鋼筋-建材檢測

1、建筑鋼材 省建研院省建研院u執(zhí)行標準u鋼的冶煉和分類u建筑鋼材的主要技術性能及影響u鋼材的冷加工與熱處理u建筑鋼材的選用u鋼材性能的檢測 省建研院省建研院執(zhí)行標準執(zhí)行標準 金屬材料金屬材料 拉伸試驗第拉伸試驗第1 1部分：室溫試驗方法部分：室溫試驗方法 GB/T 228.1GB/T 228.120102010 鋼筋混凝土用鋼鋼筋混凝土用鋼 第第2 2部分：熱軋帶肋鋼筋部分：熱軋帶肋鋼筋 GB1499.2GB1499.220072007 鋼筋焊接接頭試驗方法標準鋼筋焊接接頭試驗方法標準 JGJ/T 27 JGJ/T 2720012001 省建研院省建研院鋼的冶煉和分類鋼的冶煉和分類 建筑鋼材是建

2、筑工程中使用的各種鋼材，包括鋼結構用的型鋼、鋼板和鋼筋混凝土的用的鋼筋、鋼絲等，以及鋼門窗和各種建筑五金等。 鋼材具有強度高、塑性和韌性好，能承受沖擊和振動荷載，且易于加工和裝配。 鋼材的缺點是易銹蝕和耐火性差。 省建研院省建研院鋼的冶煉鋼的冶煉 鋼是含碳量為0.06%2.0%，并含有某些其他元素的鐵碳合金。 鐵礦石 鐵水+礦渣 鋼水+鋼渣 省建研院省建研院煉鐵煉鐵冶煉煉鋼煉鋼冶煉鐵水鐵塊或廢鋼鋼的分類鋼的分類 根據(jù)鋼的化學成分、品質和用途不同，可分成不同的鋼種。 其中建筑上常用的鋼種是普通碳素結構鋼（低碳鋼）和普通低合金結構鋼。 省建研院省建研院 省建研院省建研院鋼材鋼材化學成分化學成分冶煉

3、時脫氧冶煉時脫氧氧程度氧程度品質和用途品質和用途1、碳素鋼、碳素鋼2、合金鋼、合金鋼 1、普通質量鋼、普通質量鋼 2、優(yōu)質鋼、優(yōu)質鋼 3、高級優(yōu)質鋼、高級優(yōu)質鋼 4、特技優(yōu)質鋼、特技優(yōu)質鋼 1、鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼 2、沸騰鋼、沸騰鋼 3、半鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼1.型鋼簡單截面型鋼：圓鋼、方鋼、六角鋼、八角鋼等；復雜截面型鋼：工字鋼、角鋼、槽鋼、鋼軌等。 省建研院省建研院2.線材如鋼筋、鋼絲等。 省建研院省建研院3.管材 無縫鋼管、焊接鋼管等。 省建研院省建研院4.板材光面鋼板、花紋鋼板、彩色涂層鋼板等。壓型彩鋼板 省建研院省建研院鋼材的主要技術性能及影響鋼材的主要技術性能及影響 鋼材的主要技術性能包括

4、量方面： 強度 力學性能 塑性 韌性 硬度 工藝性能 冷彎性能、焊接性能 省建研院省建研院拉伸性能力學性能力學性能 力學性能又稱機械性能，是鋼材最重要的使用性能。在建筑結構中，對承受靜荷載作用的鋼材，要求具有一定 的力學強度，保證正常工作和安全使用；對承受動荷載作用的鋼材，還要求具有較高的韌性，不發(fā)生斷裂。 省建研院省建研院拉伸性能拉伸性能強度強度 在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力稱為強度。 測定鋼材強度的主要 方法是拉伸試驗，鋼材受拉時，在產(chǎn)生應力的同時，相應地產(chǎn)生應變。應力和應變的關系反映出鋼材的主要力學特征。 省建研院省建研院標準試件按照一定的要求，對表面進行車削加工后的試件。l0

5、 A0d0l非標準試件不經(jīng)過加工，直接在線材上切取的試件。頭部頭部工作段低碳鋼的拉伸性能 省建研院省建研院 根據(jù)材料的性質，曲線可以分為四個階段l 比例彈性階段；l 非比例彈性階段；l 彈塑性階段；l 塑性階段或屈服階段 （BB）；l 應變強化階段；l 頸縮破壞階段 省建研院省建研院彈性階段（彈性階段（OA）屈服階段屈服階段（A AB B）強化階段強化階段頸縮階段頸縮階段0低碳鋼拉伸過程的-圖OB彈性階段BC屈服階段CD強化階段DE頸縮階段A0BCB0DCEDFEC上上屈服點C下下屈服點以下屈服點的應力作為鋼材的屈服強度。 省建研院省建研院0彈性階段示意圖AB0彈性階段p比例極限，MPa。pB

6、B彈性極限，MPa。注：由于A、B兩點相距較近，一般認為p=B 。 省建研院省建研院彈性階段彈性階段 應力與伸長率成正比關系，卸去外力，試件恢復原來的形狀和尺寸，此階段的變形稱為彈性變形。 在彈性階段，應力與應變的比值為常數(shù)，即彈性模量E=/。 彈性模量反映鋼材抵抗彈性變形的能力，彈性模量E越大，抵抗變形的能力越強。 省建研院省建研院0 屈服階段示意圖AB0C下C上CBC下C上C屈服階段放大后 省建研院省建研院屈服階段屈服階段 應力超過彈性極限后，出現(xiàn)塑性變形，出現(xiàn)一個波動的小平臺，這種現(xiàn)象稱為屈服。分為上屈服強度和下屈服強度，用ReH、R eL表示。 由于下屈服點的數(shù)值較為穩(wěn)定且便于檢測，因

7、此它作為材料抵抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度。 省建研院省建研院以下屈服點作為鋼材的屈服強度。以下屈服點作為鋼材的屈服強度。 屈服點是鋼材力學性能最重要的指標。如果鋼材超過屈服點以上工作，雖然沒有斷裂，但會產(chǎn)生不允許的結構變形，一般不能滿足使用上的要求。 因此，在結構設計時，屈服點是確定鋼材容許應力的主要依據(jù)。 省建研院省建研院0 強化階段示意圖AB0C下C上CD D D D D強化階段bb 抗拉強度或強度極限。DC 省建研院省建研院強化階段強化階段 當應力超過屈服強度后，由于內部晶格重新排列，其抵抗變形的能力又重新提高，伸長率隨著應力的提高而增加，直至應力達到最大值，CD呈上升曲線，稱為強

8、化階段，最高點D的應力稱為抗拉強度（極限強度），用R m表示。 省建研院省建研院 抗拉強度是抵抗鋼材受拉時所能承受的最大應力，是抵抗破壞能力的的重要指標。 屈服強度和抗拉強度之比（ R eL / R m)稱為屈強比，是反映鋼材的利用率和結構安全可靠程度。 省建研院省建研院能否利用抗拉強度進行結構設計？ 屈強比越小，表明結構的可靠性越高，不易發(fā)生脆裂和局部超載造成破壞。但屈強比太小不能充分充分發(fā)揮鋼材的強度水平，導致鋼材強度利用率偏低，造成浪費，不經(jīng)濟。 建筑結構用鋼合理的屈強比一般在0.600.75范圍內。 省建研院省建研院0E頸縮階段示意圖AB0C下C上CDDE頸縮階段 省建研院省建研院頸縮

9、階段頸縮階段 當試件受力達到D點后，抵抗變形的能力明顯下降，塑性變形急劇增加，應力逐漸下降，試件薄弱處的截面積將顯著縮小，產(chǎn)生“頸縮”現(xiàn)象，直到斷裂。 省建研院省建研院強度指標屈服強度：抗拉強度：塑性指標伸長率：0AFss0AFbb%100001lll 省建研院省建研院塑性塑性 塑性表示鋼材在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力，它是鋼材的一個重要指標。鋼材的塑性通常用拉伸試驗時的伸長率或斷面收縮率來表示。 省建研院省建研院 將試件斷裂后的兩端合拼起來，測定斷后標距的殘余伸長與原始標距之比的百分率，稱為斷后伸長率（A）A=（Lu-Lo)/Lo Lu拉斷后標距的長度,mm Lo試件原始標距長度,

10、mm 省建研院省建研院 斷后伸長率（A）是表明鋼材塑性變形能力的重要指標，A越大說明鋼材的塑性越好。 由于試件發(fā)生頸縮，塑性變形在標距內分布不均勻，頸縮伸長值最大，原標距越長，頸縮伸長值在整個伸長值中的比重越小，造成伸長率偏小。(需要確定原始標距） 因此金屬材料 拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法 GB/T 228.12010中對標距長度進行了規(guī)定。 省建研院省建研院 比例試樣：1、標距為 ；（ 為橫截面面積， ,d為試樣橫截面直徑，r為半徑。 ） 省建研院省建研院oS65. 5oS2rSodrrSSoo52545454565. 52 2、符號A應附下腳注說明使用的比例系數(shù)。例如：A11.3表示原

11、始標距為11.3 非比例試樣：符號A應附下腳注說明使用的原始標距，以mm表示。 例如：A80mm，表示原始標距為80mm的斷后伸長率。 省建研院省建研院oS 斷面伸長率Z是指試件拉斷后頸縮處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積之比的百分率Z=（So-Su)/So Su拉斷后最小橫截面積,mm2 So試件原始橫截面積,mm2 Z 越大，鋼材的塑性越好。 省建研院省建研院 鋼材塑性大，不僅便于進行各種加工，而且能 保證鋼材在建筑上的安全使用。因為鋼材的塑性變形能調整局部高峰應力，使之趨于平緩，以免引起建筑結構的局部破壞及其導致的整個結構破壞；鋼材在塑性破壞前，有很明顯的變形和較長的變形持續(xù)時間，便于

12、人們發(fā)現(xiàn)和補救。 省建研院省建研院韌性韌性 韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力，通常用沖擊韌性來表示。 以擺錘沖斷V形缺口試件時，單位面積所消耗的功來表示。 省建研院省建研院 溫度對沖擊韌性有重大影響。當溫度降低到一定程度時，沖擊韌性大幅度下降而使鋼材呈脆性，這一現(xiàn)象稱為冷脆性，這一溫度范圍稱為脆性臨界（轉變）溫度。 臨界溫度越低 ，鋼材的低溫沖擊韌性越好。 省建研院省建研院 材料在使用過程中，可能承受多次重復的小量沖擊荷載，因此沖擊試驗所得的一次沖擊破壞的沖擊韌性與這種情況不符合。 材料承受多次小量重復沖擊荷載的能力，主要取決于其強度的高低，而不是其沖擊韌性的大小 省建研院省建研院硬度硬度 硬度

13、表示鋼材表面局部體積內抵抗變形的能力。是衡量鋼材軟硬程度的一個指標。 鋼材硬度測定是以硬物壓入鋼材表面，然后根據(jù)壓力大小和壓痕面積或壓入深度來評定鋼材硬度的，常用指標有布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HR）。 省建研院省建研院工藝性能工藝性能 工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為。良好的工藝性能是鋼制品或構件的質量保證，而且可以提高成品率， 降低成本。 主要包括：冷彎、冷拉、冷拔及焊接性能 省建研院省建研院冷彎性能冷彎性能 冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲而不破壞的能力。彎曲程度用彎曲角度和彎心直徑對試件厚度或直徑的比值來衡量。 冷彎試驗是將鋼材按規(guī)定的彎心直徑彎曲到規(guī)定的角度，通過檢查彎曲后鋼

14、材試件拱面和兩側面是否發(fā)生裂紋、起層或斷裂來判定合格與否。 省建研院省建研院 彎曲角度越大，彎心直徑對試件厚度或直徑的比值越小，則表示鋼材的冷彎性能越好。 建筑結構在加工和制造過程中，常用把鋼 板、鋼筋等材料彎曲成一定形狀，都需要鋼材有良好的冷彎性能。鋼材在彎曲過程中，受彎部產(chǎn)生局部不均勻塑性變形，這種變形在一定程度上比伸長率更能反映鋼材的內部組織狀態(tài)、內應力及雜質等缺陷。 省建研院省建研院 省建研院省建研院冷彎試驗的指標：彎心直徑d與試件厚度（直徑）a的比值d/a；彎曲角度（90或180）；試樣彎曲外表面無肉眼可見裂紋則冷彎合格。焊接性能焊接性能 焊接是把兩塊金屬局部加熱并使其接縫部分迅速呈

15、熔融或半熔融狀態(tài)，從而使之牢固地聯(lián)接起來。 焊接性能（可焊性）指鋼材在通常的焊接方法與工藝條件下獲得良好焊接接頭的性能。 省建研院省建研院 可焊性好得鋼材易于用一般焊接方法和工藝施焊，焊接時不易形成裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，焊接接頭牢固可靠，焊縫及其附近受熱影響區(qū)的性能不低于母材的力學性能。 建筑工程中，焊接結構應用廣泛，如鋼結構構件的聯(lián)接、鋼筋混凝土的鋼筋骨架、接頭及預埋件、連接件等。 省建研院省建研院低碳鋼有優(yōu)良的可焊性，高碳鋼的焊接性能較差低碳鋼有優(yōu)良的可焊性，高碳鋼的焊接性能較差鋼材的冷加工和熱處理鋼材的冷加工和熱處理 在日常生產(chǎn)或應用過程中，常對鋼材進行加工處理，為了達到提高鋼材性能，

16、及節(jié)約鋼材用量的目的。 常用的加工方式主要有冷加工和熱處理。 省建研院省建研院冷加工與時效冷加工與時效 冷加工指鋼材在再結晶溫度下（常溫）進行的機械加工、如冷拉、冷軋、冷拔、冷扭和冷沖等加工。 將鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔冷軋使鋼材產(chǎn)生塑性變形，從而使強度和硬度提高，塑性、韌性和彈性模量明顯下降，這種過程稱為冷加工強化。 省建研院省建研院屈服點提高屈服點提高 冷加工變形越大，則強化越明顯，即屈服強度提高越多，而塑性和韌性下降也越大。 冷加工強化是由于鋼材在冷加工變形時，發(fā)生晶粒變形、破碎和晶格歪扭，從而 導致鋼材屈服強度提高，塑性降低。 省建研院省建研院現(xiàn)象和原理現(xiàn)象和原理 省建研院省建研院

17、冷加工后的鋼材隨時間的延長，強度、硬度提高，塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱為時效強化。 省建研院省建研院屈服強度和極限強度隨時間而提高，伸長率和沖擊韌性逐漸降低，彈性模量得已恢復。自然時效自然時效冷加工后常溫下存放15-20d (強度較低鋼材）人工時效人工時效冷加工后加熱至100-200，保持2h （強度較高鋼材） 因時效導致鋼材性能改變的程度稱為時效敏感性，用應變時效敏感系數(shù)來表示，即時效前后沖擊韌性值的變化率。應變時效敏感系數(shù)越大，則時效后沖擊韌性的降低愈顯著。 對于受到振動沖擊荷載作用或出于較低溫度下的重要結構，為避免脆性破壞，應選用時效敏感性小的鋼材。 省建研院省建研院熱處理熱處理 熱處理是將

18、鋼材在固態(tài)范圍內進行加熱、保溫和冷卻，從而改變其金相組織和顯微結構組織，獲得需要性能的一種綜合工藝。 主要包括以下幾種方法：退火、正火、淬火和回火。 省建研院省建研院 退火：將鋼材加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻（隨爐冷卻）的一種熱處理工藝。 正火：退火的一種特例，兩者僅冷卻速度不同，正火是在空氣冷卻，強度、硬度更高。 淬火：將鋼材加熱到相變臨界點以上（900以上），保溫后放入冷水或油等冷卻介質中快速冷卻的一種熱處理操作。 回火：將鋼材加熱到相變溫度以下，保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝。目的是消除淬火產(chǎn)生的很大內應力。 省建研院省建研院建筑鋼材的選用建筑鋼材的選用 碳素結構鋼 優(yōu)質碳素鋼 低合金

19、高強度結構鋼 省建研院省建研院碳素結構鋼碳素結構鋼 1）牌號 由代表屈服強度的字母、屈服強度數(shù)值、質量等級符號、脫氧方法符號等四部分順序組成。其中以“Q”代表屈服強度。例Q235AF。 省建研院省建研院 例Q235AF 屈服強度為屈服強度為235MPa的的A級沸騰鋼級沸騰鋼 Q鋼材屈服強度“屈”字漢語拼音首位字母； 195MPa、215MPa、235MPa、275MPa屈服強度數(shù)值； A、B、C、D質量等級； F沸騰鋼“沸”字漢語拼音首位字母； Z鎮(zhèn)靜鋼“鎮(zhèn)”字漢語拼音首位字母； TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼“特”字漢語拼音首位字母。 省建研院省建研院 2）技術性能 參照碳素結構鋼GB/T7002006的規(guī)

20、定。 省建研院省建研院 3）用途 Q195 強度不高，塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好。主要用于軋制薄板和盤條等； Q215 用途與Q195基本相同，還大量用做管坯和螺栓等（Q215經(jīng)冷加工后可代替Q235使用）； 省建研院省建研院 Q235 強度適中，有良好的承載性，又具有較好的塑性和韌性，可焊性和可加工型也好，是建筑工程中應用最廣泛的碳素鋼。Q235鋼可軋制成各種型材、鋼板、管材和鋼筋； Q275 強度、硬度較高，耐磨性較好，但塑性、沖擊韌性和可焊性差。因此，Q275鋼不宜在建筑結構中使用，主要用于制造軸類、農具、耐磨零件和墊板等。 省建研院省建研院低合金高強度結構鋼低合金高強度結構鋼

21、在碳素鋼基礎上，添加總量少于5%合金元素的鋼材，具有強度高，塑性和低溫沖擊韌性好、耐銹蝕等特點。 省建研院省建研院 1）牌號 由代表屈服強度的字母、屈服強度數(shù)值、質量等級符號，三部分順序組成。 例Q345-D 表示屈服強度為345MPa的D級鋼 省建研院省建研院 2）技術性能 參照低合金高強度結構鋼GB15912008的規(guī)定。 省建研院省建研院 3）用途 由于合金元素的強化作用，是低合金結構鋼不但具有較高的強度，且具有較好的塑性、韌性和可焊性。 Q345鋼的綜合性能較好，是鋼結構的常用牌號。與碳素結構鋼Q235相比，低合金高強度結構鋼Q345的強度和承載力更高，并具有良好的承受東荷載和耐疲勞性

22、能，但價格稍高。 省建研院省建研院 用低合金高強度結構鋼代替碳素結構鋼Q235可節(jié)省鋼材15%25%，并減輕結構的自重。低合金高強度結構鋼廣泛應用于鋼結構和鋼筋混凝土結構中，特別是大型結構、重型結構、大跨度結構、高層結構、橋梁結構、承受動力荷載和沖擊荷載的結構。 省建研院省建研院鋼的選用鋼的選用 不同建筑結構對材質的要求是：u 重要結構構件（梁柱、屋架）高于一般構件；u 受拉、受彎構件高于受壓構件； u 焊接結構高于栓接或鉚接結構；u 低溫工作環(huán)境的結構高于高溫工作環(huán)境的結構；u 直接承受動力荷載的結構高于間接承受動力荷載或承受靜荷載的結構。 省建研院省建研院鋼筋混凝土用鋼材鋼筋混凝土用鋼材

23、混凝土具有較高的抗壓強度，但抗拉強度很低，用鋼筋增強混凝土，可大大擴展混凝土的應用范圍，而混凝土又對鋼筋起到保護作用。鋼筋混凝土結構用的鋼筋，主要由碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼和優(yōu)質碳素鋼制成。 省建研院省建研院熱軋鋼筋熱軋鋼筋 熱軋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋，按外形可分為光圓和帶肋兩種。 牌號 熱軋直條光圓鋼筋 ：HPB235 熱軋帶肋鋼筋：HRB335、HRB400、HRB500 省建研院省建研院 省建研院省建研院H、R、B分別為熱軋（Hotrolled）、帶肋（Ribbed）、鋼筋（Bars）三個詞英文首位字母。 推薦公稱尺寸：光圓：8、10、12、16、20 ；帶肋：6、8

24、、10、12、16、20、25、32、40和50mm 熱軋鋼筋的力學性能、工藝性能 表面形狀強度等級代號公稱直徑屈服點s，MPa抗拉強度b，MPa伸長率5，%冷彎d彎心直徑a鋼筋公稱直徑不小于光圓HPB23582023537025180d=a月牙肋HRB335625285033549016180d=3a180d=4aHRB400625285040057014180d=4a180d=5aHRB500625285050063012180d=6a180d=7a 省建研院省建研院按屈服強度分級冷軋鋼筋冷軋鋼筋 冷軋帶肋鋼筋是由熱軋原盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在其表面冷軋稱兩面或三面有肋的鋼筋，也可低溫回

25、火處理。 按抗拉強度分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五個牌號。 直徑范圍為412mm，推薦的公稱直徑為5、6、7、8、9、10mm 省建研院省建研院1.概述 熱處理鋼筋是經(jīng)過淬火和回火調質處理的螺紋鋼筋。分有縱肋和無縱肋兩種，其外形分別見右圖。代號為RB150。2.規(guī)格 公稱直徑6、8.2、10mm。3.牌號 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三個 。有縱肋無縱肋 省建研院省建研院4.力學性能5.特點及應用 熱處理鋼筋具有很高的強度外，還具有較好的塑性和韌性，特別適合于預應力構件。 但其對應力腐蝕及缺陷敏感性強，應防止產(chǎn)生銹蝕及刻痕等現(xiàn)

26、象。熱處理鋼筋不適用于焊接和點焊的鋼筋 。預應力混凝土用熱處理鋼筋的力學性能 公稱直徑mm牌 號0.2b10，%不小于MPa，不小于68.21040Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr132514706預應力混凝土用鋼絲、鋼絞線預應力混凝土用鋼絲、鋼絞線 省建研院省建研院 省建研院省建研院 省建研院省建研院 省建研院省建研院鋼絲鋼絲1.生產(chǎn)以優(yōu)質碳素結構鋼盤條為原料，經(jīng)淬火、酸洗、冷拉制成的用作預應力混凝土骨架的鋼絲。 2.分類按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲和消除應力鋼絲兩種；按外形分為光面鋼絲和刻痕鋼絲兩種。3.力學性能應符合相應標準規(guī)定。鋼絲主要用作橋梁、吊車梁、電桿、樓板、大口徑管道等預應力混凝土構件中的預應力筋 。 省建研院省建研院鋼絞線鋼絞線1.生產(chǎn)由多根圓形斷面鋼絲捻制而成。鋼絞線按左捻制成并