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摘要:钢筋在钢筋混凝土结构中占有非常重要的作用,钢筋检验、分析与判定的正确与否,将直接关系到结构工程的施工质量。本文主要阐述了钢筋的定义及分类,并对目前混凝土工程中钢筋的一些检测技术进行了探讨,最后论述了在钢筋检测工作中的一些注意事项,仅供同行参考。
关键词:钢筋检测;厚度检测;应力检测;注意事项
引言
钢筋在混凝土中承受拉力和给结构以延性,弥补混凝土抗拉能力差、易开裂和脆断的缺陷。因此混凝土中的钢筋成为工程质量鉴定和验收的必检项目。建筑物采用钢筋混凝土结构,存在着一定的自然破损现象,主要有混凝土的碳化、冻融、碱骨料反应、氯盐侵蚀等。为了确定结构的安全性和耐久性是否满足要求,需要对工程结构进行检测和鉴定,对其可靠性做出科学评价,然后进行维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。
1.钢筋的定义及分类
钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材,其横截面为圆形,有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋。钢筋可以承受拉力,增加机械强度。钢筋种类很多,通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小以及在结构中的用途进行分类:
1.1按轧制外形
1.1.1光面钢筋:i级钢筋(q235钢钢筋)均轧制为光面圆形截面,供应形式有盘圆,直径不大于10mm,长度为6~12m。
1.1.2带肋钢筋:有螺旋形、人字形和月牙形三种,一般ⅱ、ⅲ级钢筋轧制成人字形,ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。
1.1.3钢线(分低碳钢丝和碳素钢丝两种)及钢绞线。
1.1.4冷轧扭钢筋:经冷轧并冷扭成型。
1.2按直径大小:钢丝(直径3~5mm)、细钢筋(直径6~10mm)、粗钢筋(直径大于22mm)。
1.3按力学性能:ⅰ级钢筋(235/370级);ⅱ级钢筋(335/510级);ⅲ级钢筋(370/570)和ⅳ级钢筋(540/835)。
1.4按生产工艺:热轧、冷轧、冷拉的钢筋,還有以ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋,强度比前者更高。
1.5按在结构中的作用:受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等。现在钢筋常用有热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、冷拔低碳钢丝。其中以前两者应用最广泛,后两者一般用在高强混凝土中。
2. 钢筋检测技术浅析
2.1钢筋保护层的厚度检测
钢筋探测仪由电磁法钢筋探测仪和雷达法钢筋探测仪两种。国外在这方面研制的仪器比较多,如英国的CM9钢筋探测仪,瑞士的FS10钢筋探测仪等。我国目前主要运用的电磁式钢筋探测仪,能够对混凝土中钢筋(或其他铁磁性物质)的位置、埋设深度及直径进行探测。
电磁式钢筋探测仪通常由探头、主机和连接线组成。探头接受主机命令,产生电磁场,探头与混凝土表面持续接触并进行扫描,当混凝土中的钢筋和其它金属物体位于该磁场时,磁力线会变形,钢筋和其它金属所产生的干扰导致电磁场强度的分布改变,被探头探测到并接收输送回主机,主机以模拟方式或数字方式对金属物的位置进行显式。如果对仪器所测金属物和混凝土进行适当校准,主机即显示钢筋(金属物)保护层厚度。
探头可由单个或多个线圈组成,其产生电磁场的物理原理可以是涡流效应或者电磁感应。应用涡流效应的钢筋探测仪,探测线圈中的复线圈电流在钢筋(或导电金属物)中产生涡流,导致探测线圈电阻改变。采用这种工作原理的仪器,其频率在1kHz以上,并且对于靠近探头的任何导电金属都有反映。由于这类仪器探头通常安置了对温度敏感的线圈,导致仪器读数随探头温度变化而变化,使用这类仪器检测时必须经常调零并遵照仪器说明书的建议进行操作。
了解了钢筋探测仪类型,测试人员使用涡流效应探测仪测试时需避开水管、电线、金属电线套管等导电金属,以准确确定钢筋位置;消除和减小导电金属对测试钢筋保护层厚度的影响;在气温和体温相差较大的环境下进行检测时,手持对温度敏感的电磁感应探测仪探头进行检测时,如手持时间较长,探头温度会升高,造成钢筋保护层读数误差增大,手持探头时间较长时需按规定的时间间隔对仪器进行调零或遵照仪器说明书的要求消除温差因素影响。
2.2钢筋力学性能的检测
2.2.1钢筋实际应力检测
选取需进行测试实际应力构件的最大受力部位作为测试部位,该部位钢筋的实际应力反映了该构件的承载力情况。先凿去被测钢筋的保护层,然后在钢筋暴露处的一侧粘贴应变片,通过应变仪测其应变,用游标卡尺量测钢筋直径的减小量。根据测试结果,即可计算出钢筋实际应力。
2.2.2钢筋强度检测
钢筋实际强度的检测常采用取样试验法。从现场截取钢筋试样送实验室做拉伸试验,测定其钢筋的极限抗拉强度、屈服强度及延伸率等。由于现场钢筋取样对结构承载力有影响,因此,应尽量在非重要构件或构件的非重要部位取样。现场取样应考虑到所取的试样必须具有代表性。同时又得尽可能使取样对结构的损伤达到最小,所以取样部位应为钢筋混凝土结构中受力较小处,取样后应采取补强措施。
2.3钢筋锈蚀程度常见检测方法
钢筋的锈蚀是钢筋混凝土结构破坏和早期失效的主要原因之一。目前,混凝土中钢筋锈蚀导致结构物破坏或失稳,已成为当今世界关注的重大课题之一。为研究混凝土中钢筋的腐蚀行为,必须采用适当的检测技术。
2.3.1物理方法主要是通过测定与钢筋锈蚀一起的电阻、电磁、热传导、声波传播等物理特性的变化来反映钢筋的锈蚀状况。常用的方法有电阻棒法、涡流探测法、射线法、声发射探测法等。
2.3.2电化学检测方法是通过测定钢筋混凝土腐蚀体系的电化学特性来确定混凝土中钢筋的锈蚀程度或速度。电化学方法主要有自然电位法、交流阻抗法、线性极化法、恒电量法、电化学噪声法、混凝土电阻法等。
3.钢筋检测工作中的注意事项
目前,钢筋的质量在钢筋混凝土结构中占有着相当重要的作用。钢筋检验、分析与判定的正确与否,直接关系到结构工程的施工质量是否符合要求。试验人员应注意以下几个问题:
3.1执行现行的钢材试验标准与规程规范
对于不同的建筑钢材,在试验时要执行各自的现有国家标准,不准乱套用标准。此外,一些试验人员对现有的钢筋检验规程理解的不够。在钢材检验中,一些光圆钢筋的力学性能达到ii级钢的指标,就判定为ii级钢,这是规范所不允许的。
3.2屈服点的试验力读数不准
首先,表现在对用现行金属拉伸试验标准测定屈服点的规定了解不清。其次,拉伸夹具有夹齿磨损及试验机升降平台与楔形夹具斜面间存在铁锈污渍,会使钢筋在受拉时打滑或变形受阻,严重影响屈服点试验力的读数。这就需要及时更换夹具,对楔形夹具的斜面要经常清洗,加润滑油,以保持干净。
3.3钢筋试验数据应进行修约处理
钢筋焊接性能检验时,首先应对钢筋原材进行检验。但在钢筋的闪光对焊等焊接接头试验中,有些单位只做抗拉强度检验,不做冷弯试验,而钢筋的冷弯试验又是检验钢筋性能的一项重要指标,它也是衡量焊工的操作技术水平和钢筋焊接质量好坏的重要指标。因此,要求试验人员应按钢筋标准和钢筋焊接及验收规程的要求做好检验工作。
3.4拉伸试验的速度。
拉伸试验的速度对试验结果有一定影响,特别表现在对屈服点的测定上。由试验可知,试验速度过快,测得的屈服点值会有10~30N/mm2 的提高。因此,试验速度要按标准要求进行。
4.结束语
钢筋检测是工程检测的重要内容,无论是钢筋的定义、分类、检测都要求我们检测人员严格执行检测标准,做好质检工作,从而将有损人民生命财产的利益、国家的利益降到最低。有关人员在进行钢筋检测时,应根据实际工程的需要,选择适当检测方法,避免钢筋工程事故的发生,确保工程质量。
关键词:钢筋检测;厚度检测;应力检测;注意事项
引言
钢筋在混凝土中承受拉力和给结构以延性,弥补混凝土抗拉能力差、易开裂和脆断的缺陷。因此混凝土中的钢筋成为工程质量鉴定和验收的必检项目。建筑物采用钢筋混凝土结构,存在着一定的自然破损现象,主要有混凝土的碳化、冻融、碱骨料反应、氯盐侵蚀等。为了确定结构的安全性和耐久性是否满足要求,需要对工程结构进行检测和鉴定,对其可靠性做出科学评价,然后进行维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。
1.钢筋的定义及分类
钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材,其横截面为圆形,有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋。钢筋可以承受拉力,增加机械强度。钢筋种类很多,通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小以及在结构中的用途进行分类:
1.1按轧制外形
1.1.1光面钢筋:i级钢筋(q235钢钢筋)均轧制为光面圆形截面,供应形式有盘圆,直径不大于10mm,长度为6~12m。
1.1.2带肋钢筋:有螺旋形、人字形和月牙形三种,一般ⅱ、ⅲ级钢筋轧制成人字形,ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。
1.1.3钢线(分低碳钢丝和碳素钢丝两种)及钢绞线。
1.1.4冷轧扭钢筋:经冷轧并冷扭成型。
1.2按直径大小:钢丝(直径3~5mm)、细钢筋(直径6~10mm)、粗钢筋(直径大于22mm)。
1.3按力学性能:ⅰ级钢筋(235/370级);ⅱ级钢筋(335/510级);ⅲ级钢筋(370/570)和ⅳ级钢筋(540/835)。
1.4按生产工艺:热轧、冷轧、冷拉的钢筋,還有以ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋,强度比前者更高。
1.5按在结构中的作用:受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等。现在钢筋常用有热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋、冷轧扭钢筋、冷拔低碳钢丝。其中以前两者应用最广泛,后两者一般用在高强混凝土中。
2. 钢筋检测技术浅析
2.1钢筋保护层的厚度检测
钢筋探测仪由电磁法钢筋探测仪和雷达法钢筋探测仪两种。国外在这方面研制的仪器比较多,如英国的CM9钢筋探测仪,瑞士的FS10钢筋探测仪等。我国目前主要运用的电磁式钢筋探测仪,能够对混凝土中钢筋(或其他铁磁性物质)的位置、埋设深度及直径进行探测。
电磁式钢筋探测仪通常由探头、主机和连接线组成。探头接受主机命令,产生电磁场,探头与混凝土表面持续接触并进行扫描,当混凝土中的钢筋和其它金属物体位于该磁场时,磁力线会变形,钢筋和其它金属所产生的干扰导致电磁场强度的分布改变,被探头探测到并接收输送回主机,主机以模拟方式或数字方式对金属物的位置进行显式。如果对仪器所测金属物和混凝土进行适当校准,主机即显示钢筋(金属物)保护层厚度。
探头可由单个或多个线圈组成,其产生电磁场的物理原理可以是涡流效应或者电磁感应。应用涡流效应的钢筋探测仪,探测线圈中的复线圈电流在钢筋(或导电金属物)中产生涡流,导致探测线圈电阻改变。采用这种工作原理的仪器,其频率在1kHz以上,并且对于靠近探头的任何导电金属都有反映。由于这类仪器探头通常安置了对温度敏感的线圈,导致仪器读数随探头温度变化而变化,使用这类仪器检测时必须经常调零并遵照仪器说明书的建议进行操作。
了解了钢筋探测仪类型,测试人员使用涡流效应探测仪测试时需避开水管、电线、金属电线套管等导电金属,以准确确定钢筋位置;消除和减小导电金属对测试钢筋保护层厚度的影响;在气温和体温相差较大的环境下进行检测时,手持对温度敏感的电磁感应探测仪探头进行检测时,如手持时间较长,探头温度会升高,造成钢筋保护层读数误差增大,手持探头时间较长时需按规定的时间间隔对仪器进行调零或遵照仪器说明书的要求消除温差因素影响。
2.2钢筋力学性能的检测
2.2.1钢筋实际应力检测
选取需进行测试实际应力构件的最大受力部位作为测试部位,该部位钢筋的实际应力反映了该构件的承载力情况。先凿去被测钢筋的保护层,然后在钢筋暴露处的一侧粘贴应变片,通过应变仪测其应变,用游标卡尺量测钢筋直径的减小量。根据测试结果,即可计算出钢筋实际应力。
2.2.2钢筋强度检测
钢筋实际强度的检测常采用取样试验法。从现场截取钢筋试样送实验室做拉伸试验,测定其钢筋的极限抗拉强度、屈服强度及延伸率等。由于现场钢筋取样对结构承载力有影响,因此,应尽量在非重要构件或构件的非重要部位取样。现场取样应考虑到所取的试样必须具有代表性。同时又得尽可能使取样对结构的损伤达到最小,所以取样部位应为钢筋混凝土结构中受力较小处,取样后应采取补强措施。
2.3钢筋锈蚀程度常见检测方法
钢筋的锈蚀是钢筋混凝土结构破坏和早期失效的主要原因之一。目前,混凝土中钢筋锈蚀导致结构物破坏或失稳,已成为当今世界关注的重大课题之一。为研究混凝土中钢筋的腐蚀行为,必须采用适当的检测技术。
2.3.1物理方法主要是通过测定与钢筋锈蚀一起的电阻、电磁、热传导、声波传播等物理特性的变化来反映钢筋的锈蚀状况。常用的方法有电阻棒法、涡流探测法、射线法、声发射探测法等。
2.3.2电化学检测方法是通过测定钢筋混凝土腐蚀体系的电化学特性来确定混凝土中钢筋的锈蚀程度或速度。电化学方法主要有自然电位法、交流阻抗法、线性极化法、恒电量法、电化学噪声法、混凝土电阻法等。
3.钢筋检测工作中的注意事项
目前,钢筋的质量在钢筋混凝土结构中占有着相当重要的作用。钢筋检验、分析与判定的正确与否,直接关系到结构工程的施工质量是否符合要求。试验人员应注意以下几个问题:
3.1执行现行的钢材试验标准与规程规范
对于不同的建筑钢材,在试验时要执行各自的现有国家标准,不准乱套用标准。此外,一些试验人员对现有的钢筋检验规程理解的不够。在钢材检验中,一些光圆钢筋的力学性能达到ii级钢的指标,就判定为ii级钢,这是规范所不允许的。
3.2屈服点的试验力读数不准
首先,表现在对用现行金属拉伸试验标准测定屈服点的规定了解不清。其次,拉伸夹具有夹齿磨损及试验机升降平台与楔形夹具斜面间存在铁锈污渍,会使钢筋在受拉时打滑或变形受阻,严重影响屈服点试验力的读数。这就需要及时更换夹具,对楔形夹具的斜面要经常清洗,加润滑油,以保持干净。
3.3钢筋试验数据应进行修约处理
钢筋焊接性能检验时,首先应对钢筋原材进行检验。但在钢筋的闪光对焊等焊接接头试验中,有些单位只做抗拉强度检验,不做冷弯试验,而钢筋的冷弯试验又是检验钢筋性能的一项重要指标,它也是衡量焊工的操作技术水平和钢筋焊接质量好坏的重要指标。因此,要求试验人员应按钢筋标准和钢筋焊接及验收规程的要求做好检验工作。
3.4拉伸试验的速度。
拉伸试验的速度对试验结果有一定影响,特别表现在对屈服点的测定上。由试验可知,试验速度过快,测得的屈服点值会有10~30N/mm2 的提高。因此,试验速度要按标准要求进行。
4.结束语
钢筋检测是工程检测的重要内容,无论是钢筋的定义、分类、检测都要求我们检测人员严格执行检测标准,做好质检工作,从而将有损人民生命财产的利益、国家的利益降到最低。有关人员在进行钢筋检测时,应根据实际工程的需要,选择适当检测方法,避免钢筋工程事故的发生,确保工程质量。