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第3章 钢筋材料(2)

冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力,钢材的冷弯性能是以试验时的弯曲角度和弯心直径W)为指标表示。钢材冷弯试验是通过直径(或厚度)为a的试件,采用标准规定的弯心直径JW=a),弯曲到规定的角度(180°或90°)时,检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象,若无则为冷性能。钢材冷的,愈小,则表示其冷弯性能愈好。图1.3为弯曲角度为180°时的钢材的冷。

(4)冲击;性

钢筋的冲击韧性,是指在瞬间荷载作用下,钢筋抵抗破坏的能力。它综合反映了钢筋的强度和塑性等方面的性能,也是评定钢筋冷脆性的一项指标。冲击韧性试验一般在摆冲式冲击试验机上进行。

一般钢筋混凝土结构中的钢筋不需要提供冲击韧性指标,但在某些有特殊要求的重级工作制的吊车梁中,或在北方寒冷地区对某些露天作业的受动荷载作用的构件,则需要对钢筋进行冲击韧性鉴定。

(5)疲劳性能

给钢筋施加外力,则钢筋的内部产生内力,单位截面面积上所受的内力叫做应力。因此,强度性能好或差实际上也表示钢筋能承受应力的大小。受到多次反复荷载作用的钢筋混凝土结构,即使其中钢筋所受的应力远远低于抗拉强度,也有可能发生破坏。这种强度降低现象称为“疲劳”。疲劳性能不好的钢筋对地强低。

一般测定疲劳强度的周期基数为200万次或00万次以上,根据钢筋所在的构件受力特征而定。测定时按一定要求确定反复变化的应力取值,在规定的周期基数(即加荷的循环次数,根据要求不同,每分钟加300—600次或7000—8000次)内不发生断裂,这时钢筋所能承受的应力就是疲劳强度。热轧钢筋的力学性能。

3.钢筋化学成分及牌号

在建筑工程中,钢筋骨架、接头、预埋件连接等,大多数是采用焊接的,因此要求钢筋应具有良好的可焊性。钢筋的化学成分对钢筋的焊接性能和其他性能有很大的影响。

钢筋中除了主要化学成分铁(Fe)以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、钛(Ti)等元素,这些元素含量很少,但对钢筋性能影响很大。

(1)碳

碳是决定钢筋性能的最重要元素,它对钢材力学性能的影响很大。试验表明:当钢中含碳量在0.8%以下时,随含碳量增加,钢的强度和硬度提高,塑性和韧性下降;对于含碳量大于3%的钢,其焊接性能会显著下降。一般工程用碳素钢为低碳钢,即含碳量小于25%,工程用低合金钢含碳量小于52%。

(2)硅

硅在钢中是有益元素,炼钢时起脱氧作用。硅是我国钢筋钢的主加合金元素,它的作用主要是提高钢的机械强度。通常碳素钢中含硅量小于0.3%,低合金钢含硅量小于1.8%。

(3)锰

锰在钢中是有益元素,炼钢时可起到脱氧去硫作用,可消减硫所引起的热脆性’使钢材的热加工性能改善,同时能提高钢材的强度和硬度。当锰含量小于1.0%时,对钢的塑性和韧性影响不大。

锰是我国低合金结构钢的主加合金元素,其含量一般在1%—2%范围内,它的作用主要是改善钢内部结构,提高强度。当锰含量达11%14%时,称为高锰钢,具有较高的耐磨性。

⑷磷

磷是钢中很有害的元素。磷含量增加,钢材的强度、硬度提高,塑性和韧性下降。特别是温度愈低,对塑性和韧性的影响愈大,从而显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材可焊性显著降低。但磷可提高钢的耐磨性和耐蚀性,故在低合金钢中可配合其他元素如铜(Cu)作为合金元素使用。建筑用钢一般要求含磷量小于0.045%。

(5)硫

硫也是钢中很有害的元素,会降低钢材的各种机械性能。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等降低。建筑钢材要求含硫量小于(45%。

(6)氧

氧是钢中有害元素,会降低钢的机械性能,特别是韧性。

氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点亦使钢的可焊性变差。通常要求钢中含氧量小于(03%。

(7)氮

氮对钢材性质的影响与碳、磷相似’使钢材强度提高,塑性特别是韧性显著下降,会加剧钢材的时效敏感性和冷脆性,降低可焊性。钢中含氮量一般要求小于(008%。

(8)钦

钛是强脱氧剂’能显著提高强度’改善韧性’但稍降低塑性。钛能减少时效倾向’改善可焊性。

(9)机

钒(V)是脱氧剂,钒加人钢中可减弱碳和氮的不利影响’能有效地提高强度’减小时效敏感性,但有增加焊接时的淬硬倾向。

钢筋出现下列情况之一时’必须做化学成分检验:

(1)无出厂证明书或钢种钢号不明确时。

(2)有焊接要求的进口钢筋。

(3)在加工过程中,发生脆断、焊接性能不良和机械性能显著不正常的。

常用的普通低合金钢钢筋的牌号前面的数字表示平均含碳量的万分数,后面的元素名称为所加合金元素。如合金元素后面未附数字,表示该元素的平均含量在1.5%以下;如附有数字“2”,则表示其平均含量为1.50%2.49%。牌号为40硅2锰钒(40S2MnV)的钢筋表示:平均含碳量为0.4%,平均含硅量在1.50%2.49%之间。

(三)钢筋检验

1.检查项目和方法

(1)主控项目

(1)钢筋进场时,应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋KGB1499)等的规定抽取试件做力学性能检验,其质量必须符合有关标准的规定。

检查数量:按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。

检验方法:检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验。

(2)对有抗震设防要求的框架结构,其纵向受力钢筋的强度应满足设计要求;当设计无具体要求时’对一、二级抗震等级,检验所得的强度实测值应符合下列规定:

—钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度的实测值的比值不应小于1.25,—钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。

检查数量:按进场批次和产品的抽样检验方案确定。

检查方法:检查进场复验报告。

(3)当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时,应对该#t钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。

检查方法:检查化学成分等专项检验报告。

(2)—般项目

钢筋应平直、无损伤,表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。

检查数量:进场时和使用前全数检查。

检查方法:观察。

2.热轧钢筋检验

热轧钢筋进场时,应按批进行检查和验收。每批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成,重量不大于60吨。允许由同一牌号、同一冶炼方法、同一浇注方法的不同炉罐号组成混合批,但各炉罐号含碳量之差不大于0.02%,含锰量之差不大于0.15%。

(1)外观检查

从每批钢筋中抽取5%进行外观检查。钢筋表面不得有裂纹、结疤和折叠。钢筋表面允许有凸块,但不得超过横肋的高度,钢筋表面上其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位的。

钢筋可按实际重量或公称重量交货。当钢筋按实际重量交货时,应随机抽取10根(6米长)钢筋称重,如重量偏差大于允许偏差,则应与生产厂家交涉,以免损害用户利益。

(2)力学性能试验

从每批钢筋中任选两根钢筋,每根取两个试件分别进行拉伸试验(包括屈服点、抗拉强度和伸长率)和冷弯试验。

拉伸、冷弯试验试件不允许进行车削加工。计算钢筋强度时,采用公称横截面面积。如有一项试验结果不符合表!5要求,则从同一批中另取双倍数量的试件重做各项试验。如仍有一个试件不合格,则该钢筋为不合格品。

对热轧钢筋的质量有疑问或类别不明时’在使用前应做拉伸、冷弯试验。根据试验结果确定钢筋的类别后,才允许使用。抽样数量应根据实际情况确定。这种钢筋不宜用于主要承重结构的重要部位。

余热处理钢筋的检验同热轧钢筋。

(四)钢筋的保管

钢筋运到使用地点后,必须加强保存和管理。

钢筋的检查和验收,首先是检查标牌。材料管理人员在分捆发料时,一定要防止钢筋窜捆,分捆后应随时复制标牌并及时捆扎牢固,以避免使用时错用。

钢筋在储存时应做好保管工作,并注意以下几点:

(1)钢筋人库要点数验收,要对钢筋的规格等级、牌号进行检验。

(2)钢筋应尽量堆人仓库或料棚内,当条件不具备时,应选择地势较高、土质坚实、较为平坦的露天场地堆放。在仓库、料棚或场地四周,应有一定的水坡度,或挖掘排水沟,以利泄水。钢筋堆下应有垫木,使钢筋离地不小于200毫米。

也可用钢筋存放架存放。

(3)钢筋应按不同等级、牌号、炉号、规格、长度分别挂牌堆放,并表明其数量。凡储存的钢筋均应附有出厂证明或试验报告单。

(4)钢筋不得和酸、盐、油等类物品存放在一起。堆放地点不应和产生有害气体的车间靠近,以防腐蚀钢筋。

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