HRB细直径钢筋调直后力学性能的

HRB400细直径钢筋调直后力学性能的研究分析在混凝土结构中所用的钢筋约有1/5~1/4是直径小于10mm的细直径钢筋。主要用于板、墙类构件的受力筋及梁、柱构件中的箍筋，也用分布筋、构造筋等。随着高层住宅、办公建筑的增多，高层建筑逐渐成为建筑市场的主体，墙、板类构件的增多，对细直径钢筋的需求将大大增加，估计将近1/3或者更多。例如郑州市未来名家住宅小区工程，建筑面积为62028㎡，地下一层，地上32层。钢筋总用量为：4106.126吨，10mm以下的钢筋用量为：2083.77吨，占总量的50.74%；其中HRB400细直径钢筋为：728.503吨，占总量的17.74%。工程中应用的细直径钢筋，为方便运输并减少接头，细直径钢筋均匀盘圆的形式进场。在使用前需要进行调直加工，以方便施工。针对现在所推广应用的HRB400钢筋中的Φ6、Φ8、Φ10的细直径钢筋，对其调直后的力学性能进行了试验研究与分析，并得出结论。一、试验方案1、依据标准：钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋（GB1499.2-2007）。2、试验主要设备：eq\o\ac(○,1)、液压式万能试验机（型号：WE-30）.eq\o\ac(○,2)、YJ自动测试系统（型号：YJ-DF）.3、试验检验项目：eq\o\ac(○,1)抗拉强度、eq\o\ac(○,2)屈服强度、eq\o\ac(○,3)断后伸长率、eq\o\ac(○,4)强屈比、eq\o\ac(○,5)屈服比4、表一，试件参数表来源直径（mm）试件数量(根)调直工艺62未调直8210464调直84108注：未调直的钢筋是由盘圆上直接截取的，呈弯弧状。试验前需用木锤轻敲，使之伸直后进行试验；调直钢筋是利用一般的调直机调直。调直后的钢筋上由明显的挤压伤痕，表现为横肋顶部挤压造成的亮点，量测其肋高，减少大约为0.2mm左右。5、力学性能试验数据统计表直径调直工艺屈服强度标准值（≥）屈服强度实测值抗拉强度标准值（≥）抗拉强度实测值伸长率标准值（≥≥）伸长率实测值强曲比屈服比6未调直4004555406551630.51.4401.1384004405406351631.51.4431.100调直后40045554063516351.3961.13840048054064016321.3331.20040047554064516331.3581.1884004605406101632.51.3261.1508未调直40042054062516311.4881.05040042054064016251.5241.050调直后4004305406651632.51.5471.0754004305406601629.51.5351.0754004105406701631.51.6341.02540044054066016321.5001.10010未调直4004255405851633.51.3761.06340042054059016331.4051.0504004105405951631.51.4511.0254004155406151632.51.4821.038调直后4004305405751631.51.3371.07540042554057516311.3531.06340043054058516341.3601.0754004305405751631.51.3371.07540041054057016351.3901.0254004155405851635.51.4101.03840047054061516311.3091.1754004055405851631.51.4441.013钢筋调直前后性能能对比对比性能d=6mmd=8mmd=10mm平均值变化值屈服强度1.04471.01791.02251.02842.84抗拉强度0.98061.04940.9781.00270.27强屈比0.93881.03190.95730.976负2.4屈服比1.04471.01791.02241.02832.83伸长率1.06851.120511.0636.3调直后性能与产品品指标的对比比对比性能产品指标d=6mmd=8mmd=10mm平均值相对值屈服强度400467.5427.5426.875440.6251.1016抗拉强度540632.5663.75583.125626.458331.1601伸长率1633.12531.37532.62532.3752.0234调直前性能与产品品指标的对比比对比性能产品指标d=6mmd=8mmd=10mm平均值相对值屈服强度400447.5420417.5428.333331.0708抗拉强度540645632.5596.25624.583331.1566伸长率16312832.62530.54171.9089为了探讨调直对于细直径钢筋力学性能的变化，列表对比了调直前后的性能比值，如表三所示。为了定量的评价调直引起细直径钢筋力学性能变化对其影响，以相应产品标准GB1499.2-2007指标为基础，对调直前后的钢筋性能进行比较，结果如表4、表5所示。三、试验结果分析1、调直对力学性能的影响表2列出了调直前后细直径钢筋5项力学性能试验结果（屈服强度、抗拉强度、伸长率、强屈比、屈服比0基本上覆盖了包括强度和延性在内的主要性能。由表2、表3可以看出，调直后钢筋的屈服强度均有所提高，Φ6提高的最高为4.47%；Φ8最低为1.79%；Φ10为2.25%，平均提高2.84%。调直后的抗拉强度除Φ8有所提高外，其余均有所降低。延性方面，调直后的伸长率均有所增加。从总体趋势来看，调直会使HRB400细直径钢筋的屈服强度有所提高，抗拉强度略有降低或与为调直前基本持平，伸长率均有大的增加。因此可以认为调直对HRB400细直径钢筋的力学性能影响不大，实际工程中可以不考虑调直的影响。2、调直对应用条件的影响HRB400级钢筋力学性能指标见国家标准《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）。试验结果表明，调直后的细直径钢筋仍然可以达到GB1499.2-2007的要求，并且还有相当的富裕量。强度方面，屈服强度和抗拉强度的检验富裕量分别为10.16%和16.01%；延性指标的富裕量更大，伸长率为102.34%。其原因除调直后延性改善以外，主要还是对于钢筋延性的标准底，虽然GB1499.2-2007中规定伸长率≥16，相比GB1499-1998中规定的≥14有所提高，但是对于HRB400级细直径钢筋的优良延性，还是太低了。3、调直对力学性能影响的原因分析在试验时，调直以后的钢筋屈服点均没有未调直钢筋的屈服点明显，如果只是单纯的通过液压式万能试验机试验，钢筋的屈服强度是测不出来的，只有通过液压式万能试验机和YJ自动测试系统组合，才能测出屈服强度。依据的是GB1499.2-2007中第条，对于没有明显屈服轻度的钢，屈服强度特征致Rel应采用规定非比例延伸强度RP0.2。调直是将盘圆钢筋通过调直机上调直筒内的调直块做高斯曲线、正玄或余玄曲线对钢筋进行调直。如图所示：此轮做360度的旋转，带动调直块转动，6个调直块在不同的偏心位置上且可以调整，以便对不同直径的钢筋进行调直。钢筋在调直过程中的反复弯曲作用使其在微软的塑性变形中晶格的缺陷增多，而缺陷的晶格严重畸变对晶格进一步滑移将起到阻碍作用，所以钢筋的屈服点提高，抗拉强度基本不变或略有降低。注：组成晶体结构粒子（分子、原子、离子）在三维空间有规律地排列在一定的点上，这些点周期性地构成有一定几何形状的无限格子叫做晶格。钢筋调直时在受到外力的情况下，会产生微弱的塑性变形，其内部的晶格滑移如下图所示：晶格的滑移会使晶格产生缺陷，晶格缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷，如下图所示：但是，调直不同于冷拉。冷拉后的钢筋直径变细，力学性能改变，虽然屈服强度、抗拉强度和伸长率均符合规范要求，但是强屈比却不符合规范要求，规范要求“对一、二抗震等级，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.”在试验过程中对三级钢d=1