影响钢筋抗拉强度因素分析及控制

影响钢筋抗拉强度因素分析及控制

黄健锋

广州增城正源建设工程检测中心有限公司      511300     

摘要：钢筋是我国建筑工程中最常用到的一种建筑材料，在整体的建筑工程中起到了承重和支撑的作用.因此，钢筋的抗拉强度是其重要的质量指标，也是工程上进行材料选择的重要因素。但在实际操作中，有很多因素会影响钢筋的抗拉强度，操作规范、钢筋的化学成分等导致检测结果出现偏差。因此钢筋抗拉强度对于建筑工程的稳定性和质量起到了至关重要的影响作用。

关键词：钢筋拉伸强度；影响因素；分析及控制

随着建筑行业的发展，钢筋已是建筑工程的主力军，现代建筑基本上都是钢结构建筑，它的应用也越来越普遍。钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言，用钢板或型钢替代了钢筋混凝土，强度更高，抗震性更好。并且由于构件可以工厂化制作，现场安装，因而大大减少工期。由于钢材可重复利用，可以大大减少建筑垃圾，更加绿色环保。市面上的钢筋根据应用情况的不同分为不同规格，在使用上有着严格的限制，特别是建筑类，一经建造很难再次修复，一旦钢筋使用不合格，便会造成严重的事故发生。在钢筋的应用标准中，抗拉强度是判断钢筋质量的重要参数，不同的材料和制作方式都会影响钢筋的抗拉强度，不同的检测方法也会有影响。因此对钢筋抗拉强度影响因素及控制进行如下分析。

1 钢筋的概念

钢筋是一种直条状或盘状的钢材，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、扭转钢筋。

钢筋是我国建筑工程中主要的应用材料，特别是近些年来我国加大了对于建筑工程的开发力度，建筑成为了我国重要的发展指标，钢筋运用到的场合也越来越多，其安全性能，也成为当前建筑行业最重视的指标。

2抗拉强度的概念

抗拉强度是一个物理学的概念，是作用于金属上的一个力学性能概念，是指金属在塑性变形过程中的一个变形的临界点，超出这个临界点，金属的变形就无法回溯，最终导致永久变形。对于钢筋而言，这种永久变形会影响钢筋的质量，造成断裂、开裂等问题，进而影响整个建筑工程的安全性。因此，钢筋的抗拉强度是钢筋的重要应用数据指标。

3 影响钢筋抗拉强度的因素

3.1 化学成分

不同规格型号的钢筋化学成分不同，目前常用的是普通碳素钢及合金钢。钢筋的主要制作材料是铁，除此之外，还包含一些碳元素和金属元素。主要用于调节钢筋的硬度和韧性。这些元素包括硅、锰以及一些微量元素，包括钼、钒、钛等，通过融入这些元素，能够有效地调整钢筋的抗拉强度，所以钢筋的化学成分不同也会影响钢筋的抗拉强度。除此之外，钢筋选用的铁材的纯度和密度也影响钢筋的抗拉强度。

3.2 压制工艺

当前钢筋的主流制作工艺包括热轧、冷轧、冷拉等。其中，冷轧是将热轧钢卷作为材料，经过酸洗去除氧化皮后在再结晶温度以下进行的轧制。热轧与冷轧是相反的概念，需要在再结晶温度以上进行轧制。而冷拉则是在常温条件下，以高强度的超过钢筋屈服点强行对钢筋进行拉伸，通过让钢筋产生塑性而提高钢筋的屈服点强度。

3.3力学性能

现代我们国家目前标准的钢筋型号有一级钢筋、二级钢筋、三级钢筋等三种常见的型号。它的屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯、及可焊性均有很大的不同，不同级别的钢筋使用位置也有很大的不同。钢筋的级别不同，它的力学指标就不同。

钢筋做抗拉试验时，试样断裂后，其断面标距部分所增长的长度与试样初始长度的百分比，称为伸长率。用符号δ表示。伸长率反应了材料塑性的大小，伸长率越大，塑性越大。

在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。

首先，在屈服强度以下的范围内，是弹性变形，钢材没有受到破坏，所以屈服强度是划分钢材等级的标准，所以为了安全方面的考虑，必须要求实测的屈服强度必须大于标准强度。

其次，钢筋屈服以后，产生塑性变形，直至达到断裂，这个屈服点到塑性变形直至断裂的区间，一方面抗拉力减去屈服时的力的空间,可以提高安全系数。另一方面这个区间也起着抗震延性的作用，因为从进入屈服达到断裂的区段(塑性变形区间)越大，则钢筋的塑性耗能能力就越强，因此能更好的发挥钢材的塑性变形"耗能能力"，把外加的力都耗去了大半,就提高结构的抗震安全性。所以从上面的弹性形变与塑性形变的考虑，第一，从钢材的能承受力的安全来说，当然屈服强度越大越好，但从抗震性来说，当然是屈服强度与抗拉强度之间的间距越大越好。

3.4 取试样方面

对于钢筋抗拉强度的检测，首先重点在于取样，取样是否标准化，直接影响了后续的检验结果，必须按照国家最新标准取样规范执行，按照钢筋的厂家、批号、批量、规格、牌号进行取样送样试验，其取样不规范直接影响钢筋的力学性能试验指标。

3.5 检测设备方面

钢筋抗拉强度检测的试验设备通常为万能试验机，比较常用的类型有万能材料试验机和电液伺服万能试验机。电液伺服万能试验机主要依靠电磁阀作为主要控制器，在控制精度方面更强，同时还能够进行应变控制，是试验工作的首选。而在试验过程中，检测的力值范围应当在检测值量程的百分之二十到百分八十内。让检测值处于一个平稳的、高效的运行状态下，能够使检测结果更加精准。除此之外，在进行检测前一定要对试验机的准确度进行调试，聘请有资质的单位对试验机进行校准，避免因为机械的问题原因导致最终试验结果出现偏差。

3.6 试验员的操作过程影响

在试验员的操作过程中，采用夹持、加荷速率不按标准要求操作都会对检测结果造成很大影响，从而导致检测结果出现偏差。对于夹持这步来说，夹持状态或者夹具选择不合理，都会导致样品变形程度或脱落影响精度，变形程度对拉伸力的影响。随着变形程度的增加，需要的变形能也随之增加，同时增大了摩擦力，使拉伸力以近似于线性关系上升。因此前期一定要保证标准夹持、加荷轴线与中心保持一致。除此之外，拉伸速率是钢筋拉伸试验过程中的重要的控制参数，因确保速率与显示处于正常的工作状态，同时工作中速率稳定，才能最终得到准确有效的试验结果。试验人员作为试验的主导者，对于试验流程具有掌控性，其操作是否标准规范也决定了后续试验结果是否准确。而在试验过程中，往往会遇到操作问题而导致试验的错误。因此，一方面，试验人员应当提高专业技术能力，加强专业素养，另一方面要严格的按照国家标准规范来进行试验工作。

4对于钢筋抗拉强度的控制

4.1钢筋原材料进场验收要求

钢筋原材料必须具备合格证、出厂检测报告、并与铭牌标识相一致，部分项目业主要求有指定供应厂家的，验收时必须进行核对。钢筋应平直、无损伤、表面不得有裂纹、油污、颗粒状或老锈。近期市面上出现一些负面现象钢筋重量与实际规格不相符，所以在验收过程中必须重视钢筋的重量标准项。

4.2 原材料的控制

钢筋作为当前建筑工程上最主要的建筑材料，是建筑工程的构建和维护建筑工程的稳定与安全，其拉伸强度代表了钢筋的质量和工作性能。同时，由于钢筋的使用量较高，性价比和成本投入因素也是材料选择的重要关键，因此，在钢筋的制作过程中，应当积极的拓展材料应用技术，在考虑成本和使用性的前提下，做出低价高质的产品。通过相关技术不断地发展与进步，进一步增强钢筋的抗拉强度性能。

4.3 加强制作工艺

加强钢筋的制作工艺需要从两个方面入手，第一方面是加强钢筋前期制作工艺，另一方面是在建筑工地上，把握好钢筋的加工工艺。通常而言，在工地上采用的钢筋加工工艺主要分为调直、切断和弯曲，如若操作不当，有可能会对钢筋的抗拉强度造成影响。因此，应当采取标准的操作规范，按照相关规定进行钢筋的加工操作，才能保障钢筋的质量不会受到影响，更好地应用在建筑工程当中。

结语：综上所述，钢筋的抗拉强度对于相关的建筑工程质量有着重要的决定作用。而影响钢筋抗拉强度的要素为生产材料和加工工艺。除此之外，试验中应严格按照国家标准操作规范进行，操作是否规范与检测结果的精准度有着密切关系，因此，应当提高相关的加工和生产技术，同时提高试验的精准度，进而控制钢筋的抗拉强度。

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