建筑工程常用鋼材的伸長率試驗和彎曲試驗的方法

建筑工程常用鋼材的伸長率試驗和彎曲試驗的方法一、鋼筋伸長率試驗(一)試驗依據(jù)(1)《鋼及鋼產(chǎn)品力學性能試驗取樣位置和試樣制備》(GB/T2975—1998)。(2)《金屬材料室溫拉伸試驗方法》(GB/T228—2002)。(3)《金屬材料彎曲試驗方法》(GB/T232—1999)。(二)一般規(guī)定(1)同一截面尺寸和同一爐號組成的鋼筋分批驗收時，每批質(zhì)量不大于60t。(2)鋼筋應有出廠證明書或試驗報告單。驗收時應抽樣做機械性能試驗，包括拉伸試驗和冷彎試驗兩個項目。兩個項目中如有一個項目不合格，該批鋼筋即為不合格品。(3)鋼筋在使用中如有脆斷、焊接性能不良或機械性能顯著不正常時，應進行化學成分分析，或其他專項試驗。(4)取樣方法和結(jié)果評定規(guī)定，自每批鋼筋中任意抽取兩根，于每根距端部50mm處各取一套試樣(兩根試件)，在每套試樣中取一根做拉伸試驗，另一根做冷彎試驗。在拉伸試驗的兩根試件中，如其中一根試件的屈服強度、抗拉強度和伸長率三個指標中有一個達不到標準中規(guī)定的數(shù)值，應再抽取雙倍(4根)鋼筋，制取雙倍(4根)試件重做試驗，如仍有一根試件的一個指標達不到標準要求，則不論這個指標在第一次試驗中是否達到指標要求，拉伸試驗項目也不合格。在冷彎試驗中，如有一根試件不符合標準要求，應同樣抽取雙倍鋼筋，制成雙倍試件重做試驗，如仍有一根試件不符合標準要求，冷彎試驗項目即為不合格。(5)試驗一般在10?35℃的室溫范圍內(nèi)進行。對溫度要求嚴格的試驗，試驗溫度應為(23±5)℃。(三)拉伸試驗.試驗目的測定鋼材的力學性能，評定鋼材質(zhì)量。.主要儀器設備(1)試驗機。應按照《拉力試驗機的檢驗》(GB/T16825—1997)進行檢驗，并應為I級或優(yōu)于I級準確度。(2)引伸計。其準確度應符合《單軸試驗引伸計的標定》(GB/T12160—2002)的要求。(3)試樣尺寸的量具。按截面尺寸不同，選用不同精度的量具。.試驗條件(1)試驗速率。除非產(chǎn)品標準另有規(guī)定，試驗速率取決于材料特性并應符合《金屬材料室溫拉伸試驗方法》(GB/T228—2002)的規(guī)定。①在測定上屈服強度時，在彈性范圍和直至上屈服強度，試驗機夾頭的分離速率應盡可能保持恒定并在表7.15規(guī)定的應力速率的范圍內(nèi)。②若僅測定下屈服強度，在試樣平行長度的屈服期間，應變速率應為0.00025/s?0.0025/s。應變速率應盡可能保持恒定。如不能直接調(diào)節(jié)這一應變速率，應通過調(diào)節(jié)屈服即將開始前的應力速率來調(diào)整，在屈服完成之前不再調(diào)節(jié)試驗機的控制。在任何情況下，彈性范圍內(nèi)的應力速率不得超過表7.15規(guī)定的最大速率。③如在同一試驗中測定上屈服強度和下屈服強度，測定下屈服強度的條件應符合上述僅測定下屈服強度時的要求。④測定規(guī)定非比例延伸強度、規(guī)定總延伸強度和規(guī)定殘余延伸強度時，在塑性范圍規(guī)定強度應變速率不應超過0.0025/s。⑤如試驗機無能力測量或控制應變速率，直至屈服完成，應采用等效于表7.15規(guī)定的應力速率的試驗機夾頭分離速率。⑥測定抗拉強度時，塑性范圍的應變速率不應超過0.008/s,如試驗不包括屈服強度和規(guī)定強度的測定，試驗機的速率可以達到塑性范圍內(nèi)允許的最大速率。例如，測定鋼筋的抗拉強度時，當鋼筋自由長度為350mm時，試驗機夾頭的最大分離速率為0.008/sX350mm=2.8mm/s。表7.15應力速率仲科舞性儂f(MPa)?小<15000022D(2)夾持方法。應使用楔形夾頭、螺紋夾頭、套環(huán)夾頭等合適的夾具夾持試樣。應盡最大努力確保夾持的試樣受軸向拉力的作用。.試樣可采用機加工試樣或不經(jīng)機加工的試樣進行試驗，鋼筋試驗一般采用不經(jīng)機械加工的試樣。試樣的總長度取決于夾持方法，原則上Lt>12d。在工地實際取樣時，一般在鋼筋上取至少0.5m。試樣原始標距與原始橫截面積有L0=k關(guān)系者稱為比例試樣。國際上使用的比例系數(shù)K的值為5.65（即L0=5.65=5=5d）。原始標距應不小于15mm。當試樣橫截面面積太小，以致采用比例系數(shù)K為5.65的值不能符合這一最小標距要求時，可以采用較高的值（優(yōu)先采用11.3的值）或采用非比例試樣。非比例試樣其原始標距（L0）與其原始橫截面積（S0）無關(guān)。.試驗步驟（1）試樣原始橫截面積（S0）的測定。測量時建議按照表7.16選用量具和測量裝置。應根據(jù)測量的試樣原始尺寸計算原始橫截面面積，并至少保留4位有效數(shù)字。表7.16量具或測量裝置的分辨力（單位：mm）即例颯R寸Ue，分青打三流底格杜日尺寸Mt力士口附：口.5-口儂口心①對于圓形橫截面試樣，應在標距的兩端及中間三處兩個相互垂直的方向測量直徑，取其算術(shù)平均值，取用三處測得的最小橫截面面積，按式（7-2）計算：②對于恒定橫截面試樣，可以根據(jù)測量的試樣長度、試樣質(zhì)量和材料密度確定其原始橫截面面積。試樣長度的測量應準確到±0.5%，試樣質(zhì)量的測定應準確到±0.5%，密度應至少取3位有效數(shù)字。原始橫截面面積按式（7-3）計算：S°=《-xlOOO（2）試樣原始標距（L0）的標記。對于dN3mm的鋼筋，屬于比例試樣，其標距L0=5d0對于比例試樣，應將原始標距的計算值修約至最接近5mm的倍數(shù)，中間數(shù)值向較大一方修約。原始標距的標記應準確到±1%。試樣原始標距應用小標記、細劃線或細墨線標記，但不得用引起過早斷裂的缺口作標記；可以標記一系列套疊的原始標距；也可以在試樣表面劃一條平行于試樣縱軸的線，并在此線上標記原始標距。（3）上屈服強度（ReH）和下屈服強度（ReL）的測定。①圖解方法。試驗時記錄力-延伸曲線或力-位移曲線。從曲線圖讀取力首次下降前的最大力和不記初始瞬時效應時屈服階段中的最小力或屈服平臺的恒定力。將其分別除以試樣原始橫截面面積（S0）得到上屈服強度和下屈服強度。仲裁試驗采用圖解方法。②指針方法。試驗時，讀取測力度盤指針首次回轉(zhuǎn)前指示的最大力和不記初始效應時屈服階段中指示的最小力或首次停止轉(zhuǎn)動指示的恒定力。將其分別除以試樣原始橫截面面積（S0）得到上屈服強度和下屈服強度。③可以使用自動裝置（如微處理機等）或自動測試系統(tǒng)測定上屈服強度和下屈服強度，可以不繪制拉伸曲線圖。（4）斷后伸長率（A）和斷裂總伸長率（At）的測定。①為了測定斷后伸長率，應將試樣斷裂的部分仔細地配接在一起，使其軸線處于同一直線上，并采取特別措施，確保試樣斷裂部分適當接觸后測量試樣斷后標距。這對于小橫截面試樣和低伸長率試樣尤為重要。應使用分辨力優(yōu)于0.1mm的量具或測量裝置測定斷后標距（Lu），準確到土0.25mm。原則上只有斷裂處與最接近的標距標記的距離不小于原始標距的1/3的情況方為有效。但斷后伸長率大于或等于規(guī)定值，不管斷裂位置處于何處，測量均為有效。斷后伸長率按式（7-4）計算：工。②移位法測定斷后伸長率。當試樣斷裂處與最接近的標距標記的距離小于原始標距的1/3時，可以使用如下方法。試驗前，原始標距（L0）細分為N等份。試驗后，以符號X表示斷裂后試樣短段的標距標記，以符號Y表示斷裂試樣長段的等分標記，此標記與斷裂處的距離最接近于斷裂處至標記X的距離。如X與Y之間的分格數(shù)為n，按如下測定斷后伸長率。1）如N—n為偶數(shù)（見圖17.14（a））,測量X與Y之間的距離和測量從Y至距離為（N—n）個分格的Z標記之間的距離，按照式（7-5）計算斷后伸長率：2）如N—n為奇數(shù)（見圖17.14（b））,測量X與Y之間的距離和測量從Y至距離分別為（N—n—1）和（N—nl）個分格的Z'和Z〃標記之間的距離。按照式（7-6）計算斷后伸長率：MlMl00%圖7.14移位方法的圖示說明③能用引伸計測定斷裂延伸的試驗機，引伸計標距（Le）應等于試樣原始標距（L0）,無需標出試樣原始標距的標記。以斷裂時的總延伸作為伸長測量時，為了得到斷后伸長率,應從總延伸中扣除彈性延伸部分。原則上,斷裂發(fā)生在引伸計標距以內(nèi)方為有效,但斷后伸長率等于或大于規(guī)定值,不管斷裂位置位于何處,測量均為有效。④按照③測定的斷裂總延伸除以試樣原始標距得到斷裂總伸長率。⑤抗拉強度（Rm）的測定對于呈現(xiàn)明顯屈服（不連續(xù)屈服）現(xiàn)象的金屬材料,從記錄的力-延伸曲線圖或力-位移曲線圖,或從測力度盤,讀取過了屈服階段之后的最大力；對于呈現(xiàn)無明顯屈服（連續(xù)屈服）現(xiàn)象的金屬材料,從記錄的力-延伸曲線圖或力-位移曲線圖,或從測力度盤,讀取試驗過程中的最大力。最大力除以試樣原始橫截面面積（S0）得到抗拉強度：.性能測定結(jié)果數(shù)值的修約試驗測定的性能結(jié)果數(shù)值應按照相關(guān)產(chǎn)品標準的要求進行修約。未規(guī)定具體要求時，應按照表7.17的要求進行修約。修約的方法按照《數(shù)值修約規(guī)則》(GB/T8170—1987)的規(guī)定。表7.17性能結(jié)果數(shù)值的修約間隔件筋^1*1整WKh-tBp?rfif-RfnZOO-lOOht/mm1>1OGC削/mm*IN/ititPSN/rpm1A<QffS%A.At.Agt.1siQ口」電Z6.5^.試驗結(jié)果處理(1)試驗出現(xiàn)下列情況之一時試驗結(jié)果無效，應重做同樣數(shù)量試樣的試驗：①試樣斷裂在標距外或斷在機械刻劃的標距標記上，而且斷后伸長率小于規(guī)定最小值；②試驗期間設備發(fā)生故障，影響了試驗結(jié)果。(2)試驗后試樣出現(xiàn)兩個或兩個以上的頸縮以及顯示出肉眼可見的冶金缺陷(如分層、氣泡、夾渣、縮孔等)，應在試驗記錄和報告中注明。8.試驗報告試驗報告一般應包括下列內(nèi)容：①試驗依據(jù)的標準編號；②試樣標識；③材料名稱、牌號；④試樣類型；⑤試樣的取樣方向和位置；⑥所測性能結(jié)果。二、彎曲試驗(一)試驗目的測定鋼材的工藝性能，評定鋼材質(zhì)量。(二)試驗設備應在配備下列彎曲裝置之一的試驗機或壓力機上完成試驗。(1)支輥式彎曲裝置(見圖7.15)。支輥長度應大于試樣寬度或直徑。支輥半徑應為1?10倍試樣厚度。支輥應具有足夠的硬度。除非另有規(guī)定，支輥間距離應按式(7-8)確定：L=d+3a±0SciL在試驗期間應保持不變。彎曲壓頭直徑應在相關(guān)產(chǎn)品標準中規(guī)定。彎曲壓頭寬度應大于試樣寬度或直徑，彎曲壓頭應具有足夠的硬度。(2)V形模具式彎曲裝置。

圖7.15支輥式彎曲裝置（3）虎鉗式彎曲裝置。（4）翻板式彎曲裝置（見圖7.16）。圖7.16翻板式彎曲裝置（三）試樣鋼筋試樣應按照《鋼及鋼產(chǎn)品力學性能試驗取樣位置和試樣制備》（GB/T2975—1998）的要求取樣。試樣表面不得有劃痕和損傷，試樣長度應根據(jù)試樣厚度和所使用的試驗設備確定。采用支輥式彎曲裝置和翻板式彎曲裝置的方法時，可以按照式（7-9）確定：式中：n——圓周率，其值取3.1。（四）試驗方法（1）由相關(guān)產(chǎn)品標準規(guī)定，采用下列方法之一完成試驗：①試樣在上述裝置所給定的條件和在力作用下彎曲至規(guī)定的彎曲角度;②試樣在力作用下彎曲至兩臂相距規(guī)定距離且互相平行；③試樣在力作用下彎曲至兩臂直接接觸。（2）試樣彎曲至規(guī)定彎曲角度的試驗。應將試樣放于兩支輥或V形模具或兩水平翻板上，試樣軸線應與彎曲壓頭軸線垂直，彎曲壓頭在兩支座之間的中點處對試樣連續(xù)施加力使其彎曲，直至達到規(guī)定的彎曲角度。（3）試樣彎曲至180°角兩臂相距規(guī)定距離且相互平行的試驗。采用支輥式彎曲裝置的試驗方法時，首先對試樣進行初步彎曲（彎曲角度盡可能大），然后將試樣置于兩平行壓板之間（見圖7.17）連續(xù)施加壓力其兩端使進一步彎曲，直至兩臂平行。采用翻板式彎曲裝置的方法時，在力作用下不改