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冷札扭钢筋拉伸试验分析

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  摘要:在对冷札扭钢筋进行拉伸试验时,最应该注重的问题是冷札扭钢筋的伸长率。本文将围绕伸长率对冷札扭钢筋的拉伸试验进行分析,主要对材料的应力和断开口的外貌特征进行讨论。主要目的是为了提高冷札扭钢筋拉伸试验的准确性。
  关键词:冷札扭钢筋;拉伸试验;伸长率
  Abstract: in the cold and tensile test shows the steel, the most should notice the problem is cold Zagreb elongation of and twisted bars. This paper will focus on elongation of cold Zagreb and twisted bars tensile test of analysis, mainly for the material stress and broken open physical characteristics are discussed. The main purpose is to improve cold Zagreb and twisted bars of tensile test accuracy.
  Keywords: cold Zagreb and twisted bars; Tensile tests; elongation
  
  
  中图分类号:C33文献标识码:A 文章编号:
  
  1,什么是冷札扭钢筋及拉伸试验
   通过冷加工的制作工艺制成,拥有异型周期截面,且不具有明显屈服点的钢筋称之为冷札扭钢筋。对于冷札扭钢筋实际性能的检验,往往不能通过一些传统的试验方法如线材拉伸试验法等其他判定措施进行。这些方法不能对冷札扭钢筋表征塑性的伸长率做出明确的判断。
   试验样品在承受轴向拉伸载荷的条件下其材料特性被显现出来的试验称之为拉伸试验。材料的伸长率、比例极限、拉伸强度、屈服强度等数据都是通过拉伸试验获得的。另外,拉伸试验在高温条件下进行还可以获得试验样品的蠕变数据。通过试验所获得的数据要经过参考对照来证明所试验材料是否达到标准,一般情况下,ASTM D-638是对于塑料拉伸试验的参考标准;ASTM-8是对于金属材料的参考标准;ASTM D-897是针对于粘结剂的拉伸试验的参考标准等。
   一般情况下,试验材料的塑性度和强度都是通过拉伸试验测定出来的。试验材料通过外在力量的作用而进行抵抗所产生的弹力变形称之试验材料的强度,一般用帕表示。大多是金属材料由于载荷作用的发生而形成抵抗现象所造成的变形称之为塑性度变形。试验过程中,主要的必备设施就是材料试压机,试压机的种类很多,实用性较为普遍的包括电子伺服型材料试压机、液压型材料试压机和机械式材料试压机等。对于试验材料,一般的钢筋等金属试样品都不需要做很多改变,只要保持试样品的全截面就可以了。但是有些试样品在实施试验时必须要加工成矩形或者圆形才能够正常的进行试验。试验过程中,试样品必须被试验机在规定速率的情况下进行拉伸才能得出最佳效果。通过拉伸,试验机能够自行对拉伸的曲线图进行绘制。这种绘制出来的曲线,实际上就是伸长―载荷的曲线。而试验样品的应力―应变曲线图主要是通过把伸长坐标的坐标值同载荷坐标的坐标值分别试验样品原截面的面积和试验样品的试样标距所得到的。
   另外在试验过程中,拉伸夹具的正确使用也很关键。在拉伸试验中对试验样品起到紧缩的作用且没有一定的模式的工具称之为拉伸夹。拉伸夹的使用一般根据试验力度的强弱和不一样的试样品等条件要在拉伸夹的结构上做出很大的调整。拉伸夹的斜面夹紧结构一般都应用在试验力度较大的试验中,另外根据不同材料特点和试验情况还可将拉伸夹分为缠绕类夹具、楔形类夹具和对夹类夹具等。试验过程中对于夹具类型的正确选择和正确操作是影响试验结果的关键步骤。
  2,拉伸试验及材料的应力
   在对冷札扭钢筋进行拉伸试验时,要想得到钢筋的荷载和伸长曲线,就必须要用均匀的速度对钢筋试样进行反复拉伸,通过测量钢筋的最大极限拉力值还有钢筋试样的原始标距的伸长度来达到目的。根据试验证明,不相同的材料在应力的应变曲线方面是不可能完全相同的。延展性较强的材料也可能会出现非线性的变化,同样,脆性材料的曲线也能是线性的。
  3,金属材料拉伸试验结果的断口形貌特征
   当一些塑性较强的金属试样品被拉断时,塑性破坏特点便会在断口处较为明显的表现出来。主要的表现形式一般都是在样品的受力方和断口的截面呈基本垂直状态,并且在断口处有明显的缩颈。而且断口处所产生的明显的中心凹槽会成为杯锥状。但是对于一些可塑性较高或者是相同材料的试样品而言,夹持不当等行为会让受力方和断口变为45度的斜角状态。这样我们可以看出,对于相同金属材料试样品的拉伸试验而言,其对样品表征塑性伸长率的检验,一般都是由于所采用的检验设备或者试验人员所采用的试验方法不同时而造成试验样品材料的可塑性没有得到充分的发挥,从而导致了试验结果准确性的降低。
  4,冷札扭钢筋拉伸试验结果的断口特征
   冷札扭钢筋试样材料在拉伸试验过程中会在断口附近或者全长各个截面都产生较为复杂的应力作用,这是由于冷札扭钢筋试样截面有着沿轴线的周期性变化,并且它的截面属于非机加工的全截面。因此拉伸试验的结果不能代表其实际的可塑性。如果试样材料的伸长率达到标准范围,且是在发生脆性破坏现象的前提下时,试样材料的可塑性依然可以被判定为合格。但是如果没有达到标准范围也不宜视为不合格。所以试验人员应该对试验结果进行严格的分析,找出脆性破坏现象产生的原因,并要重新的进行抽样试验。
  5,对于试样材料断后伸长率的判定
   在拉伸试验的过程中,将试样材料拉断后,要立即把断裂部分和断裂处进行紧密的连接。如果拉断处有缝隙,那么也应将此缝隙列入拉断的标距内。如果最近原始标距的端点到断口处的距离大于一定标准时,那么断后标准距离则可以由原始标距两个端点的距离来充当。如果最邻近的原始标距端点到断口的距离小于一定标准时,那么可以通过移位法来对长度进行测算,具体方式是在断口处取基本等于短段格数再和长段所剩余的个数(一定要是偶数)的50%的一倍相加,或者取用长段所剩余格数的(一定是奇数)减去1来完成转换。试验证明,基于冷札扭钢筋本身的特性,其伸长率<4.5%。所以在对断后标距进行测量时则需要引入移动法的帮助。如果不采取移动法,那么对于冷札扭钢筋的伸长率是否能够达标将会造成影响。
   最后是对于冷札扭钢筋试样品测量结果的判定。当断口的最邻近原始标距端点的距离大于一定标准时,求得断后伸长率达到有关标准或协议规定的最小值,则可以对样品判定为合格,若是但不到有关标准或者协议规定的最小值是,则被判定为不合格(断口程塑性破坏特征),如果为脆性破坏那么建议判定试验结果无效。若断口位置距离最近原始标距端点距离等于或者小于一定标准时(甚至在夹口或者附近),则采用直测法求得其断后伸长率能够到达有关标准或者协议规定的最小值时,则可不必用移位法便可判定为合格。
  当上述条件用移位法求得断后的伸长率无法达到相关规定的最小值时,则可按照仲裁试验的要求进行处理,即试验无效或试验结果作废,可以补做相同数量的试样进行试验。特别需要强调的是,鉴于冷札扭钢筋拉伸试验结果,大多数试样的断口都处在距离最近原始标距端距离小于规定标准的范围内,甚至一些在夹口或者附近。因此,必须要用移位法去测量断后的标距,进而对其结果做出判定。在确定冷札扭钢筋伸长率标准值大于或等于4.5%时,就是执行GB228―87的标准规定,采用休约值比较法,根据大量具有代表性的试样材料的试验结果所测定数值进行数理统计,获得有95%的保证率。
  结论:
   冷札扭钢筋伸长率测定已将断口形貌特征作为判定试验结果是否有效的一个条件之一,若呈塑性破坏特征的判为有效(无论是否合格),而呈脆性破坏 且不合格的为无效试验。冷札扭钢筋断开后伸长率测量计判定均应该严格执行国家标准《金属拉伸试验方法》(GB228--87)中的相关规定。尤其是移位法测算断后的标距长度,测定结果的判定、数值的修约以及实验结果的处理等。
  参考文献:
  [1]中华人民共和国国家标准,金属拉伸试验试验,(GB6397--86)(GB228--87)
  [2]中华人民共和国建筑行业标准.冷札扭钢筋.(JG3046--1998)
  [3]吴佳雄,李通坤.冷加工钢筋利用中若干问题的讨论[J],建筑技术,2000(2)
  [4]杨计月,冷札扭钢筋拉伸试验的讨论[J],邢台市科信建设工程建成有限责任公司,河北邢台:科技创新导报.2005


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