建筑工程鋼筋材料檢測工作探討

徐寅君

摘要：本文闡述了鋼筋力學(xué)性能檢測的原理，介紹了鋼筋材料檢測的方法，并對鋼筋材料性能檢測過程中存在的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，同時(shí)對檢測存在的問題提出了改進(jìn)與建議。

關(guān)鍵詞：建筑工程；鋼筋材料；檢測工作；探討

鋼筋是重要的建筑材料之一，鋼筋質(zhì)量合格與否將直接關(guān)系到建筑的安全。本文對建筑工程中鋼筋的主要幾項(xiàng)檢測內(nèi)容，包括鋼筋的強(qiáng)度、延性、彎曲性能及重量偏差，以及相應(yīng)的檢測方法進(jìn)行了一定的研究和介紹，可為相關(guān)工程提供相關(guān)指導(dǎo)。鋼筋質(zhì)量直接影響著整個(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量，做好鋼筋材料檢測對把關(guān)鋼筋質(zhì)量甚至整個(gè)工程項(xiàng)目質(zhì)量具有重要作用。在鋼筋材料檢測過程中，正確的操作方法對檢測結(jié)果至關(guān)重要。

1 鋼筋材料力學(xué)性能檢測原理

1.1 下屈服強(qiáng)度測定

試驗(yàn)時(shí)記錄力-位移曲線，從曲線圖讀取不計(jì)初始瞬間效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小力或屈服平臺(tái)的恒定力（屈服階段無力下降現(xiàn)象時(shí)）。將其除以試樣原始橫截面積得到下屈服強(qiáng)度。

1.2 抗拉強(qiáng)度測定

從力-延伸或力位移曲線圖上，讀取過了屈服階段之后的最大力，最大力除以原始橫截面積得到抗拉強(qiáng)度。

1.3 斷后伸長率測定

試樣拉斷后，將試樣斷裂的部分仔細(xì)地配接在一起，使斷口吻合并接觸緊密，用量具或測量裝置量取斷后標(biāo)距Lu。原則上，只有斷裂處與最接近的標(biāo)距標(biāo)記的距離不小于原始標(biāo)距Lo的1/3時(shí)，測量結(jié)果有效，否則結(jié)果無效。但如斷后伸長率測量結(jié)果大于或等于規(guī)定值時(shí)，斷裂處位置無論在何處均為有效。斷后伸長率A計(jì)算公式為：

A=（Lu-Lo）×100/Lo

2 鋼筋材料檢測的方法

2.1 強(qiáng)度檢測

主要通過拉伸試驗(yàn)檢測鋼筋的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度：①調(diào)整試驗(yàn)機(jī)測力度盤的指針，使對準(zhǔn)零點(diǎn)，并拔動(dòng)副指針，使與主指針重疊。②將試件固定在試驗(yàn)機(jī)夾頭內(nèi)，開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸。③拉伸中，測力度盤的指針停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的恒定荷載，或不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)的最小荷載，即為求的屈服點(diǎn)荷載。④向試件連續(xù)加荷直至拉斷由測力度盤讀出最大荷載，即為抗拉極限荷載。

2.2延性檢測

通過拉伸試驗(yàn)檢測伸長率來評價(jià)鋼筋延性：①將已拉斷試件的兩端在斷裂處對齊，盡量使其軸線位于一條直線上。如拉斷處由于各種原因形成縫隙，則此縫隙應(yīng)計(jì)入試件拉斷后的標(biāo)距部分長度內(nèi)。②如拉斷處到臨近標(biāo)距端點(diǎn)的距離大于1/3時(shí)，可用卡尺直接量出已被拉長的標(biāo)距長度（mm）。③④如試件在標(biāo)距端點(diǎn)上或標(biāo)距處斷裂，則試驗(yàn)結(jié)果無效，應(yīng)重新試驗(yàn)。

2.3彎曲性能檢測

鋼筋彎曲性能主要通過彎曲試驗(yàn)來檢測。冷彎試驗(yàn)是將鋼筋試樣在規(guī)定直徑的彎心上彎到90°或180°，然后檢查試樣有無裂縫、鱗落、斷裂等現(xiàn)象。不僅可以檢測鋼筋原材料質(zhì)量還能檢測鋼筋焊接接頭質(zhì)量。鋼筋彎曲試驗(yàn)在壓力機(jī)或萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)一般應(yīng)在10～35℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。對溫度要求嚴(yán)格的試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度應(yīng)在（23±5）°C下進(jìn)行。反復(fù)彎曲試驗(yàn)是一種在專用的曲折試驗(yàn)機(jī)上對鋼絲進(jìn)行冷彎試驗(yàn)的方法。

2.4重量偏差檢測

測量鋼筋重量偏差時(shí)，試樣應(yīng)在不同的鋼筋上截取，數(shù)量不少于5個(gè)，每個(gè)試樣長度不小于500mm。長度應(yīng)逐個(gè)測量，應(yīng)精確到1mm。測量試樣總重量時(shí)，應(yīng)精確到不大于總重量的1%。

2.5檢測報(bào)告

檢測試驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的檢測試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包含足夠的信息，內(nèi)容應(yīng)真實(shí)、客觀，數(shù)據(jù)可靠，結(jié)論明確，有測試人員、審核人員和批準(zhǔn)人員簽字并加蓋檢測試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的印章。檢測試驗(yàn)報(bào)告的結(jié)論應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）檢測試驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的檢測試驗(yàn)報(bào)告均應(yīng)給出文字描述的結(jié)論。（2）檢測試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)加蓋檢測試驗(yàn)機(jī)構(gòu)公章或檢測試驗(yàn)專用章；有見證取樣送檢項(xiàng)目的試驗(yàn)報(bào)告，還應(yīng)加蓋“有見證試驗(yàn)”專用章。（3）修改已發(fā)出的檢測試驗(yàn)報(bào)告，必須做出書面聲明，并以測試數(shù)據(jù)修改單或重新發(fā)放檢測試驗(yàn)報(bào)告的方式進(jìn)行。檢測試驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)將修改原因及修改過程記錄與原報(bào)告一起保存。

3 鋼筋檢測存在的問題和建議

3.1 下屈服強(qiáng)度測定不準(zhǔn)

首先，對測定下屈服強(qiáng)度的規(guī)定了解不夠清楚。不了解屈服過程中不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小力所對應(yīng)的應(yīng)力，這樣必然會(huì)給下屈服點(diǎn)的測定帶來誤差。如呈現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的谷值應(yīng)力，應(yīng)舍去第1個(gè)谷值應(yīng)力（第1個(gè)極小值應(yīng)力）不計(jì)，取其余谷值應(yīng)力中之最小者判為下屈服強(qiáng)度。因此，測定屈服點(diǎn)的強(qiáng)度時(shí)，只有使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，才能保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

其次，經(jīng)常性的運(yùn)行試驗(yàn)機(jī)，會(huì)使拉伸夾具受到磨損，以及楔形夾具斜面有鐵銹污漬存在，導(dǎo)致鋼筋在受拉時(shí)出現(xiàn)打滑，同時(shí)夾持部分會(huì)發(fā)出響聲，從而伴有應(yīng)力下降現(xiàn)象，嚴(yán)重影響屈服點(diǎn)應(yīng)力的讀數(shù)。這就需要及時(shí)更換拉伸夾具，對楔形夾具的斜面進(jìn)行清洗，加潤滑油，以保持干凈。

3.2 伸長率測定不準(zhǔn)

拉伸斷后伸長率是指斷后標(biāo)距的殘余伸長（Lu-Lo）與原始標(biāo)距（Lo）之比的百分率。因此，鋼筋必須在拉斷后測其伸長率。在實(shí)驗(yàn)過程中，特別是粗鋼筋（直徑大于20mm的鋼筋），實(shí)驗(yàn)員為防止拉斷噪聲大或振動(dòng)損傷試驗(yàn)機(jī)，以至于只把鋼筋拉伸到出現(xiàn)頸縮就停止，然后測其伸長量，計(jì)算伸長率，這種做法是不準(zhǔn)確的，它不能充分反映該鋼筋最大塑性變形性能。

3.3 拉伸試驗(yàn)的速度過快

拉伸試驗(yàn)的速度對試驗(yàn)結(jié)果有一定影響，特別表現(xiàn)在對屈服點(diǎn)的測定上。試驗(yàn)速度過快，測得的屈服點(diǎn)值會(huì)有所提高。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在彈性范圍和直至上屈服強(qiáng)度，試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在6～60MPa·s-1的應(yīng)力速率范圍內(nèi)。如HRB400，直徑為14mm的鋼筋，速度過快拉力會(huì)提高2kN左右。因此，在任何情況下，彈性范圍內(nèi)的應(yīng)力速率不得超過60MPa·s-1。

3.4 鋼筋的時(shí)效性

金屬材料在外力作用下，首先發(fā)生彈性變形，金屬的彈性極限主要取決于原子間的結(jié)合力，而原子間的結(jié)合力的大小又取決于原子間的間距。鋼筋在軋制、冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力使晶格產(chǎn)生畸變改變原子間距大小，鋼筋經(jīng)軋制成形后，殘余應(yīng)力會(huì)隨時(shí)間的推移而逐漸減弱，當(dāng)在空氣中自然放置一定時(shí)間后，殘余應(yīng)力將趨于穩(wěn)定，原子間距不再變化，殘余應(yīng)力的合力應(yīng)為壓應(yīng)力，因而使彈性極限提高。屈服點(diǎn)應(yīng)力是彈性極限指標(biāo)，所以鋼筋屈服強(qiáng)度應(yīng)力隨著自然時(shí)效時(shí)間的推移而逐漸降低。某工程HRB400，直徑為14mm的鋼筋，對其出廠時(shí)與放置一段時(shí)間后的鋼筋力學(xué)性能檢測結(jié)果進(jìn)行比較得：屈服強(qiáng)度影響較大，平均降低約10MPa。

3.5 鋼筋的冷彎試驗(yàn)

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在對鋼筋原材進(jìn)行彎曲試驗(yàn)時(shí)，每組鋼材應(yīng)選取2根做彎曲試驗(yàn)，彎曲角度為180°。試驗(yàn)人員往往對冷彎試驗(yàn)的意義認(rèn)識(shí)不足，為了節(jié)省時(shí)間，對鋼筋僅做1根彎曲試驗(yàn)，有的甚至對細(xì)鋼筋不做冷彎試驗(yàn)。另外，Ⅰ級鋼、Ⅱ級鋼和Ⅲ級鋼的彎芯直徑是不相同的，但在實(shí)際過程中，冷彎試驗(yàn)儀器彎曲壓頭配備不足或試驗(yàn)人員不根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)換，導(dǎo)致不分鋼筋的級別和規(guī)格，均采用1個(gè)壓頭進(jìn)行冷彎試驗(yàn)，以及彎曲試驗(yàn)儀器不能滿足使鋼筋彎曲到180°要求。以上情況判定鋼筋的冷彎性能是不符合規(guī)定的。

3.6 鋼筋的重量偏差

對于盤卷鋼筋必須調(diào)直后才能測其重量偏差，鋼筋調(diào)直宜采用無延伸功能的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)直，也可采用冷拉調(diào)直。當(dāng)采用冷拉調(diào)制時(shí)，HPB235、HPB300光圓鋼筋的冷拉伸長率不宜大于4%；HRB335、HRB400和RRB400帶肋鋼筋的冷拉伸長率不宜大于1%。往往在試驗(yàn)過程中，由于鋼筋調(diào)直拉伸過長，致使鋼筋變細(xì)，從而影響鋼筋的重量偏差結(jié)果。為了能準(zhǔn)確反映鋼筋的重量偏差檢測結(jié)果，必須做好鋼筋調(diào)直工作。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》（GB/T 228.1-2010）.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[2] 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋》（GB1499.2-2007）.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.