鋼材的技術性質及驗收保管方法

1、鋼材的技術性質及驗收保管方法第1頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材技術性質及驗收保管方法 1.1 分類1.按化學成分分類低碳鋼：含碳量0.6% （1）碳素鋼 （碳鋼） （2）合成鋼 專門加入合金元素按合金元素含量分 低合金鋼：合金元素總含量10% 第2頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 按雜質含量（品質）分類普通鋼：含硫量0.050%，含磷量0.045%優(yōu)質鋼：含硫量0.035%，含磷量0.035%高級優(yōu)質鋼：含硫量0.025%，含磷量0.025%，牌號后加“高”或“A”特級優(yōu)質鋼：含硫量0.015%，含磷量0.015%， 后

2、加“E” 第3頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 3.按冶煉時脫氧程度分 沸騰鋼：脫氧不充分，代號“F”鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，代號“2”半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于“F”與“2”之間，代號“b”特殊鎮(zhèn)靜鋼：脫氧徹底，代號“TZ” 4按用途分類結構鋼：建筑結構、機械制造（低、中碳鋼）工具鋼：各種工具（高碳鋼）特殊鋼：不銹鋼（具有各種特殊的物理化學性質） 第4頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 1.2 鋼材中的常存雜質 硫：來自礦石燃料，生成FeS，鋼材加工時易裂縫，熱脆性。磷：來自礦石燃料，生成Fe3P，脆性很大。 碳：煉鋼氧化過程中存于

3、缸中，害處大于益處，故歸于有害元素。錳：煉鋼時脫氧、硫殘留鋼中，具有很強的脫氧、硫能力，大大改善 鋼材加工性能。硅：脫氧劑，較錳強。 兩面性：硅很低時，強度增加；硅很高時，其他性能降低。氧：與碳、磷相似。 有 害 元 素第5頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 2 建筑材料的主要技術性能力學性質：強度、彈性、塑性、耐磨性 工藝性質（可加工性）：冷彎、可焊性 第6頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 1 力學性能 1.抗拉性能是建筑鋼材最重要的力學性能。 拉伸過程分四個階段： OA：彈性階段 AB：屈服階段 BC：強化階段 CD：頸

4、縮階段第7頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四第2章 建筑金屬材料 拉伸性能指標：主要有屈服點、抗拉強度和伸長率等。 （1）屈服強度（屈服點） 上屈服強度：試樣首次屈服前的最大應力； 下屈服強度：不計初始瞬時效應時的最小強度，即屈服點Fs 屈服階段最小應力(首次回針所對應的力),N；Ao 鋼材的截面積，mm2。 注意：有些鋼材無明顯屈服點（合金鋼、高碳鋼等硬鋼）， 應采用產(chǎn)生殘余變形為0.2%原標距長度時的應力 作為屈服點（稱條件屈服點）,記為0.2或者P0.2。 第8頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 （2）抗拉強度：鋼材所能承受的最大

5、強度。Fb為最大應力，N。相反，值越小，可靠性越低，安全性越低。因此，強屈比一般不低于1.2，抗震結構一般不低于1.25?？煽啃詤?shù) 值得注意：強屈比的概念值越大可靠性越高，安全性越高，但利用率降低，浪費增大。第9頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 （3）伸長率：塑性指標 。意義： 值越大，塑性增強，可避免結構過早破壞；加工性 增強， 安全性增強。 值有兩種：5表示l0=5d0，d0鋼材直徑； 10l0=10d0。lo試件原始標距長度，mm ；l1試件拉斷后測定出伸長后標距部分的長度，mm。 第10頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 （

6、4）斷面收縮率：塑性指標。 AO試樣拉斷后頸縮處的截面積，mm2； A1表示鋼材的原始截面積，mm2。伸長率和斷面收縮率均表示鋼材斷裂前經(jīng)受塑性變形的能力。第11頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 沖擊韌性 指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。 試驗方法：標準試件的彎曲沖擊韌性試驗。 指標：試件缺口處單位截面積上所消耗的功,計作ak,J/cm2。 ak值愈大，鋼材的沖擊韌性愈好。 3.耐疲勞性疲勞破壞：交變荷載反復作用，鋼材在應力低于屈服強度時,突然發(fā)出脆性斷裂的現(xiàn)象。 危害極大沖擊韌性試驗原理圖第12頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 2 工藝性能 冷彎

7、性能：常溫下鋼材承受彎曲變形的能力。 焊接性能：鋼結構中90%以上為焊接結構,焊接性非常重要。第13頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 （1）冷彎性能冷彎性能試驗：試件被彎曲的角度（90、180）。 冷彎試驗意義：能反映試件彎曲處的塑性變形，能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應力和夾雜物等缺陷。 冷彎試驗也能對鋼材的焊接質量進行嚴格的檢驗，能揭示焊件受彎表面是否存在未熔合，裂縫及夾雜物等缺陷。判定標準：若試件彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，認為冷彎性能合格。第14頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 （2）焊接性能 焊接方式

8、：搭接、對接 焊接要求： 焊接處（焊縫及其附近過熱區(qū)）不產(chǎn)生 裂縫及硬脆傾向。 焊接處與母材一致，即拉伸試驗，強度 不低于原鋼材強度。 影響因素：碳、合金元素等雜質元素越多，可焊性越小。第15頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 3 鋼材的強化與加工 3.1 冷加工 指鋼材在常溫下進行的加工。 常見的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、刻痕等。 特點：鋼材經(jīng)冷加工產(chǎn)生塑性變形，從而提高其屈服強度， 這一過程稱為冷加工強化處理。第16頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 3.2 時效處理 將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放1520d，或

9、加熱到100200并保持一段時間,這個過程稱為時效處理。自然時效作用: 鋼筋冷拉以后再經(jīng)過 時效處理，其屈服點 進一步提高，塑性繼 續(xù)有所降低。 時效過程中應力的消減， 彈性模量可基本恢復。人工時效第17頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 4 鋼材的銹蝕與防護 4.1 鋼材的銹蝕 鋼材表面與其周圍介質發(fā)生化學反應而遭到的破壞，稱為鋼材的銹蝕?；瘜W銹蝕電化學銹蝕鋼材直接與周圍介質發(fā)生化學反應產(chǎn)生銹蝕，多數(shù)是由氧化作用在鋼材表面形成疏松氧化物。在干燥環(huán)境中反應緩慢，但溫度和濕度較高，銹蝕則發(fā)展迅速。鋼材本身組成上的原因和雜質的存在，在表面介質的作用下，各成分電極電

10、位的不同，形成微電池，鐵元素失去了電子成為Fe2+進入介質溶液，與溶液中的OH-離子結合生成Fe（OH）2。銹蝕的結果：在鋼材表面形成疏松的氧化物，使鋼結構斷面減小， 降低鋼材的性能，因而承載力降低。第18頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 4.2 鋼材的防護 三個方面：從改變鋼材本身的易腐蝕性、隔離環(huán)境中的侵蝕性介質或改變鋼材表面的電化學過程。（1）采用耐候鋼（耐大氣腐蝕鋼）（2）金屬覆蓋 電鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材表面。（3）非金屬覆蓋 在鋼材表面用金屬材料做為保護膜, 如噴涂涂料、 搪瓷和塑料等。（4）混凝土用鋼筋的防銹第19頁，共40頁，2022年，5

11、月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 5 土木工程常用鋼材 5.1 鋼結構用鋼 5.2 混凝土結構用鋼第20頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 5.1 鋼結構用鋼 1.碳素結構鋼（1）碳素結構鋼的牌號 表示按順序：屈服點字母（Q）、屈服點數(shù)值（單位MPa）、 質量等級（有A、B、C、D 4級，逐級提高）和脫氧方法 （F：沸騰鋼，b：半鎮(zhèn)鋼，Z：鎮(zhèn)靜鋼，TZ：特殊鎮(zhèn)鋼。 牌號表示時Z、TZ可省略）。 例如：Q235AF 表示屈服點為235MPa，A級沸騰鋼。 Q235B 表示屈服點為235MPa，B級鎮(zhèn)靜鋼。第21頁，共40頁，2022年，5月20日，13點

12、40分，星期四 建筑鋼材 （2）碳素結構鋼的選用碳素結構鋼依牌號增大，含碳量增加，其強度增大，但塑性和韌性降低。建筑工程中主要應用Q235號鋼,可用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。 具有較高的強度，良好的塑性、韌性，可焊性及可加工等綜合性能好,且 冶煉方便，成本較低，因此廣泛用于一般鋼結構。其中C、D級可用在重要 的焊接結構。Q195、Q215號鋼材強度較低，但塑性、韌性較好，易于冷加工，可制作 鉚釘、鋼筋等。Q225、Q275號鋼材強度高，但塑性、韌性、可焊性差， 可用于鋼筋混凝土配筋及鋼結構中的構件及螺栓等。受動荷載作用結構、焊接結構及低溫下工作的結構，不能選用A、B質量 等級鋼及沸騰鋼

13、。第22頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 低合金高強度結構鋼 （1）低合金高強度鋼的牌號 共有5個牌號牌號由三部分表示：含碳量、合金元素的種類及含量。前兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分數(shù)；其后的元素符合表示按主次加入的合金元素；合金元素后面如未附數(shù)字，表示其平均含量在1.5%以下；如附有數(shù)字“2”,表示其平均含量在1.5% 5%之間最后如附有“b”，表示為半鎮(zhèn)靜鋼，否則為鎮(zhèn)靜鋼。例如：16Mn 表示平均含碳量為0.16%， 平均含碳量低于1.5%的鎮(zhèn)靜鋼。第23頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 （2）低合金高強度鋼的選用低合金

14、高強度結構鋼具有輕質高強，耐蝕性、耐低溫性好，抗沖擊性強， 使用壽命長等良好的綜合性能；具有良好的可焊性及冷加工性，易于加 工與施工，因此，低合金高強度結構鋼可以用作高層及大跨度建筑（如 大跨度橋梁、大型廳館、電視塔等）的主體結構材料。 與普通碳素鋼相比可節(jié)約鋼材，具有顯著的經(jīng)濟效益。當?shù)秃辖痄撝械你t含量達11.5%時，鉻就在合金金屬的表面形成一層惰性 的氧化鉻膜，成為不銹鋼。 不銹鋼具有低的導熱性，良好的耐蝕性能等優(yōu)點；缺點是溫度變化 時膨脹性較大。 不銹鋼既可以作為承重構件，又可以作為建筑裝飾材料。第24頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 5.2 混凝土結

15、構用鋼 1.熱軋鋼筋 （1）牌號 熱軋鋼筋分為R235、HRB335、HRB400、HRB500四個牌號。 牌號意義：R代表熱軋光圓鋼筋、HRB代表熱軋帶肋鋼筋， 其中熱軋光圓鋼筋由碳素結構鋼軋制而成，表面光圓； 熱軋帶肋鋼筋由低合金鋼軋制而成，外表帶肋。 牌號中的數(shù)字：表示熱軋鋼筋的屈服強度。 第25頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 （2）熱軋鋼筋的選用光圓鋼筋的強度較低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，廣泛 用做普通鋼筋混凝土。 HRB335，HRB400帶肋鋼筋的強度較高，塑性及焊接性也較好， 廣泛用做大、中型鋼筋混凝土結構的受力鋼筋。 HRB500帶肋

16、鋼筋強度高，但塑性與焊接性較差，適宜作預應 力鋼筋。第26頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 冷拉熱軋鋼筋 為了提高強度以節(jié)約鋼筋，工程中常按施工規(guī)程對 熱軋鋼筋進行冷拉。 冷拉熱軋鋼筋分為：冷拉級、冷拉級、 冷拉級、冷拉級第27頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 （3）冷拉熱軋鋼筋的選用 冷拉I級鋼筋適用作非預應力受拉鋼筋。 冷拉、級鋼筋強度較高，可用作預應力混凝土結構 的預應力筋。由于冷拉鋼筋的塑性、韌性較差，易發(fā)生脆斷，因此，冷拉 鋼筋不宜用于負溫度、受沖擊或重復荷載作用的結構。第28頁，共40頁，2022年，5月20日

17、，13點40分，星期四 建筑鋼材 3.冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋是用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在其表面冷軋成三面有肋的鋼筋。冷軋帶肋鋼筋代號為CR，按抗拉強度分為三級：CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170，其中數(shù)值表示鋼筋應達 到的最小抗拉強度值。冷軋帶肋鋼筋提高了鋼筋的握裹力，可廣泛用于中、小預應力混凝土結構構件和普通鋼筋混凝土結構構件，也可用于焊接鋼筋網(wǎng)。第29頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 4.冷軋扭鋼筋加工：冷軋扭鋼筋由低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)專用鋼筋冷軋扭機 調(diào)直、冷軋并冷扭一次成型，具有規(guī)定截面形狀和節(jié) 距的

18、連續(xù)螺旋狀鋼筋。分類：按其截面形狀不同分為I型(矩形截面)和型(菱形 截面)兩種類型。代號為LZN。應用：冷軋扭鋼筋可適用于鋼筋混凝土構件. 特點：冷軋扭鋼筋與混凝土的握裹力與其螺距大小有直接關 系。螺距越小,握裹力越大,但加工難度也越大,因此, 應選擇適宜的螺距。冷軋扭鋼筋在拉伸時無明顯屈服 臺階，為安全起見，其抗拉設計強度采用0.8b。第30頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 5.熱處理鋼筋加工：熱處理鋼筋是用熱軋螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火的調(diào)質處理 而成的。代號為RB150。種類：按螺紋外形可分為有縱肋和無縱肋兩種。牌號：熱處理鋼筋有40SiMn、48Si2M

19、n和45Si2Cr等三個牌號。應用：目前主要用于預應力混凝土軌枕，用以代替高強度鋼絲， 配筋根數(shù)減少,制作方便,錨固性能好,建立預應力穩(wěn)定。 也用于預應力混凝土板、梁和吊車梁，使用效果良好。 熱處理鋼筋系成盤供應（每盤長約20mm），開盤后能自 然伸直，不需調(diào)直、焊接，故施工簡單，并可節(jié)約鋼材。第31頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材 6.預應力混凝土用鋼絲和鋼絞線（1）預應力鋼絲分類：按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲及消除應力鋼絲兩種；按外形 分為光面鋼絲、刻痕鋼絲、螺旋鋼絲三種；按松馳能力 分為I級松馳和級松馳兩級。代號：RCD（冷拉鋼絲）、S（消除應力鋼絲）、SI

20、（消除應力 刻痕鋼絲）、SH（消除應力螺旋肋鋼絲）。（2）預應力鋼絞線分類：按捻制結構分為三類：用兩根鋼絲捻制的鋼絞線（表示 為12）、用三根鋼絲捻制的鋼絞線（表示為13）、 用七根鋼絲捻制的鋼絞線（表示為17）。 按應力松馳能力分為I級松馳和級松馳兩種。第32頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四 建筑鋼材（3）預應力鋼絲和鋼絞線的應用 主要用于大跨度、大負荷的橋梁、電桿、枕軌、屋架、 大跨度吊車梁等，安全可靠，節(jié)約鋼材，且不需冷拉，焊 接接頭等加工，因此，在土木工程中得到廣泛應用。第33頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四鋼材驗收與保管熱軋鋼筋材料質量檢驗： 主控項目： 1）抽樣檢驗力學性能 2）對一、二級抗震等級，檢驗的強度實測值符合下列規(guī)定： （1）強曲比的實測值1.25 （2）鋼筋屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大于1.3，即： fy實測/fyk1.3 (3) 當發(fā)現(xiàn)鋼筋脆斷、焊接性能不良或機械性能顯著不正常時，應進行化學成分檢驗或其它專項檢驗。 一般項目：鋼筋應平直、無損傷，表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹。第34頁，共40頁，2022年，5月20日，13點40分，星期四強柱