接接头试验
5.2质量要求
5.2.1钢筋的力学性能和工艺性能应符合表一、表二、表三、表四，冷弯试验时受弯曲部位外表面不得产生裂纹。
热轧直条光圆钢筋力学性能和工艺性能（GB13013-91）
表一
表面
形状
钢筋
级别
强度等
级代号
公称
直径mm
屈服点σs Mpa
抗拉强度σb
Mpa
伸长率σ5 %
冷弯
d-弯芯直径
α-钢筋公称直径
不小于
光圆
I
R235
8~20
235
370
25
180º d=α

低碳钢热轧圆盘条力学性能和工艺性能(GB/T701-1997)
表二
牌号
力学性能
冷弯试验180˚ d-弯芯直径
α-试样直径
屈服点σs，Mpa
抗拉强度σb，Mpa
伸长率δ10，%
不小于
Q215
215
375
27
d=0
Q235
235
410
23
d=0.5α

热轧带肋钢筋力学性能和工艺性能(GB1499-1998)
表三
牌号
公称直径 mm
σs(或σpo.2)
Mpa
σb Mpa
σ5%
弯曲试验180˚
弯心直径d
试样直径α
不小于
HRB335
6~25
28~50
335
490
16
d=3α
d=4α
HRB400
6~25
28~50
400
570
14
d=4α
d=5α
HRB500
6~25
28~50
500
630
12
d=6α
d=7α
钢筋混凝土用余热处理钢筋力学性能和工艺性能（GB13014-91）
表四
表面 形状
钢筋级别
强度等级代号
公称
直径
（mm）
屈服点σs Mpa
抗拉强度σb Mpa
伸长率δ5%
冷弯 d-弯芯直径
α-钢筋公称直径
不少于
月牙形
Ⅲ
RRB400
8-25
28-40
440
600
14
90º d=3α
90º d=4α
5.2.2 冷轧带肋钢筋力学性能和工艺性能符合表五，冷弯试验时受弯曲部位表面不得产生裂纹。
冷轧带肋钢筋力学性能和工艺性能（GB13788-2000）
表五
级别代号
δb抗拉强度
(MPa)
不小于
伸长率（%）
不小于
弯曲试验
180˚
反复试验
次数
δ10
δ100
CRB550
550
8.0
—
D=3d
—
CRB650
650
—
4.0
—
3
CRB800
800
—
4.0
—
3
CRB970
970
—
4.0
—
3
CRB1170
1170
—
4.0
—
3

反复弯曲试验的弯曲半径（mm）
表六
钢筋公称直径
4
5
6
弯曲半径
10
15
15

5.2.3 钢筋焊接接头的抗拉强度应符合该级别钢筋规定的抗拉强度，试件断口位置和断裂形态符合规定。闪光对焊接头和气压焊接接头的弯曲试验符合规定。
6、 取样
6.1 钢筋应有出厂质量证明书或检验报告单，每捆（盘）钢筋均应有标牌，进场时应按同一牌号、同一炉罐（批）号、同一规格、同一交货状态分批进行验收；验收内容包括查对标牌和外观检查，并按有关标准的规定抽取试样做力学试验，合格后方可使用；钢筋在加工过程中发现有脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时，应进行化学成分检验或其它专项检验。
检验规则：
钢筋的检查、验收、复检与判定，应按GB2101—89的规定执行，每批钢筋应是同一牌号、同一炉罐、同一规格、同一交货状态。
从每批钢筋中选取10%盘数（不少于25盘）进行力学性能试验，试验结果如有一项不合格时，该格盘应作报废处理，再从未试验过的钢筋中取双倍数量的试样进行复验，如仍有一项不合格，则该批即判为不合格，但供方可以重新分类，作为新的一批提交验收；从每批钢筋中抽取10%的盘数（不少于25盘）进行表面质量和尺寸偏差的检查，如检查不合格，则应将该批钢筋进行逐盘检查。
钢丝的检验规则应按GB2103-80《钢丝验收、包装、标志及质量证明书的一般规定》执行；对每盘钢丝的两端取样进行抗拉强度、弯曲和伸长率的试验，屈服强度和松驰试验每季度抽验一次，每次海次不少于3根。
盘条的质量检查与验收由供方技术监督部门进行，每批盘条由同一冶炼炉号、同一牌号、同一尺寸的盘条组成；低碳钢热轧圆盘条的组批规则按GB701—91《低碳钢热轧圆盘条》的规定执行。
冷拉钢筋应分批进行验收，每批由不大于20t的同级别、同直径的冷拉钢筋组成，钢筋表面不得有裂纹和局部缩颈，当用作预应力筋时应逐根检查；从每批冷拉钢筋中抽取两根钢筋，每根取两个试样分别进行拉力和冷弯试验，当有一项试验结果不符合规定时，应另取双倍数量的试样重做各项试验，当仍有一个试样不合格时，则该批冷拉钢筋为不合格；冷拉钢筋的屈服点和抗拉强度的计算，应采用冷拉前的截面面积。
在施工现场实行见证随机取样。钢筋的验收批重量不大于60t。
6.2 拉伸和冷弯试验的取样方法：任选两根钢筋切取，且应在钢筋的任意一端截去500mm后各取一套试样。拉伸和冷弯试验试样不允许进行车削加工，拉伸试验钢筋的长度L=5do+200mm或10do+200mm。拉力试样的长度与试验机上下夹头间最小距离和夹头的长度有关，可灵活掌握。冷弯试验钢筋长度L≥5do+150mm，亦可根据钢筋直径和试验条件来确定试样长度。（do为钢筋直径mm）
6.3 若检验不合格时，应重新取样。作拉力试验的2根试样中，如有一根试样的屈服点、抗拉强度、伸长率三个指标中有一个指标不符合标准时，即为拉力试验不合格，应取双倍试样重新测定。在第二次拉力试验中，如仍有一个指标不符合规定，不论这个指标，在第一次试验中是否合格，拉力试验项目定不合格，表示该批钢筋为不合格品。
6.4 焊接试样，从每300个焊接接头中随机切取3个试样做拉伸试验，闪光对焊接头、气压焊接接头再取3根试样做冷弯试验。做冷弯试验的试件必须把焊接增大部份磨至原钢筋表面基本齐平。
7、检验方法
7.1 钢筋的拉伸试验
7.1.1 采用的仪器设备
液压式万能试验机 WE-1000A
液压式万能试验机 WE-100
液压式万能试验机 WE-300

游标卡尺 量程200mm, 精度0.02mm
7.1.2 拉伸试验步骤：
（1）确定钢材的品种和直径，确定钢材的原始标距l0
l0=δ5（5倍的钢筋直径）或δ10、δ100
（2）用标点机在钢筋表面打标点，标点要清晰、分明。
（3）接通试验机电源，启动油泵，使拉力机油缸升起，度盘指针调零。根据钢筋的直径的大小确定试验量程、砣盘，控制好回油阀。
（4）夹紧钢筋，使上下夹持点在同一直线上，保证试样轴向受力，试样标距部位不得夹入钳口中，试样被夹持部分不小于钳口的三分之二。
（5）启动油泵，控制拉力机上升速度，在钢筋屈服前，应力增加速度为10Mpa/s，屈服后，试验机活动夹头在负荷下的移动速度为不大于0.5lc/min，lc为平行长度，试样两头部或两夹持部分（不带头试样）之间的平行长度。
（6）用指针法记录屈服点负荷Ps，即当测力度盘的指针停止转动的恒定负荷或不计初始瞬时效应时最小负荷，即为所求屈服点负荷。记录屈服点负荷。
（7）屈服点测出后，向试样连续施荷，直至拉断。从测力度盘读出最大负荷Pb，即为抗拉强度值。记录最大负荷数值。
（8）卸去试样，关闭油泵。
（9）断后标距l1的测量：
拉断后标距部分长度l1的测量：将试样拉断后的两段在拉断处紧密对接起来，尽量使其轴线位于一条线上。如拉断处由于各种原因形成缝隙,则此缝隙应计入试样拉断后的标距部分长度内。l1用下述方法之一测定。
直测法：如拉断处到最邻近标距端点的距离＞1/3Lo时，直接测标距两端点间的距离。
移位法：如拉断处上述距离≤1/3Lo时，采用移位法。在长段上从拉断处０取基本等于短段格数，得B点，再取等于长段所余格数（如为偶数）的一半得C 点；或取所余格数（如为奇数）分别减１与加１的一半得Ｃ和C1点。则移位后的L1＝AB＋2BC或L１＝AB＋BC＋BC１。伸长率计算：
A＝L1－Lo／Lo×100％
试样标距采用固定数值，如Lo=100则测得的伸长率用A100表示（这种标距称为：定标距）。

7.1.3 钢筋拉伸试验结果计算：
（1）钢筋屈服强度：屈服强度按下式计算：
ps
σs= ····························（1）
F0
式中：σs——屈服强度Mpa
ps——试样到达屈服平台时最小负荷N
1
F0——试样原截面积 πd2mm2
4
（2）钢筋抗拉强度：按下式计算：
pb
σb= ··························（2）
F0
式中：σb——抗拉强度Mpa
pb——试样拉断后最大荷载值N
1
F0——试样原载面积 πd2mm2
4
（3）钢筋伸长率计算：
l1-l0
δ= ··························（3）
l0
式中：l0——试样原标距长度mm
l1——试样拉断后标距长度mm
δ——试样伸长率（%）
7.1.4 钢筋拉伸试验结果评定
钢筋做拉伸试验的2根试样，其3个指标(屈服点、抗拉强度和伸长率)均符合本指导书表一、表二、表三、表四、表五的规定，为合格。如果其中1根试样在3个指标中有1个指标不符合规定时，则为不合格。应取双倍数量的试样重新测定3个指标，第二次拉伸试验中，如仍有一个指标不符合规定，不论这个指标在第一次试验中是否合格，拉伸试验项目即作为不合格，则该批钢筋不予验收。
7.1.5 试验条件及注意事项

(1)试验速度
试样拉伸速度可根据试验机特点及试样材质、尺寸及试验目的来确定，但需保证所测性能的准确性。除有关技术条件或双方协议有特殊要求外，拉伸速度规定为：
a.屈服前，应力增加速度为10Mpa／s。
注：在不影响性能的情况下，生产检验允许采用10—30Mpa／s的应力增加速度。
b.屈服后，试验机活动夹头在负荷下的移动速度为不大于0.5L/min。
对不需测定屈服性能的材料，则在全部拉伸过程中均可按b条中规定的速度进行，但必须平稳而无冲击地施荷。
(2)试验温度
试验应在10—35℃的温度下进行。如试验温度超出这一范围，应在试验记录和报告中予以注明。
(3)根据试样尺寸测量精度的要求选用相应精度的任一种量具或仪器，如游标卡尺，螺旋千分尺或精度更高的测微仪。
7.2 钢筋的冷弯试验
7.2.1 采用的仪器设备
液压万能试验机 WE-1000A
WE-300
WE-100
钢筋弯曲机
反复弯曲机
7.2.2 冷弯试验步骤

(1)根据钢筋型号、直径确定弯芯直径或将弯芯头套入试验机。
(2)放入钢筋试样，使钢筋面贴紧弯芯棒，旋紧挡板，使挡板面贴紧钢筋面或调整二支辊距离到规定要求。
(3)调整所要弯曲的角度，如180°、90°。
(4)盖好防护罩。
(5)启动机器，使钢筋弯曲到所需要的角度。
(6)揭开防护罩，拉开挡板，取出钢筋试样。
(7)检查试样弯曲处外表面变形情况，且做好试验记录。
7.2.3 钢筋弯曲试验结果判定
(1)弯曲后，按有关标准规定检查试样弯曲外表面，钢筋受弯曲部位表面不得产生裂纹。
(2)有关标准未作具体规定时，检查试样弯曲外表面，按下列评定，若无裂纹、裂缝或裂断，则评定试样合格。
a.完好：试样弯曲处的外表面金属基体上无肉眼可见因弯曲变形产生的缺陷时称为完好。
b.微裂纹：试样弯曲外表面金属基体上出现的细小裂纹，其长度不大于2mm，宽度不大于0.2mm时称微裂纹。
c.裂纹：试样弯曲外表面金属基体上出现开裂，其长度大于2mm，而小于等于5mm，宽度大于0.2mm，而小于等于0.5mm时称为裂纹。
d.裂缝：试样弯曲外表面金属基体上出现明显开裂，其长度大于5mm，宽度大于0.5mm时称为裂缝。

e.裂断：试样弯曲外表面出现沿宽度贯裂的开裂，其深度超过试样厚度的三分之一时称为裂断。
注：在微裂纹、裂纹、裂缝中规定的长度和宽度，只要有一项达到其规定范围，即应按该级评定。
7.2.4 反向弯曲性能试验
(1)根据需方要求，钢筋可进行反向弯曲性能试验。
(2)反向弯曲试验的弯心直径比弯曲试验相应增加一个钢筋直径。先正向弯曲45°,后反向弯曲23°。经反向弯曲试验后，钢筋弯曲部位表面不得产生裂纹。
(3)反向弯曲试验时，经正向弯曲后的试件，应在100℃温度下保温不少于30分钟，经自然冷却后再反向弯曲。当供方能保证钢筋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。
7.2.5 金属线材反复弯曲试验
(1)试样从外观检查合格线材的任意部位截取，如有关标准或双方协议对取样部分另有规定时，则按规定执行。试样长度为150—250mm。
(2)试验应尽可能是直的，但试验时在其弯曲平面内允许有轻微的弯曲。必要时可对试样进行矫直，当用手不能矫直时，可将试样置于木材、塑料或铜的平面上，用由这些材料制成的锤轻轻锤直。矫直时试样表面不得有损伤，也不允许任何扭曲。
(3)试验步骤
a.使弯曲臂处于垂直位置，将试样由拔杆扎插入并夹紧其下端，使试样垂直于弯曲园柱轴线所在的平面。
b.操作应平稳而无冲击。弯曲速度每秒不超过一次，但要防止温度升高而影响试验结果。
c.弯曲试验是将试样从起始位置向右(左)弯曲90°返回至原始位置，作为第一次弯曲。再由起始位置向左(右)弯曲90°，试样再返回起始位置
作为第二次弯曲，依次连续反复弯曲。试样折断时的最后一次弯曲不计。
d.弯曲试验应连续进行到有关标准中所规定的弯曲次数或试样折断为止，如有特殊要求，可弯曲到不用放大工具即可见裂纹为止。
5.2.6 钢筋弯曲试验中注意事项
钢筋弯曲中，应采取适当防护措施(防护罩等)，防止钢筋断裂时飞出伤及人员和损坏临近设备。弯曲时碰到断裂钢筋时，应立即切断电源，查清情况。
8、钢筋力学性能试验过程中出现停电或仪器设备故障等情况的处理办法。
(1)在拉伸试验时， 当拉力未达到钢筋规定的屈服点(即处于弹性阶段)，即卸下荷载及时取下试样，待恢复正常后再拉测。
(2)当拉力己达到钢筋所规定的屈服点至屈服阶段，不论停机时间多长，该试样按报废处理。
(3)拉力过屈服阶段，尚未达到极限时，如立即恢复试验，则继续试验，结果有效，否则卸下荷载取下试样，该试样作报废处理。
(4)拉力过极限(度盘已退针)，若试件已颈缩，若此时伸长率符合要求，则仍判定为合格；若不符合要求，则应重新取样试验。
(5)钢材冷弯过程中发生意外故障，应卸下荷载，取下试样，待恢复后再，做冷弯试验。
9、钢筋焊接接头
9.1 对试件进行外观检测，外观检查不符合要求时，应要求委托方重新焊接后再进行试验。要求试件：
9.1.1 钢筋闪光对焊接头与电渣压力焊接头
(1)闪光对焊接头处不得有横向裂纹，将受压面的金属毛刺和镦粗部分
消除，且与母材表面齐平；
(2)与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤；
(3)接头处的弯折角不得大于3°。接头处的轴线偏移，不得大于钢筋直径的0.1倍，且不大于2mm。
9.1.2 钢筋电弧焊接头
(1)焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤。
(2)焊接接头区域不得有裂纹。
9.1.3 钢筋气压焊头
(1)两钢筋轴线弯折角不得大于3°。
(2)压焊面偏移不得大于钢筋直径的0.15倍且不得大于4mm。
9.1.4 对外观检查不合格的接头，不予试验。
9.2 试验要求做抗拉强度及冷弯性能试验
9.2.1 抗拉试验只需将试样拉至断裂，从测力盘上读取最大力。试件断口位置和断裂形态符合规定。
9.2.2 弯曲试验时应将焊缝处于弯曲中心点，弯心直径和弯曲角度符合有关标准规定。
9.3 结果判断
9.3.1 结果判断
钢筋闪光对焊接头、电弧焊接头、电渣压力焊接头、气压焊接头拉伸试验结果均应符合下列要求：
(1)3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌钢筋规定的抗拉强度；RRB400钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于570N/mm2。
(2)应至少有二个试件断于焊缝之外，并应呈延性断裂。
当达到上述二项要求时，应评定该批接头为抗拉强度合格。
当试验结果有如有二个试件的抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度，或有三个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，则一次判定该批接头为不合格品。
当试验结果有1个试件的抗拉强度小于规定值，或二个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂，其抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度的1.10时，应进行复验。
复验时，应再切取6个试件。复验结果为仍有1个试件的抗拉强度小于规定值或有3个试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，应判定该批接头为不合格品。
注当接头试件虽断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，但其抗拉强度大于或等于钢筋规定抗拉强度的1.10倍时，可按断于焊缝或热影响区之外，呈延性断裂同等对待。
(3)弯曲试验时，焊缝应处于弯曲中心点，弯心直径和弯曲角应符合表六的规定。当弯至90°，有2个或3个试件外侧不发生破裂，应评定该批接头弯曲试验合格。当3个试件均发生破裂，则一次判定该批接头为不合格品。如有2个试件发生破裂时，应再取6个试件进行复验。复验结果，当仍有3个试件发生破裂，应判定该批接头为不合格品。
接头弯曲试验指标 表七
钢筋级别
弯心直径
弯曲度(°)
HPB235
2d
90°
HRB335
4d
HRB400

5d
HRB500
7d
注：（1）当试件外侧横向裂纹宽度达到0.5mm时，应认定已经破裂。
（2）直径大于25mm的钢筋焊接接头，弯曲试验时弯心直径应增加1倍钢筋直径。
8、钢筋拉伸试验和弯曲试验流程
拉伸试验：核实试样→外观检查、尺寸测量、打标点→选择试验机及其量程砣盘→调零→夹具选择→试样安装→加荷→记录屈服荷载和最大荷载→关机卸荷→取下试件测量标距或检查接头断口处的情况→记录→计算→判定
弯曲试验：核实试样→检查外观→选择和套入弯心棒→试样安装→调整弯曲角度→盖好防护罩→启动机器、弯曲到所需角度→松开挡板取出钢筋→检查弯曲处外表面有无裂纹情况→记录→判定。

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