模块2 钢筋工程材料.docx

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模块2钢筋工程材料

【学习目标】

1．认知建筑用钢筋的类别、规格,弄清各类钢筋应用范围。

2．熟悉常用钢筋的检验标准，学会钢筋检验取样方法，能读懂试验报告单，具有对钢筋进行验收的技能。

3．具有合理进行钢筋的存放和保管的技能。

通过对构件钢筋图的识读，我们弄清了构件中钢筋的数量、级别、直径、位置及走向等布置情况。

现在就让我们一起来认识需要配制的钢材，了解不同类型钢材的性能特点，从而合理选择、规范检验以及正确保管好需要加工的钢材，保证所选择的钢筋材料满足工程质量的要求。

2.1钢筋的类别、性能与规格

在工程上，为了满足不同类型、不同使用性质构件的需要，往往有很多品种的钢材供我们选择。

现在，就让我们来认识常见的建筑用钢材吧！

建筑用钢材有多种分类方法，在这里按钢材的生产工艺来分类介绍。

2.1.1普通热轧钢筋

普通热轧钢筋是经热轧成型并自然冷却的成品钢筋，这类钢筋主要用作钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。

热轧钢筋的出厂产品有盘圆钢筋及直条之分。

盘圆钢筋（又称盘条）以圆盘形式供给，直径通常在12mm以下，每盘即一条。

直条钢筋通常直径≥12mm,长度一般在6～12m之间。

热轧钢筋按外形分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋。

其中热轧光圆钢筋由牌号HPB和其屈服点235MPa构成，即HPB235。

如图2-1（a）所示；热轧带肋钢筋由牌号HRB和其屈服点最小值构成，如HRB335。

带肋钢筋表面轧成月牙肋（横肋的纵截面呈月牙肋，与纵肋不相交）如图2-1（b）所示，并在其表面每隔一定距离轧上钢筋级别、厂名代号和直径（mm），以示区别。

（a）光圆钢筋（b）月牙肋钢筋

图2-1热轧钢筋外形

热轧钢筋的牌号、公称直径及力学性能等基本特性见表2-1。

表2-1热轧钢筋基本特性表

名称

牌号

符号

表面

形式

公称

直径

（mm）

屈

服

点

（MPa）

抗拉

强度（MPa）

伸长率（%）

冷弯

执行标准

不小于

弯曲

角度

弯曲

直径

光圆

HPB235（Q235）

光圆

8~20

235

370

1800

GB13013

—91

带

肋

HRB335

月牙肋

6~25

335

490

1800

GB1499

--1998

28~50

HRB400

月牙肋

6~25

400

570

1800

28~50

HRB500

月牙肋

6~25

500

630

1800

28~50

2.1.2冷轧带肋钢筋

冷轧带肋钢筋是指热轧圆盘条经冷轧减径后在其表面轧成二面或三面有肋的钢筋，钢筋外形如图2-2所示。

图2-2冷轧带肋钢筋外形

标准《冷轧带肋钢筋》（GB13788—2000）上规定，冷轧带肋钢筋由符号CRB和钢筋抗拉强度等级数值组成牌号，其力学和工艺性能见表2-2。

表2-2冷轧带肋钢筋的力学和工艺性能

牌号

抗拉强度

（Mpa）

不小于

伸长率（%）

不小于

弯曲试验1800

D弯心直径

d公称直径（mm）

反复弯

曲次数

松弛率

初始应力

（

）

1000h

不大于

（%）

10h

不大于

（%）

CRB550

550

8.0

----

D=3d

---

CRB650

650

---

4.0

D=4d

CRB800

800

---

4.0

D=5d

CRB970

970

----

4.0

---

CRB1170

1170

----

4.0

---

冷轧带肋钢筋将逐步取代冷拔低碳钢丝和冷拉钢筋，其中CRB550级钢筋宜作钢筋混凝土构件的受力筋、架立筋和构造钢筋，其公称直径范围为8～12mm,通常以盘条供货，也可以直条供货。

CRB650及以上牌号为预应力混凝土用钢筋，其公称直径4、5、6mm,均以盘条供货。

2.1.3预应力混凝土用钢筋

1.预应力混凝土用钢丝

根据《预应力混凝土用钢丝》（GB/T5223-2002）的规定，预应力钢丝按加工状态分为冷拉钢丝（代号WCD）及消除应力钢丝。

消除应力钢丝按松驰性能分为低松驰级钢丝（代号WLR）和普通松驰钢丝（代号WNR）。

钢丝按其外形分为光圆钢丝（代号P）、螺旋肋钢丝（代号H）和刻痕钢丝（代号I），图2-3（a）、2-3（b）分别为螺旋肋钢丝和刻痕钢丝的外形。

（a）

（b）

图2-3预应力钢丝外形

（a）--螺旋肋钢丝（b）---刻痕钢丝

预应力钢丝具有强度高、柔性好、无接头等优点，主要用于大跨度吊车梁、桥梁、电杆、轨枕等的预应力钢筋。

冷拉钢丝是用盘条通过拔丝模或轧辊经冷加工而成,以盘卷供货的钢丝。

其力学性能应符合表2-3的规定。

并规定应满足非比例伸长应力

值不小于公称抗拉强度的75%的要求。

表2-3冷拉钢丝力学性能

公称

直径

/mm

抗拉

强度

/MPa

不小于

规定非比例

伸长应力

/MPa

不小于

最大力下总伸长率

（

=200mm）

不小于

弯曲

次数

次/1800

不小于

弯曲

半径

R/mm

断面收缩率

不小于

每210mm扭距的扭转次数n

不小于

初始应力相当于70%公称抗拉强度时，1000h后应力松弛率

r/%

不大于

3.00

1470

1570

1670

1770

1100

1180

1250

1330

1.5

7.5

4.00

5.00

6.00

1470

1570

1670

1770

1100

1180

1250

1330

7.00

8.00

消除应力光圆及螺旋肋钢丝的力学性能应符合表2-4规定。

并规定非比例伸长应力

值对低松驰应不小于公称抗拉强度的88%，对普通松驰钢丝应不小于公称抗拉强度的85%。

表2-4消除应力光圆及螺旋肋钢丝力学性能

公称

直径

/mm

抗拉

强度

/MPa

不小于

规定非比例

伸长应力

/MPa

不小于

最大力下总伸长率

（

=200mm）

不小于

弯曲

次数

（次/1800）

不小于

弯曲

半径

R/mm

应力松驰性能

初始应力相当于公称抗拉强度的百分数/%

1000h后应力松弛率r/%

不大于

WLR

WNR

WLR

WNR

对所有规格

4.00

1470

1570

1670

1770

1860

1290

1380

1470

1560

1640

1250

1330

1410

1500

1580

3.5

1．0

2．0

4．5

4.80

5.00

6.00

6.25

7.00

1470

1570

1670

1770

1290

1380

1470

1560

1250

1330

1410

1500

8.00

1470

1570

1290

1380

1250

1330

9.00

10.00

1470

1290

1250

12.00

消除应力的刻痕钢丝的力学性能，应满足表2-5规定。

并应满足非比例伸长应力

值对低松驰应不小于公称抗拉强度的88%，对普通松驰钢丝应不小于公称抗拉强度的85%。

表2-5消除应力刻痕钢丝力学性能

公称

直径

/mm

抗拉

强度

/MPa

不小于

规定非比例

伸长应力

/MPa

不小于

最大力下总伸长率

（

=200mm）

不小于

弯曲

次数

（次/1800）

不小于

弯曲

半径

R/mm

应力松驰性能

初始应力相当于公称抗拉强度的百分数/%

1000h后应力松弛率r/%

不大于

WLR

WNR

WLR

WNR

对所有规格

≤5.0

1470

1570

1670

1770

1860

1290

1380

1470

1560

1640

1250

1330

1410

1500

1580

3.5

1.5

2.0

4.5

＞5.0

1470

1570

1670

1770

1290

1380

1470

1560

1250

1330

1410

1500

2.钢绞线

钢绞线是由圆形钢丝捻制而成，按捻制结构分为5类：

用两根钢丝捻制的钢绞线（代号1×2），如图2-4（a）；用三根钢丝捻制的钢绞线（代号1×3），用三根刻痕钢丝捻制的钢绞线（代号1×3I），如图2-4（b）；用七根钢丝捻制的标准型钢绞线（代号1×7），用七根钢丝捻制又经模拔的钢绞线（1×7）C，如图2-4（c）所示。

钢绞线主要用于大跨度、大负荷的后张法预应力屋架、桥梁和薄腹梁等结构的预应力筋。

按《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2003）的规定，钢绞线的订货合同应包括：

产品名称、结构（代号）、尺寸、强度级别、标准号、数量、用途及需方提出的其他要求。

图2-4钢绞线外形

-钢绞线直径；

-中心钢丝直径；

d-外层钢丝直径；A-1×3结构钢绞线测量尺寸

工程用钢绞线的公称直径

不同，其力学性能要求也不一样。

由于钢绞线的公称直径类型很多，限于篇幅，本书仅列出几种公称直径的钢绞线所对应的力学性能要求，见表2-6。

表2-6钢绞线力学性能

钢绞线结构

钢绞线公称直径

/mm

抗拉

强度

/MPa

不小于

整根钢绞线的最大力

/KN

不小于

规定非比例

延伸长力

/MPa

/KN

不小于

最大力下总伸长率

（

≥400mm）/%

不小于

应力松驰性能

初始负荷相当于公称最大力的百分数/%

1000h后应力松弛率r/%

不大于

1×2

10.0

1470

57.8

3.5

1.0

2.5

4.5

1570

61.7

55.5

1720

67.6

60.8

1860

73.1

65.8

1960

77.0

69.3

1×3

10.8

1470

86.6

77.9

1570

92.5

83.3

1720

101

90.9

1860

110

99.0

1960

115

104

1×3I

8.74

1570

60.6

54.5

1670

64.5

58.1

1860

71.8

64.6

1×7

12.7

1720

170

153

1860

184

166

1960

193

174

1×7C

12.7

15.2

1860

208

187

1820

300

270

1720

384

346

3.热处理钢筋

热处理钢筋是用热轧的螺纹钢筋经淬火和回火调质热处理而成的，按其外形有纵肋和无纵肋两种，如图2-5所示。

（a）

（b）

图2-5热处理钢筋外形

（a）有纵肋热处理钢筋（b）无纵肋热处理钢筋

根据《预应力混凝土用热处理钢筋》（GB4463-84）的规定，热处理钢筋公称直径为6mm、8.2mm、10mm，分三个牌号，力学性能应符合表2-7的要求。

表2-7热处理钢筋力学性能

公称直径

d/mm

牌号

屈服点

/MPa

屈服强度

/MPa

伸长率

（%）

不小于

8.2

40Si2Mn

48Si2Mn

45Si2Cr

1325

1470

2.2钢筋的检验和保管

2.2.1钢筋的检验

从市场上购买回的钢材首先要进行质量检验，判定它是否合格。

钢筋质量是否符合标准，直接影响结构的使用和安全，所以钢筋工要特别重视对钢筋原材料的进场检验工作。

钢筋质量检验通常包括外观检查和力学性能检验。

通过上一节的学习，我们弄清了建筑常用钢材的类型及其力学性能标准，现在就让我们一起来学习如何对钢筋进行质量检验吧！

1、通用检验方法

（1）首先要查看是否具有出厂质量证明书或试验报告单。

（2）标牌检查每捆（盘）钢筋都有标牌，标牌上应有厂标、钢号、炉罐（批）号、尺寸等标记，同时要检查钢筋的品种、直径、长度等是否相符。

（3）外观检查钢筋表面不得有裂纹、结疤和皱折，钢筋表面凸块不得超过模肋的最大高度，外形尺寸必须符合规定。

（4）力学性能和工艺性能检验应分批作机械性能试验进行验收，按规定检测其屈服点、拉伸强度和伸长率、冷弯性能等力学指标。

对于直径在12mm及以下的热轧HPB235级钢筋，有出厂证明书或试验报告单时可不进行机械性能试验。

（5）当钢筋在加工过程中发生脆断、可焊性差或机械性能显著不正常时应进行钢筋化学成分分析。

2、常用钢筋的具体检验方法

钢筋的品种不同，质量性能标准和检验方法也不一样，为便于比较，在这里将常用钢筋的具体检验方法列入表2-8中。

表2-8常用钢筋的具体检验方法

钢筋名称

检验标准及方法

热轧钢筋

●外观：

钢筋表面不得有裂纹、结疤和皱折，钢筋表面凸块不得超过横肋的最大高度。

外形尺寸必须符合规定，钢筋按定尺长度交货时，其长度允许偏差不得大于50mm,钢筋端部应剪切平直，直条钢筋总弯曲度不应超过钢筋长度的0.4%

●●力学性能检验：

若以盘条交货，则每盘应是一整条钢筋，应分批验收，每批质量不大于60t，在每批中任选两根钢筋各取一套试样，每套试样取一根作拉力试验（屈服点、抗拉强度、伸长率），另一根作冷弯试验，若有一个项目结果不符合该钢筋机械性能所规定的数值时，则另取双倍数量的试件对不合格项目作第二次试验，如仍不合格则该批钢筋不予验收

●●进口热轧肋形钢筋应有出厂质量保证书及进口商标报告，按相应国家的钢筋标准准和合同规定的检验内容进行检验，并要配有化学成分分析报告

冷轧带肋

钢筋

●外观：

钢筋表面不得有裂纹、结疤、油污及其他影响使用的缺陷，表面可有浮锈，但不得有锈皮及目视可见的麻坑等腐蚀现象

●力学性能检验：

每批钢筋由同一牌号、同一规格、同一级别的钢筋组成，重量不大于50t，取样方法是在盘的任意一端截去500mm后切取长度不小于公称直径６０倍的试样。

拉伸试验不合要求则该盘钢筋不合格；若冷弯试验不合格，则从同一批未经试验的盘中再取双倍数量的试样再进行冷弯，若复检结果仍不合格，则认为整批钢筋不合格

预应力钢丝（光面、螺旋肋、刻痕）

●外观：

钢丝的不圆度不得超过公差之半，钢丝表面不得有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污

●力学性能检验：

同一钢号、同一直径、同一抗拉强度和同一交货状态为一批，且每批质量不大于60t。

每批钢丝中任取１０％的盘数（但不少于3盘），每盘钢丝各取一套试件进行抗拉强度、伸长率和弯曲次数试验，检验结果如有一根试件不符合任一项规定时，除该盘钢丝作为不合格品外，应从该批未检验过的钢丝盘中再取双倍数量的试件，重做不合格项目的检验，若复核结果仍有一根试件不合格时，则该批钢筋不予验收

钢绞线

●外观：

每批任取3盘检查表面，不得带有润滑剂、油渍等，表面允许有轻微浮锈，但不得有锈蚀或可见的麻坑，不应有折断、横裂和相互交叉的钢丝

●力学性能检验：

每批由同一牌号、同一规格、同一生产工艺制度的钢绞线组成，重量不大于60t。

从每批任取3盘，从每盘的端部正常部位截取一根试样进行屈服强度和松驰试验，若有某一指标不符合要求，则作为不合格盘报废。

再从未试验过的钢绞线中取双倍数量试样进行试验，如复检结果仍有一个指标不合格，则判该批为不合格

预应力热处理钢筋

●外观：

钢筋表面不得有裂纹、结疤和皱折，钢筋表面凸块不得超过横肋的最大高度。

端部应切割平直

●力学性能检验：

以同一外形截面尺寸，同一热处理制度和同一炉罐（批）号的钢筋为一批，且每批质量不大于60t。

在每批钢筋中选取１０％的盘数（不少于25盘），取试样进行拉力试验，如果有一项结果不符合规定的数值，则从同一批中另取双倍数量的试样进行复验，如仍有一项不合格，则该批钢筋不予验收

3.钢筋原材料检验批质量验收记录

《混凝土结构工程质量验收规范》（GB50204-2002）把钢筋进场质量检验分为主控项目和一般项目。

对钢筋进行进场检验应作好检验记录，检验记录要在相关人员签字认可后妥善保存好。

钢筋原材料检验批质量验收记录填写内容参见表2-9。

表2-9钢筋原材料检验批质量验收记录

工程名称

分项工程名称

项目经理

施工单位

验收部位

施工执行标准

名称及编号

专业工长

（施工员）

分包单位

分包项目经理

施工班组长

质量验收规范的规定

施工单位自检记录

监理（建设）单位

验收记录

主

控

项

目

原材料

抽检

钢筋进场时应按规定抽取试件作力学性能试验，其质量必须符合有关标准的规定。

有抗震

要求框

架结构

纵向受力钢筋的强度应满足设计要求；

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：

①钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；②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。

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，应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。

一

般

项

目

钢筋表

观质量

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。

施工操作依据

质量检查记录

施工单位检查

结果评定

项目专业项目专业

质量检查员：

技术负责人：

年月日

监理（建设）

单位验收结论

专业监理工程师：

（建设单位项目专业技术负责人）

年月日

2.2.2钢筋的存放与保管

钢筋运到施工现场后，应进行合理的存放与保管，避免混淆、避免钢筋锈蚀，在钢筋的存放与保管中通常应做好下面几项工作：

1．挂牌：

严格按批、规格、牌号、直径、长度挂牌分别存放，并注明数量。

钢筋成品要按工程名称和构件名称，按编号顺序存放。

2．同类、同一工程、同一构件的钢筋存放在一起，不能将几项工程混放在一起，以免引起混乱，造成工程质量事故或影响工程施工进度。

3．选择合适的存放场所：

钢筋尽量堆放在仓库或料棚内，条件不具备时应选择地势较高，通风干燥较为平坦的露天场地存放，钢筋垛底要垫高200mm以上，同时保持料场清洁。

4．钢筋堆垛之间应留出通道以利于查找、起送和存放。

5．加强防护措施，仓库式场地周围挖排水沟、以利泄水，要避免钢筋接触酸盐、油等腐蚀性介质，堆放钢筋附近不能有有害气体源，防止钢筋锈蚀。

6．设专人管理，建立严格验收、保管、领取管理制度。

知识测试

1．填空题

（1）HPB235级钢筋与HRB335级比较，强度较高的是　　　　　　　　、塑性较好的是　　　　　　　

（2）钢号愈大，含碳量也愈高，强度及硬度愈　　　　，塑性、冷弯及焊接性能　　　。

（3）热轧钢筋HRB500，其牌号中500的意思是　　　　　　　，它可以直接用在预应力混凝土结构中吗？

（4）堆放钢筋的场地要干燥，一般用枕垫搁起，离地面　　　　mm以上。

（5）热轧光圆钢筋的代号是　　　　　，冷轧带肋钢筋的代号是　　　　　。

（6）钢筋拉力试验包括　　　　　　　　　　、　　　　　　　　。

（7）热轧钢筋以圆盘形式供给，直径通常在mm以下。

2．是非题（对的在括号内打“∨”，错的在括号内打“×”）

（1）进口热轧钢筋可不做机械性能检测报告。

（）

（2）钢筋质量证明书和复检报告只要具备一种即可。

（）

（3）钢筋表面质量不得有裂绞，结疤和拆叠，钢筋表面允许有凸块，但不得超过横肋高度。

（）

（4）热轧钢筋的力学性能检验的取样方法是：

从每批钢筋中任选二根，去掉钢筋端头５００mm，切取长度不小于公称直径６０倍的试样。

（）

（5）伸长率是衡量钢筋塑性性能的重要指标，伸长率愈大，钢筋塑性愈差。

（）

技能实训

1．检验下列建筑用钢材的性能，回答下列问题：

（1）对于热轧钢筋HRB335、HRB500哪种的塑性更好？

（2）冷轧带肋钢筋CRB550级钢筋宜使用在哪类构件中？

（3）钢筋进行冷拉经过时效后对强度和塑性会带来什么变化？

2．钢绞线有哪几种规格？

观察一根预应力用钢绞线，看看它是如何形成的？

3．拿一根热处理钢筋进行外观质量检查，判定它的外观质量是否符合要求。

4．某工地新进一批HRB335级钢材共50t，由你去检验判定是否合格，请写出具体的检验内容及相应的检验标准，填写检验报告单。

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