檢測(cè)培訓(xùn)-鋼筋檢測(cè)--PPT課件

1、中南林大土木建筑工程檢測(cè)中心第3章 鋼筋檢測(cè)3.1 概 述上海寶鋼3.1.1 鋼及其特性鋼理論上，凡是把含碳量小于2%，含雜質(zhì)比較少的鐵碳合金稱為鋼。含碳量超過2%，稱為生鐵；含碳量小于0.08%，稱為工業(yè)純鐵。鋼的特點(diǎn)具有強(qiáng)度高，塑性好，具有良好的韌性；工藝性能良好，易于加工；但是，鋼材易銹蝕、耐火性差。（一）鋼材的組成鋼材和一切金屬材料一樣，也為晶體結(jié)構(gòu)，它是鐵-碳合金晶體，鋼的晶格有兩種構(gòu)架，即體心立方晶格和面心立方晶格。其晶體結(jié)構(gòu)中，各個(gè)原子以金屬鍵相互結(jié)合在一起，這種結(jié)合方式就決定了鋼材具有很高的強(qiáng)度和良好的塑性。 鋼材的晶格并不都是完好無缺的規(guī)則排列，而是存在許多缺陷，它們將顯著地

2、影響鋼材的性能，這是鋼材的實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)比理論強(qiáng)度小的根本原因。其主要的缺陷有三種：點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷。鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)固溶體置換固溶體:溶劑原子被溶質(zhì)原子所置換間隙固溶體（interstitial solid solution）溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格的間隙而形成的固溶體.晶格畸變:由于溶質(zhì)原子的介入，原子的排列規(guī)律受到局部的破壞，使晶格發(fā)生扭曲變形。固溶強(qiáng)化現(xiàn)象:溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格發(fā)生畸變，變形抗力增大，金屬的強(qiáng)度及硬度升高的現(xiàn)象化合物鐵與碳形成的金屬化合物滲碳體是鐵和碳的化合物，含碳量為6.67%，用“Fe3C”表示。滲碳體的特點(diǎn)：硬度近800HBW，塑性幾乎為零；一般認(rèn)為其熔

3、點(diǎn)1600（有資料介紹其計(jì)算值為1227）。機(jī)械混合物珠光體為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，含碳量較低(0.8)，層狀結(jié)構(gòu)，塑性較好，強(qiáng)度和硬度較高。 鐵碳合金的含碳量與晶體組織及性能之間的關(guān)系 化學(xué)元素對(duì)鋼材性能的影響 化學(xué)元素強(qiáng)度硬度塑性韌性可焊性其他碳（C）1% 冷脆性錳（Mn） 脫氧、硫劑鈦（Ti）強(qiáng)脫氧劑釩（V)時(shí)效磷（P）偏析、冷脆氮（N）冷脆性硫（S）氧（O）磷主要溶于鐵素體中起強(qiáng)化作用，同時(shí)可提高鋼材的耐磨、耐蝕性，但塑性、韌性顯著降低，當(dāng)溫度很低時(shí)，對(duì)后二者影響更大，磷的偏析傾向強(qiáng)烈。硅、錳大部分溶于鐵素體中，當(dāng)硅含量小于1時(shí)，可提高鋼材的強(qiáng)度，對(duì)塑性、韌性影響不大；錳一般含量

4、在12之間，除強(qiáng)化外，能消弱硫和氧引起的熱脆性，且改善鋼材的熱加工性。硅、錳是我國(guó)低合金鋼的主要合金元素。鈦是強(qiáng)脫氧劑，釩、鈮是碳化物和氮化物形成元素，三者皆能細(xì)化晶粒，增加強(qiáng)度，在建筑常用低合金鋼中，三者為常用合金元素。氮溶于鐵素體中或呈氮化物形式存在，對(duì)鋼材性質(zhì)影響與C、P相似。二者在低合金鋼中可配合其它元素作為合金元素。硫、氧主要存在于非金屬夾雜物中，降低各種力學(xué)性能，硫化物造成的低溶點(diǎn)使鋼材在焊接時(shí)易于產(chǎn)生熱裂紋，顯著降低可焊性，且有強(qiáng)烈的偏析作用；氧有促進(jìn)時(shí)效傾向的作用，氧化物所造成的低溶點(diǎn)亦使鋼的可焊性變壞。 （二）鋼材分類1.鎮(zhèn)靜鋼 ( killed steel )鋼液在澆注前用

5、錳鐵、硅鐵和鉛進(jìn)行了充分脫氧 ,Wo = 0.01%左右, 成分較均勻、組織較致密。2.沸騰鋼 ( boiling steel ) 鋼液在澆注僅前進(jìn)行輕度假脫氧,Wo = 0.03%0.07%,成分偏析較嚴(yán)重、組織不致密。機(jī)械性能不均勻, 沖擊韌性差。3.半鎮(zhèn)靜鋼 ( balanced steel )半鎮(zhèn)靜鋼是脫氧過程介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間的鋼,是用錳鐵和硅鐵進(jìn)行脫氧。其質(zhì)量也介于二者之間,可代替部分鎮(zhèn)靜鋼。(1) 碳素鋼低碳鋼：含碳量 0.60(2) 合金鋼低合金鋼：合金元素總含量 10建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)用鋼和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼，主要使用非合金鋼中的低碳鋼，及低合金鋼加工成的產(chǎn)品。合金鋼亦有

6、少量應(yīng)用。3.1.2 建筑鋼材的主要品種1.型鋼簡(jiǎn)單截面型鋼：圓鋼、方鋼、六角鋼、八角鋼等；復(fù)雜截面型鋼：工字鋼、角鋼、槽鋼、鋼軌等。3.1.2 建筑鋼材的主要品種2.線材如鋼筋、鋼絲等。3.1.2 建筑鋼材的主要品種3.管材 無縫鋼管、焊接鋼管等。3.1.2 建筑鋼材的主要品種4.板材光面鋼板、花紋鋼板、彩色涂層鋼板等。壓型彩鋼板3.1.3 鋼的冶煉方法簡(jiǎn)介按照煉鋼爐的種類，煉鋼方法可分為：1. 空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 一般煉制普通碳素鋼。2 .氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼。3 .平爐煉鋼法 用來煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼或有特殊要求的專用鋼。4.電爐煉鋼法白口鐵液態(tài)生鐵吹入空氣或氧氣鋼澆注成

7、鋼錠脫 氧熔融3.1.4 鋼的分類1.按冶煉方法分2.按質(zhì)量分 按S和P元素含量，分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和特殊質(zhì)量鋼。鋼轉(zhuǎn)爐鋼沸騰鋼電爐鋼平爐鋼按冶煉方法分按脫氧程度分半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼按爐襯材料分為酸性鋼和堿性鋼 熔煉時(shí)間長(zhǎng)，利于化學(xué)成分控制。雜質(zhì)少，質(zhì)量高。能耗大、成本高。脫氧不充分，澆鑄與凝固時(shí)有大量CO放出，呈沸騰現(xiàn)象3.1.4 鋼的分類3.按化學(xué)成分分4.按用途分 分為建筑鋼、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼（如不銹鋼、耐酸鋼、耐堿鋼、磁鋼等。鋼中碳鋼低合金鋼高碳鋼低碳鋼碳素鋼合金鋼中合金鋼高合金鋼C0.25%C=0.25%0.60C0.60合金總含量5%5%10103.2 建筑鋼材

8、的主要性能標(biāo)準(zhǔn)試件按照一定的要求，對(duì)表面進(jìn)行車削加工后的試件。l0 A0d0l非標(biāo)準(zhǔn)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3.2.1 拉伸性能1.低碳鋼的拉伸性能0鋼材拉伸過程的-圖OB彈性階段BC屈服階段CD強(qiáng)化階段DE頸縮階段A0BCB0DCEDFEC上上屈服點(diǎn)C下下屈服點(diǎn)以下屈服點(diǎn)的應(yīng)力作為鋼材的屈服強(qiáng)度。（1）拉伸試驗(yàn)過程0鋼材拉伸彈性階段示意圖AB0彈性階段p比例極限，MPa。pBB彈性極限，MPa。注：由于A、B兩點(diǎn)相距較近，一般認(rèn)為p=B 。0 鋼材拉伸屈服階段示意圖AB0C下C上CBC下C上C屈服階段放大后0 鋼材拉伸強(qiáng)化階段示意圖AB0C下C上CDDDDD強(qiáng)化

9、階段bb 抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限。DC0E鋼材拉伸頸縮階段示意圖AB0C下C上CDDE頸縮階段（2）拉伸過程的參數(shù)強(qiáng)度指標(biāo)屈服強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：塑性指標(biāo)伸長(zhǎng)率：2.硬鋼（高碳鋼）的拉伸性能硬鋼強(qiáng)度高，塑性差，拉伸過程無明顯屈服階段，無法直接測(cè)定屈服強(qiáng)度。用條件屈服強(qiáng)度0.2來代替屈服強(qiáng)度。條件屈服點(diǎn)0.2 ：使硬鋼產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力。見左圖。0A0.2%aboa總變形。ba彈性變形99.8%。ob塑性變形0.2%。3.2.2 沖擊韌性定義及指標(biāo)指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。其大小用沖擊韌性值k表示。k 越大，則沖擊韌性越好。k是以試件沖擊破壞時(shí)缺口處單位面積上所消耗的功（J/cm2）

10、。影響因素硫、磷含量高，存在化學(xué)偏析，含非金屬夾雜物，焊接形成裂紋，溫度降低等，均會(huì)降低沖擊韌性。對(duì)于承受沖擊荷載和振動(dòng)荷載部位的鋼材，必須考慮沖擊韌性。3.2.3 工藝性能1.冷彎性能 指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。 冷彎試驗(yàn)的指標(biāo)：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。 通過冷彎試驗(yàn)，更有助于暴露鋼材的某些內(nèi)在缺陷，它能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。3.2.3 工藝性能2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區(qū)是否產(chǎn)生裂縫及脆硬影響，焊接后接頭強(qiáng)度是否與母體相近的性能。

11、可焊性受化學(xué)成分及含量的影響。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均會(huì)降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金鋼具有良好的可焊性。 焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐的鎮(zhèn)靜鋼。當(dāng)采用高碳鋼及合金鋼時(shí)，為了改善焊接后的硬脆性，焊接時(shí)一般要采用焊前預(yù)熱及焊后熱處理等措施。3.2.4 鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效1.冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化是鋼材在常溫下，以超過其屈服點(diǎn)但不超過抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力對(duì)其進(jìn)行的加工。建筑鋼材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷軋、刻痕等 。對(duì)鋼材進(jìn)行冷加工的目的，主要是利用時(shí)效提高強(qiáng)度，利用塑性節(jié)約鋼材，同時(shí)也達(dá)到調(diào)直和除銹的目的。 3.2.4 鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效2.時(shí)效鋼材隨時(shí)間

12、的延長(zhǎng)，其強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、沖擊韌性降低的現(xiàn)象稱為時(shí)效。時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。自然時(shí)效是將其冷加工后，在常溫下放置1520d；人工時(shí)效是將冷加工后的鋼材加熱至100200保持2h以上。經(jīng)過時(shí)效處理后的鋼材，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及硬度都將提高，而塑性和韌性降低。 3.3 建筑鋼材的鋼種及牌號(hào) 3.3.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）1.牌號(hào)表示法由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順序組成；如：Q235AF表示為屈服點(diǎn)不小于235MPa的A級(jí)沸騰鋼。 2.牌號(hào)共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五個(gè)牌號(hào)。3.技術(shù)要求化學(xué)成分、力學(xué)性能、

13、冷彎性能應(yīng)符合GB700規(guī)定。3.3.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）4.應(yīng)用Q195、Q215，含碳量低，強(qiáng)度低，塑性、韌性、加工性能和可焊性好，主要用于軋制薄板和盤條、制造鉚釘、地腳螺栓等。Q235，含碳適中，綜合性能好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最廣泛。常軋制成盤條或鋼筋，以及圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼等型鋼，廣泛地應(yīng)用于建筑工程中。Q255、Q275，強(qiáng)度、硬度較高，耐磨性較好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作鉚接與螺栓連接的結(jié)構(gòu)及加工機(jī)械零件。3.3.2 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 1.牌號(hào)表示方法由代表屈服點(diǎn)的拼音字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D、E）

14、三部分按順序組成。如Q345A表示屈服點(diǎn)不小于345MPa的A級(jí)鋼。 2.牌號(hào)共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五個(gè)牌號(hào)。3.技術(shù)要求其化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合GB/T1591 的規(guī)定3.3.3 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼4.應(yīng)用Q295，鋼中只含有極少量合金元素，強(qiáng)度不高，但有良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑工程中對(duì)強(qiáng)度要求不高的一般工程結(jié)構(gòu)。Q345、Q390，綜合力學(xué)性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級(jí)鋼具有良好的低溫韌性。主要用于承受較高荷載的焊接結(jié)構(gòu)。Q420、Q460，強(qiáng)度高，特別是在熱處理后有較高的綜合力學(xué)性能。主要用于大型

15、工程結(jié)構(gòu)及要求強(qiáng)度高、荷載大的輕型結(jié)構(gòu)。 3.4 鋼 筋 3.4.1 熱軋鋼筋1.生產(chǎn)采用鋼錠經(jīng)加熱軋制自然冷卻而成。2.分類鋼筋混凝土用熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩種。 3.牌號(hào)熱軋直條光圓鋼筋 ：HPB235熱軋帶肋鋼筋：HRB335、HRB400、HRB500 H、R、B分別為熱軋（Hotrolled）、帶肋（Ribbed）、鋼筋（Bars）三個(gè)詞英文首位字母。 推薦公稱尺寸：光圓：8、10、12、16、20 ；帶肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm 3.4.1 熱軋鋼筋4.熱軋鋼筋的力學(xué)性能、工藝性能 應(yīng)符合下表的規(guī)定。表面形狀強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)公稱直徑屈服點(diǎn)s

16、，MPa抗拉強(qiáng)度b，MPa伸長(zhǎng)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=7a3.4.1 低碳熱軋圓盤條1.概述低碳熱軋圓盤條的公稱直徑為5.530mm，大多通過卷線機(jī)成盤卷供應(yīng)，因此稱為盤條、盤圓或線材。2.分類按用途分為：供拉絲用盤條（代號(hào)L）、供建筑和其他一般用途用盤條（代號(hào)J）兩種。 3.牌號(hào)低碳熱軋圓盤條的牌號(hào)表示方法由屈服點(diǎn)符

17、號(hào)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)、用途類別符號(hào)等五個(gè)內(nèi)容表示。 3.4.2 低碳熱軋圓盤條4.力學(xué)性能和工藝性能 5.應(yīng)用大量用作建筑工程中鋼筋混凝土的配筋外，還適用于供拉絲、包裝及其它用途。 牌 號(hào)力學(xué)性能冷彎試驗(yàn)180d=彎心直徑a=試樣直徑屈服點(diǎn)s，MPa抗拉強(qiáng)度b，MPa伸長(zhǎng)率5，%不小于Q21521537527d=0Q23523541023d=0.5a低碳熱軋圓盤條的力學(xué)性能和工藝性能 3.4.3 冷軋帶肋鋼筋 1.生產(chǎn)冷軋帶肋鋼筋由熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在表面冷軋成兩面或三面有肋的鋼筋。鋼筋冷軋后允許進(jìn)行低溫回火處理。2.牌號(hào)按抗拉強(qiáng)度分為CRB550、CRB65

18、0、CRB800、CRB970、CRB1170共五個(gè)牌號(hào)。 3.規(guī)格直徑范圍為412mm，推薦的公稱直徑為5、6、7、8、9、10mm 3.4.3 冷軋帶肋鋼筋4.力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合GB13788的相關(guān)規(guī)定 。5.應(yīng)用冷軋帶肋鋼筋用于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，與熱軋圓盤條相比，強(qiáng)度提高17%左右，可節(jié)約鋼材30%左右；用于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，與低碳冷拔絲比，伸長(zhǎng)率高，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力較大，適用于中、小預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也適用于焊接鋼筋網(wǎng)。 3.4.4 熱處理鋼筋 1.概述熱處理鋼筋是經(jīng)過淬火和回火調(diào)質(zhì)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(hào)為RB150。2.規(guī)格公稱直徑6、8

19、.2、10mm。3.牌號(hào) 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三個(gè) 。有縱肋無縱肋3.4.4 熱處理鋼筋4.力學(xué)性能5.特點(diǎn)及應(yīng)用熱處理鋼筋具有很高的強(qiáng)度外，還具有較好的塑性和韌性，特別適合于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。但其對(duì)應(yīng)力腐蝕及缺陷敏感性強(qiáng)，應(yīng)防止產(chǎn)生銹蝕及刻痕等現(xiàn)象。熱處理鋼筋不適用于焊接和點(diǎn)焊的鋼筋 。預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的力學(xué)性能 公稱直徑mm牌 號(hào)0.2b10，%不小于MPa，不小于68.21040Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr1325147063.5 鋼絲及鋼絞線 3.5.1 鋼絲1.生產(chǎn)以優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條為原料，經(jīng)淬火、酸洗、冷拉制成的用作預(yù)應(yīng)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(yīng)力鋼絲兩種；按外形分為光面鋼絲和刻痕鋼絲兩種。3.力學(xué)性能應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)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(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力筋 。二、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經(jīng)回火處理消除內(nèi)應(yīng)力。2.規(guī)格鋼絞線按應(yīng)力松弛性能分為兩級(jí)：級(jí)松弛（代號(hào)）、級(jí)松弛（代號(hào)）。公稱直徑有9.0、12.0、15.0mm三種規(guī)格。3.特點(diǎn)及應(yīng)用鋼絞線與其他配筋材料相比，具有強(qiáng)度高、柔性好、質(zhì)量穩(wěn)定、成盤供應(yīng)不需接頭等優(yōu)點(diǎn)。適用于作大型建筑、公路或鐵路橋梁、吊車