钢材试验作业指导书

钢材试验作业指导书作业指导书版本号：B版状态：执行编号：CT-3钢材试验作业指导书编制：日期审核：日期批准：日期生效日期：钢材试验作业指导书钢材试验作业指导书编号：CT-3版本号：B版状态：执行目录1．目的2．适用范围3．编制依据4．作业项目概述5．作业准备6．作业条件7．作业顺序和方法8．安全管理、文明施工及环境保护9．附录文件修改记录：版本号修改说明修改人审核人批准人钢材试验作业指导书1目的为了规范土建试验室对钢材的屈服点、屈服强度、抗拉强度和伸长率、弯曲变形性能、平面反向弯曲变形性能及钢筋的耐反复弯曲性能检验的工作程序，实现标准化操作，特制定此作业指导书。2适用范围本作业指导书适用于工业与民用建筑和结构中所用的钢材及钢材焊接试验。3编制依据3.1GB/T228-2002《金属拉伸试验方法》3.2GB/T232-2002《金属弯曲试验方法》3.3GB238-2002《金属线材反复弯曲试验方法》3.4GB2653-1989《焊接接头弯曲及压扁试验方法》3.5JGJ107-2003《钢筋机械连接通用技术规程》3.6JGJ/T27-2001《钢筋接头试验方法》3.7GB/T24001-2004《环境管理体系规范及使用指南》3.8GB/T28001-2001《职业安全健康管理体系审核规范》4作业项目概述由弯曲试验和拉伸试验确定钢筋强度。5作业准备5.1人员:有建筑材料试验岗位证书试验员、记录员各一人；所有试验人员须经过专业技术培训，且考核合格，并取得相应的上岗证书。5.2设备仪器5.2.1万能材料试验机：示值误差±1％；预期破坏荷载在刻度盘全量程的20～80％之间。5.2.2弯曲试验机、有角度指示装置的电动钢筋弯曲机、金属反复弯曲试验机。5.2.3引伸计、游标卡尺、螺旋千分尺等。6作业条件试验室的温度应保持在15℃～30℃。7作业顺序和方法7.1作业顺序钢材试验流程图钢材试验作业指导书7.2检验规则7.2.1检验规则钢筋同一牌号、同一炉号、同一规格、同一交货状态为一批，每一批重量不大于60t。冷轧带肋钢筋以50t为一批。7.2.1.1热轧带肋钢筋、光圆钢筋及余热处理钢筋。a.每批任选两根，从每根钢筋距端头不小于500mm处切取拉伸试样一个，弯曲试样一个，如需做化学分析则可从其中一根中截取化学分析试样一个。b.必检项目抽伸试验和弯曲试验。7.2.1.2预应力砼用热处理钢筋（每批重量不大于60t）a.从每批钢筋中选取10％的盘数（不小于25盘），每盘从距端头不小于500mm处截取拉伸试样一个。b.必检项目拉伸试验。7.2.1.3冷轧带肋钢筋（50t为一批）a.逐盘取拉伸试样一具，每批取弯曲试样两个（每炉罐号取化学分析试样一个），松弛试样定期取样一个。取样从每盘中任意一端切取500mm后进行。b.必检项目拉伸试验和弯曲试验。7.2.2盘条7.2.1.2盘条由圆钢组成连续式轧制每根大于等于80kg；其它轧制每根大于等于30kg。从每炉盘条中取拉伸试样一个，弯曲试样两个取样从每盘距端头大于等于500mm处截取。7.2.3钢丝7.2.3.1冷拔低碳钢丝试验前准备工作打标距屈服强度测定极限强度测定伸长率测定弯曲试验试验结果评定钢材试验作业指导书a.甲级钢丝逐盘检验，从每盘钢丝上任截去大于等于500mm，再取拉伸试样和反复弯曲试样各一个。b.乙级钢丝同直径5t为一批，从中任取三盘，每盘各取拉伸试样和反复弯曲试样各一个。7.2.3.2预应力砼用钢丝（60t为一批）a.同牌号（或同炉号、同热处理炉号）、同一规格、同一生产工艺、同一交货状态钢丝组成。每批抽检10％，但不少于三盘。在每盘钢丝两端取样进行抗拉强度伸长率、反复弯曲试验。屈服强度和松弛试验每季度抽检一次，每次不少于三个。7.2.4钢绞线同牌号、同规格、同生产工艺的重量不大于60t的钢绞线组成一批。每批选取三盘，如每批少于三盘，应逐盘试验。截取从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根进行试件破坏荷载试验和伸长率试验。7.3屈服强度的测定步骤对无屈服现象的钢材应测定其屈服强度δ0.2。屈服强度是指试样在拉伸过程中，标距部分残余伸长达原标距长度0.2％时的应力。7.3.1图示法：在图2-7-3中从０点算起量出线段ＯD＝0.2％.L.n，其中n为位移放大倍数；L为试样平行长度。从Ｂ点平行线，得出B的试验力F0.2。引伸计法：试样固定在夹头内，加初负荷Fo，安装引伸计继续加荷至2Fo，经5～10s后卸荷至Fo，记引伸计数为条件零点，用卸荷法或直接加荷法，直至实测或计算的残余伸长达到引伸计原基础长度的0.2％时的伸长，此时相对应的试验力为F0.2。屈服强度可用式δ0.2=F0.2／So(N/mm2)计算。用试验力一夹头位移曲线测屈服强度的试验力7.4弹性模量7.4.1仪器设备：万能试验机（读盘）；碟式引申仪。放大倍数1000倍，分度值：0.001mm；游标卡尺。7.4.2测试原理及装置：测定钢材弹性常数时，一般采用在比例极限内的拉伸试验。弹性模量是应力低于比例极限时的应力与应变的比值，即E=σ/ε=Pl0/A0△l。由此可见，在比例极限内，对试件施加拉伸载荷P，并测出标距l0的相应伸长△l，即可求得弹性模量E0为了检查载荷与变形是否符合胡克定律，减少测量误差，本作业指导书规定试验用等增量法加钢材试验作业指导书载，即把载荷分成若干相等的加载等级△P（图一），然后逐级加PN△PPalPauP。δ（△l）i△lN△l0载。为保证应力不超过比例极限，加载前先估算出试件的屈服载荷，以屈服载荷的（70～80）%作为测定弹性模量的最高载荷Pn。此外，为使试验机加紧试件，消除引申仪和试验机机构的间隙，以及开始阶段引申仪刀刃在试件上的可能滑动，对试件应施加一个初载荷P0，P0可取为Pn的10%。从P0到Pn将载荷分成n级，且n≥5，于是△P=Pn-P0/n。7.4.3试验步骤7.4.3.1试件尺寸与测量：对试验采用的试件，先测量其直径（或尺寸）d，在按l0=10在试件上打好标距，然后，在标距l0两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向，测量试件的直径，以其平均值计算各横截面的面积，再以三个的平均值作为A0。7.4.3.2夹持好试件，安装好引申仪（对于屏显式万能试验机，夹持好试件就可。）。根据估计的最大荷载，选择合适的测力度盘（或量程）。7.4.3.3开启试验机。先给试件加一定量的初载荷P0，调整引申仪为起始零点或记下初读数；然后卸载到0～P0之间。7.4.3.4加载方案：按等增量法进行均匀、缓慢的加载。每增加一级载荷分别记录一次引伸仪上的读数。7.4.3.5试验时，开动试验机，缓慢匀速加载至P0，观察引申仪的读数和上面调整的是否相同。然后缓慢匀速从P0到Pn逐级加载，载荷的每级增量为△P。对应着每个载荷为Pi（i=1，2，···，n到Pn），记录下相应的伸长量△li，直到加至终载荷值。△li+1与△li的差值即为变形增量δ（△l）i，它是△P引起的伸长增量。在逐级加载中，若得到的各钢材试验作业指导书级δ（△l）i基本相等，就表明△l与P成线性关系，符合胡克定律。若某个读数差与其他各次之值相差较多时，则需重做实验。上述测试过程宜重复三次。取三次试验数据中最好的一组，计算每次载荷增量P对应的弹性模量。7.4.3.6结果计算：钢材的弹性模量E（Gpa），精确至0.01。Ei=△P.l0/A0δ（△l）i，（i=1，2，3，··，n）E=1/nΣEi7.5伸长率的测定伸长率是指试样拉断后标距长度的增量与原标距长度的百分比，由于原标距长度Lo有5do和10do〈do为横截面为圆形试样的直径之分，故测得的伸长率分别为A5和A11.3（试验采用A5或A11.3按钢材标准的技术规定执行）。试验前先在试样上作上标距的记号，试样拉断后将拉断处紧密对接起来，使其轴线位于一条直线上，并用以下方法测量断后标距l。7.5.1直测法：如拉断处到最邻近标距端点的距离＞1/3Lo时，直接测标距两端点间的距离。7.5.2移位法：如拉断处上述距离≤1/3Lo时，采用移位法。在长段上从拉断处０取基本等于短段格数，得B点，再取等于长段所余格数（如为偶数）的一半得C点；或取所余格数（如为奇数）分别减１与加１的一半得Ｃ和C1点。则移位后的L1＝AB＋2BC或L１＝AB＋BC＋BC１。伸长率计算：A＝L1－Lo／Lo×100％试样标距采用固定数值，如Lo=100则测得的伸长率用A100表示（这种标距称为：定标距）。7.6弯曲试验步骤7.6.1试件长度为5d0+150mm。弯心直径：应按各自产品标准的规定。7.6.2两支辊间的距离为：l=(d+3a)±0.5a式中：d——弯心直径；a——钢筋公称直径。7.6.3距离l在试验期间应保持不变。平稳施力，直至达到规定的弯曲角度。7.6.4试验方法钢筋弯曲试样长度为L＝5a+150mm（此处a可为钢筋直径），如图2-7-5a以平稳压力向试样缓慢施加试验力，使试样弯曲到规定的角度，如图2-7-5b出钢材试验作业指导书现裂纹、裂缝、裂断为止。试验时弯心直径须符合标准规定，弯心宽度须大于试样的直径，两支辊间距为（d+2.5a）±0.5amm。试验扣检查试样弯曲外表面。如无裂纹、裂缝或裂断则评定试样合格。7.6.5弯曲试验结果评定方法如下：7.6.5.1完好试样弯曲处的外表面无肉眼可见的由弯曲变形产生的缺陷；7.6.5.2微裂纹试验弯曲处的外表面出现细小裂纹，长≤2mm，宽≤0.2mm；7.6.5.3裂纹试验弯曲处的外表面出现开裂，长2～5mm，宽0.2～0.5mm；7.6.5.4裂缝试验弯曲处的外表面出现明显的开裂，长大于2mm，宽大于0.5mm；裂断试验弯曲处的外表面出现沿宽度贯穿的开裂，其深度超过试样厚的三分之一。7.7上屈服强度和下屈服强度的测定步骤当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形而力不增加的应力点，称为屈服强度。分为上屈服强度和下屈服强度。呈现明显屈服现象的金属材料，在无相关产品标准规定时，应测定上屈服强度和下屈服强度或下屈服强度。7.7.1指针法：试验时，读取测力度盘的指针首次回转前指示的最大力或不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力或首次停止转动指示的恒定力。计算公式为：REh(ReL)=FEh(FeL)/SO式中：REh(ReL)—首次回转前指示的最大力或不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力或首次停止转动指示的恒定力SO—试样原始横截面积7.7.2可以使用微处理机自动测定上屈服强度和下屈服强度。7.8抗拉强度的测定步骤相应最大力（Fm）的应力称为抗拉强度。7.8.1指针法：从测力度盘中读取过了屈服阶段后或试验过程中的最大力。计算公式为：Rm=Fm/SO式中：Rm—抗拉强度,MPa,试验结果数值修约到5MPaFm—最大力,NSO—试样原始横截面积,mm钢材试验作业指导书7.8.2可以使用微处理机自动测定抗拉强度。7.9反复弯曲试验步骤从外观合格的金属线材上任意部位截取长150～250mm的试样，将其垂直夹紧在弯曲试验机的夹块中，以每秒弯曲（900）一次的速度，进行连续弯曲，弯到有关规定的弯曲次数或试样断裂。折断时最后一次弯曲不计数。线材反复弯曲时主要技术条件见下表：直径d或厚度a(mm)弯曲圆弧半径r(mm)拔杆到弯曲臂转动中心距离h(mm)0.3≤d(a)≤0.51.25±0.05150.5＜d(a)≤0.71.75±0.05150.7＜d(a)≤1.02.5±0.1151.0＜d(a)≤1.53.75±0.1201.5＜d(a)≤2.05.0±0.1202.0＜d(a)≤3.07.5±0.1253.0＜d(a)≤4.010±0.1354.0＜d(a)≤6.015±0.1506.0＜d(a)≤8.020±0.1758.0＜d(a)≤10.025±0.11007.10规定非比例延伸强度的测定非比例延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力称为规定非比例延伸强度。7.10.1图解法：在力～延伸曲线图上，划一条与曲线的弹性直线段部分平行，且在延伸轴上与此直线的距离等效于