高延性冷轧带肋钢筋材料性能的验证性试验分析

  试验用冷轧带肋钢筋分为两种，一种是普通冷轧带肋钢筋（三面横肋、无纵肋），由北京厂家提供，公称直径分别为5.5mm、7.0mm、9.0mm和11.0mm；另一种是高延性冷轧带肋钢筋（两面横肋、有纵肋），由河南安阳市合力高速冷轧有限公司提供，公称直径分别为5.5mm、6.5mm、8.0mm和9.5mm。每种直径的冷轧带肋钢筋各截取3根试样进行拉伸试验。试验前在每根钢筋的中部对称粘贴电阻应变片以量测拉伸过程中钢筋的应变，并沿纵向每10mm画痕标记以备量测钢筋的伸长率。试验前还截取适当长度的钢筋试样，用排水法和称重法测定钢筋密度后求出实际的截面面积。
  拉伸试验在液压式万能试验机上进行，按照《金属拉伸试验方法》GB/T 228-2002的规定分级加载，加载速率为5MPa/s，记录每级荷载的拉力及钢筋的应变。当荷载增加到该试件的理论抗拉强度的40%时，卸载到零重新加载，反复五次以测量钢筋弹性模量；以后继续增加荷载直至试件拉断，并量测钢筋的伸长率。试验结果见表2.1、表2.2。   2.2 拉伸试验结果分析
  拉伸试验表明，普通冷轧带肋钢筋（三面肋）没有明显的屈服台阶，临近拉断时有一定颈缩，破坏预兆不很明显。从表1可以看出，普通冷轧带肋钢筋的极限抗拉强度b均超过550MPa（实测值为581.46~652.84MPa），随着钢筋直径的增大，极限抗拉强度有所降低；钢筋在最大力作用下的总伸长率（均匀伸长率）gt≥2%（实测gt =2.0%~5.0%），随着钢筋直径的增大，gt的值有所增加；实测弹性模量Es=1.87×105N/mm2~2.01×105N/mm2，平均值大于1.9×105N/mm2。
  高延性冷轧带肋钢筋（二面肋）有明显的屈服台阶，临近拉断时有明显颈缩，破坏预兆也较明显。从表2可以看出，普通冷轧带肋钢筋的的屈服强度fy均超过500MPa（实测值为533.81~564.56MPa），极限抗拉强度b超过或接近600MPa（实测值为597.86~627.12MPa），强屈比b/fy=1.074~1.136，屈服强度和极限抗拉强度的波动均较小；钢筋在最大力作用下的总伸长率（均匀伸长率）gt≥5%（实测gt =5.0%~6.5%）；实测弹性模量Es=2.041×105N/mm2~2.115×105N/mm2，平均值大于2.0×105N/mm2。
  2.3冷轧带肋钢筋外形几何参数
  试验过程中还分别量测了普通冷轧带肋钢筋和高延性冷轧带肋钢筋的横肋间距、横肋（纵肋）高度、横肋面积，以及量测值与钢筋直径或钢筋表面积的比值如表2.3和图2.1所示。从表中和图中可以看出，普通冷轧带肋钢筋的横肋间距、横肋高以及横肋面积的变化幅度较大，而高延性冷轧带肋钢筋相应几何参数的变化幅度较小。   2.4 冷轧带肋钢筋性能评价及建议
（1）普通冷轧带肋钢筋（三面肋）没有明显的屈服台阶，极限抗拉强度b均超过550MPa，随着钢筋直径的增大，极限抗拉强度有所降低；均匀伸长率gt≥2%，随着钢筋直径的增大，gt的值有所增加；实测弹性模量平均值大于1.9×105N/mm2。建议适当降低小直径（5.5mm）普通冷轧带肋钢筋的极限抗拉强度，以提高其伸长率指标
（2）高延性冷轧带肋钢筋（二面肋）有明显的屈服台阶，屈服强度fy均超过500MPa，极限抗拉强度b超过或接近600MPa，实测强屈比b/fy=1.074~1.136，屈服强度和极限抗拉强度的波动均较小；均匀伸长率gt≥5%；实测弹性模量平均值大于2.0×105N/mm2。建议适当调整其冷轧参数，提高钢筋的强屈比。
（3）普通冷轧带肋钢筋的横肋间距、横肋高以及横肋面积的变化幅度较大，而高延性冷轧带肋钢筋相应几何参数的变化幅度较小。