钢材力学性能检测包括对结构中钢筋、型钢及钢板(钢结构)强度、变形性能及其他必要力学性能的检测。其主要检测方法主要包括切取式样直接试验法、表面硬度法以及化学分析法和金相测试法等。
其中切取试验直接试验方法最为直接有效且参数全面;表观硬度法同样存在由于换算误差以及测试离散性而存在较大误差;化学分析法主要通过钢材或钢筋中C、Mn、Si、S、P五元素的含量与对照国标《碳素结构钢》(GB/T700-2006)和《低合金高强度结构钢》
(GB/T1591-2008)钢材品种确定,其精度较差,一般宜辅以金相测试。
(1)切取式样法检测钢材的力学性能微观金相测试
在已有结构构件上切取试样时,应保证所取试样具有起表性,并不危及结构安全和正常使用。保证所切取试样的原始自然状态避免受到扰动,防止塑性变形、硬化等作用改变其性能。用焰切取样时,切口距试件成型边线宜大于20mm,并大于钢材厚度或直径。
采用切取试样法检测时,主要测定钢材屈服点、抗拉强度和伸长率(均匀伸长率),若结构可靠性鉴定分析需要,可增加钢材冷弯和冲击功测试项目。
(2)表面硬度法检测混凝土中钢筋的强度
被测结构不适宜现场取样或无法取样时,一般采用表面硬度法近似推断钢筋的强度。现场检测常用里氏硬度计法,按标准《里氏硬度试验方法》(GB/T 17394.1-2014)进行。
然后根据测试得出的里氏硬度最小值由专用测强曲线(上海曲线公式为fb=0.952×(HLD)+167)或《黑色金属硬度及相关强度换算值》(GB/T1172-1999)换算钢材或钢筋的抗拉极限强度;屈服强度可按屈强比推定。
最后根据极限抗拉强度评定满足何种钢材等级;Q345钢材抗拉强度评定标准为《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-2008),Q235钢材抗拉强度评定标准为《碳素结构钢》(GB/T700-2006)。
在钢材强度检测时,为避免测试中的振动,应将测区选在钢梁或钢柱翼缘中部正对腹板的位置。而当测定混凝土构件中钢筋里氏硬度时,应注意相关因素影响,如表面粗糙度的影响,经过试验,得出表面粗糙度对里氏硬度有较大的影响,
表面越粗糙,里氏硬度值越离散;试件固定条件的影响,混凝土构件中的钢筋满足里氏硬度的测量要求;钢筋锈蚀的影响;加荷载(压力)大小的影响,试件在屈服以前,其里氏硬度值变化不受荷载大小的影响,而材料屈服以后,里氏硬度值随之下降。
一般测定混凝土中的钢筋硬度时,其表面应经打磨抛光处理后,满足里氏硬度计的测量要求。