钢材试验作业指导书

1、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

2、建筑和结构中所用的钢材及钢材焊接试验。 3 编制依据3.1 GB/T228-2002 金属拉伸试验方法3.2 GB/T232-2002 金属弯曲试验方法3.3 GB238-2002 金属线材反复弯曲试验方法3.4 GB2653-1989 焊接接头弯曲及压扁试验方法3.5 JGJ107-2003 钢筋机械连接通用技术规程3.6 JGJ/T27-2001 钢筋接头试验方法标准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

3、验机：示值误差±1；预期破坏荷载在刻度盘全量程的2080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1530。7 作业顺序和方法 7.1 作业顺序钢材试验流程图屈服强度测定打标距试验前准备工作 弯曲试验伸长率测定极限强度测定试验结果评定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5

4、00mm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8

5、0kg；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 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

6、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0.2。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中从点算起量出线段D0.2.L.n，其中n为位移放大倍数；L为试样平行长度。从点平行线，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510s后卸荷至Fo，记引

7、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0.2=F0.2So(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=/=Pl0/A0l。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

8、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 P Pal Pau P。 （l）i lN l 0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（7080）%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n5，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

9、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0P0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

10、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（l）i，它是P引起的伸长增量。在逐级加载中，若得到的各级（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/A0（l）i，（i=1，2，3

11、，··，n） E=1/nEi7.5 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10dodo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。在长段上从拉断处取基本等于短段格数，得B

12、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）分别减与加的一半得和C1点。则移位后的L1AB2BC或LABBCBC。伸长率计算： AL1LoLo×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

13、L5a+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25mm，宽0.20.5mm；

14、 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

15、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,mm7.8.2 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150250mm的试样，将其垂直夹紧在弯曲

16、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)0.3d(a) 0.51.25±0.05150.5 d(a) 0.71.75±0.05150.7d(a) 1.02.5±0.1151.0d(a) 1.53.75±0.1201.5d(a) 2.05.0±0.1202.0d(a) 3.07.5±0.1253.0d(a) 4.010±0.1354

17、.0d(a) 6.015±0.1506.0d(a) 8.020±0.1758.0d(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测定规定非比例延伸率，例如0.2的直线。此平行线与曲线的交截点给出相应于所求规定非比例延伸强度的力。计算公式为：RP0.2=FP0.2/SO 式中：FP0.2规定非比例延伸率为0.2所对应的荷载SO试样原始横截面积7.10.2 可以使用微处理机

18、自动测定规定非比例延伸强度。7.11 判定7.11.1 热轧带肋钢筋和光圆钢筋 7.11.2 预应力砼用热处理钢筋试验结果有不合格，该盘报废。从未试验的钢筋中取双倍数量试样复验。如不合格，则该批为不合格品。 7.11.3 冷轧带肋钢筋试验如有一项不符合要求，从未试验的盘中双倍取样复验，不合格则该批不得交货或逐盘检验。7.11.4 盘条复验与预应力砼用热处理钢筋相同。7.11.5 钢丝乙级钢丝试验如不合格，另在未取试样的钢丝盘中，取双倍数量复验。如仍有一个试样不合格则逐盘检验。预应力砼用钢丝试验结果如不符合要求，从未试验的盘中取双倍数量取样复验，不合格逐盘检验。7.11.6 钢丝线试验有一项不合

19、格该盘报废，从未试过的盘中取双倍数量作不合格项目的复验，如不合格该批为不合格。7.12 结果 7.12.1 记录人员对以上各步骤进行记录，并进行数据处理。 7.12.2 审核人员对以上各步骤进行核定。7.12.3 核定通过后，填写试验报告。7.12.4 试验室负责人审查试验报告，通过后签发至相关单位。7.13 焊接接头检验7.13.1 验收批的划分闪光对接焊的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能试验，并应按下列规定抽取试件：7.13.1.1 在同一台班内，由同一焊工完成的300个同级别、同直径钢筋焊接接头应作为一批。当同一台班内焊接的接头数量较少，可在一周之内累计计算；累计仍不足300个接头

20、，应按一批计算；7.13.1.2 外观检查的接头数量，应从每批中抽查10%，且不得少于10个；力学性能试验时，应从每批接头中随机切取6个试件，其中3个做拉伸试验，3个做弯曲试验；7.13.1.3 焊接等长的预应力钢筋（包括螺丝端杆与钢筋）时，可按生产时同等条件制作模拟试件；7.13.1.4 螺丝端杆接头可只做拉伸试验。 7.13.2 闪光对接焊头拉伸试验结果应符合下列要求：7.13.2.1 3个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该级别钢筋规定的抗拉强度；余热处理级钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于热轧级钢筋接头试件的抗拉强度570MPa。7.13.2.2 应至少有2个试件断于焊缝之外，并呈延性

21、断裂。当试验结果有1个试件的抗拉强度小于上述规定值，或有2个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应再取6个试件进行复验，复验结果，当仍有1个试件的抗拉强度小于规定值时，或有3个试件断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，应确认该批接头为不合格。7.13.3 预应力钢筋与螺丝端杆闪光对焊接头拉伸试验结果，3个试件应全部断于焊缝 之外，呈延性断裂。当试验结果有1个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应从成品中再切取3个试件进行复验。复验结果，当仍有1个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，应确认该批接头为不合格品。7.13.4 模拟试件的试验结果不符合要求时，应从成品中再切取试件进行复验，其数量和要求应与初

22、始试验时相同。7.13.5 闪光对接焊头弯曲试验时，应将受压面的金属毛刺和镦粗变形部分消除，且与母材的外表齐平。弯曲试验可在万能试验机、手动或电动液压弯曲试验器上进行，焊缝应处于弯区中心点，弯心直径和弯曲角应符合下表的规定，当弯至90o时，至少有2个试件不得发生破断。闪光对接焊头弯曲试验指标钢筋级别弯心直径弯曲角（o） 级2d90 级4d90 级5d90 级7d90注：1.d为钢筋直径（mm）；2.直径大于25mm的钢筋对焊接头，弯曲试验时弯心直径应增加1倍钢筋直径。当试验结果有2个试件发生破裂时，应再取6个试件进行复验。复验结果，当仍有3个试件发生破断，应确认该批接头为不合格品。7.13.6

23、 埋件钢筋形接头试验同类型成品300件为一批，一周连续焊接累计不中300件亦按一批计。每批切取3个试件，试件尺寸不满足试验时，可制作模拟试件。 7.13.7 试样长度 闪光焊接头：8d+2Lj(d-钢筋直径，Lj-试验机夹持长度)电弧焊：接头双向帮条焊或搭接焊接头：8d+Lh+2Lj单向帮条焊或搭接焊接头：5d+Lh+2Lj 坡口焊接头：8d+2Lj Lh-焊缝长度；Lj-夹持长度（100-120） 电渣压力焊接头：8d+2Lj 电阻点焊：当所切取试件的尺寸小于规定的试件尺寸时，或受力钢筋直径大于8cm时，可在生产过程中焊接试验用网片，从中切取试件，抗剪试件纵筋长度应大于或等于290mm，横筋

24、长度应大于或等于50mm；拉伸试件长度应大于或等于300mm。每批三个抗剪试验，冷拔另作三个拉伸试件。气压焊接头：8d+2Lj预埋件形接头：试件钢材尺寸60×60mm焊接的钢筋长200mm。7.13.8 拉伸试验7.13.8.1 将试件夹紧在试验机具中，以10-30MPas的速度向试件加荷，直至试件拉断（或出现颈缩后）为止。7.13.8.2 计算 Rm=Fb/SO式中：Rm抗拉强度,MPa,试验结果数值修约到5MPa；Fb试件拉断前的最大试验力，N；SO试件公称横截面积，mm2。 7.13.8.3 记录试件断裂或颈缩位置，及离开焊缝的距离，以及断裂特征（塑性或脆性断裂）。7.13.9

25、 弯曲试验试件全长D2.5d150mm D2.5d为弯曲试验时两支辊的内侧距离。 7.13.9.1 清除受压面的金属毛刺和镦粗变形部分。 7.13.9.2 把试件放正在万能机（或弯曲机上进行），焊缝应分在弯曲 中心点。平稳施加压力，达到规定弯曲角度止（如没有达到焊缝开裂，试验也停止。7.13.9.3 试验后检查试件受拉面有无裂纹。如试验时试件断裂，应记下此时的弯曲角度，断口位置，断口形貌或有未熔合焊接缺陷。 7.13.10 结果评定与复验 7.13.10.1 三个试验均不得低于该级别钢筋的规定Rm值。 7.13.10.2 至少有两个试件断于焊缝之外，并呈塑性断裂。 7.13.10.3 当有一个

26、试件Rm低于规定指标，或有个试件在焊缝或影响区（离焊缝长度0.75d内）脆断应双倍取样复验。复验后仍有一个会低于规定指标或有三个试件呈脆性断裂，该批接头不合格。预应力钢筋与螺丝端杆对焊接头（可用模拟试件）只做拉伸试验，要求全部试件塑性断于焊缝之外。 7.13.10.4 弯曲试验结果：弯至90°时，接头外侧不得出现宽度0.15mm的横向裂纹。如有两个未达到上述要求双倍取样复验。复验后如仍有三个试件不合格，该批为不合格。7.13.11 电阻焊接头步骤7.13.11.1 将抗剪夹具放在300m以下的拉伸试验机的上钳口上。试件的横筋（粗的）夹紧在夹具的横槽内，不得转动。纵筋通过纵槽夹紧在试验

27、机的下钳口内。连续平稳以10-30MPa/s速度加荷，直到试件破坏，此时最大荷载值为抗剪力。7.13.11.2 复验 如有一个试件达不到要求，双倍取样复能否。如仍有一件达不到，则该批制品不合格。 7.13.12 T形接头 7.13.12.1 步骤：用特制的吊架将试件钢筋通过吊架的垫板和底板的槽孔，放入吊架的中心，并夹紧于试验机的下具内，以平稳连续(10-30MPa/s)速度加荷，直到试件断裂。结果满足：级接头353N/mm2；级接头490N/mm2。7.13.12.2 复验：试件有一个达不到上述要求时，双倍取样复验如仍有一个试件低于上述规定，则该批不合格。7.13.13 焊接接头压扁试验把试样

28、放入试验机中压扁,当管接头外壁距离压至H值时,检查焊缝部位有无裂缝或焊接缺陷,并记录.(1+e)SH= e+S/D 式中: S管壁厚，mmD管外径，mme单位伸长的变形系数由产品规范规定7.13.14 钢筋机械连接试验7.13.14.1 取样：现场检验应按同一施工条件下采用同批材料的同等级、同型号、同规格接头，以500个为一个验收批，不足500个也作为一验收批。每种规格的母材或接头试件均不应少于3根，母材且应取自接头试件的同一根钢筋。7.13.14.2 拉伸试验按7.12.8进行7.13.14.3 结果评定与复验 a. 型式检验的强度合格条件是每个试件均应满足下表1的规定。对级和级的接头，只要

29、试件强度满足表中要求即为合格。对级接头，当试件断于钢筋母材时，满足条件fºmstfºst，试件合格；当试件断于接头长度区段时，则应满足fºst1.10 fuk才判合格。因当3个接头试件的抗拉强度均符合下表中相应等级的要求时，该验收批评定合格；如有1个试件的强度不符合要求，应再取6个试件进行复检；复检中如仍有1个试件的强度不符合要求，则该验收批判为不合格。接头等级级级级抗拉强度fºmstfºst或1.10 fukfºmstfukfºmstfYk注：fºmst接头试件实际抗拉强度fºst接头试件中钢筋抗拉强度

30、实测值fuk钢筋抗拉强度标准值fYk钢筋屈服强度标准值b. 对于级和级接头总伸长率应大于等于4.0%；级接头总伸长率应大于等于2.0%。7.13.15 结果7.13.15.1 审核人员时以上结果进行核定。7.13.15.2 核定通过，填写试验报告。7.13.15.3 试验报告由室负责人审查，通过后签发至相关单位。8 工艺质量及计量要求:见附表1、2、3、49 安全管理、文明施工及环境保护9.1 试验时要有良好的通风，非试验人员不得入内。9.2 试验完毕后,要把现场清理干净,所有试验仪器清洁归位,不得随意乱丢。9.3 试验固废倒置规定地点，统一处理，不得随意乱倒。10 附录10.1 计量网络图10.2