鋼筋力學性能檢驗常見問題及原因分析

劉凡安1  王寬忍2郝俊明3

(1．廣廈建設集團有限責任公司西安分公司  710075  西安；

2．扶風縣建設工程質量安全監督站  722200扶風；

3．陜西省建設工程質量監督檢驗測試中心710082西安)

1、前言

    鋼筋是建設工程中量大面廣的工程材料之一；對鋼筋進行力學性能檢驗，是各建筑工程試驗室的主要任務之一。我們在對試驗室進行資質驗收的考核中發現，這項工作自抽樣、試驗至結論較普遍地存在一些問題，存在著產生錯判和誤判的隱患，應當予以重視。

    鋼筋質量對結構的安全性影響很大。對進場鋼筋的力學性能進行抽樣檢驗，在我國現行國家標準《混凝土結構工程質量驗收規范》GB50204--2002中，屬于必須強制執行的條文。該標準的5.2.1和6.2.1條都規定：“鋼筋進場時，應按現行國家標準………的規定抽取試件作力學性能檢驗，其質量必須符合有關標準的規定”，并且依據建設工程質量法的規定，對這項工作實行了見證抽樣。因此，檢驗工作中存在的問題更應引起我們的重視。

2、常見問題

    2.1關于抽樣方面的主要問題

    2.1.1試樣的信息源不足

    首先，資料信息應保證抽樣產品、試料、試樣及其所在試驗單元之間的可追溯性。這方面除材料的規格、牌號、生產廠外，還必須有代表這批被檢驗鋼材——“試驗單元”的出廠或進場的批次號、被抽出的“抽樣產品”的編號和試料或試樣的編號。如果這批鋼材將被用于有一二級抗震要求的框架結構，則還應注明此材料的用途。

    但是，目前的實際情況是，抽出的檢驗試樣很少附有上述完整的資料。這樣，試樣就失去了與試驗單元之間聯系的“可追溯性”，它至少影響了工程質量保證體系資料的完整性，一旦發生質量爭議，該檢驗報告將起不到應有的法律效用。

    其次，從抽樣產品(進場批次中的一根或一盤)上截取鋼筋試樣，如果不對試料或試樣編號，一旦一根試樣的性能出現問題，便不能對抽樣產品溯源，將影響到問題的處理和復驗抽樣工作的進行。

    2.1.2一些牌號鋼筋的抽樣數量不符合現行國家標準的規定，常見的有：

    2.1.2.1抽樣人員不熟悉標準造成的抽樣錯誤，例如：

    a《低碳鋼熱軋圓盤條)>(GB／T701--1997)6章表4規定，每批盤條抽取I根拉伸試樣2根冷彎試樣，但實際誤把拉伸試樣也取成2根；

    b《冷軋帶肋鋼筋》鋼筋出廠檢驗(GBl3788--2000)7．1條表4規定，拉伸試驗每盤一個，彎曲試驗或反復彎曲試驗每批2個，但實際誤把彎曲試驗或反復彎曲試驗也按每盤l個抽取或將拉伸試樣按批抽取。

    c《預應力混凝土熱處理鋼筋》(GB4463一l984)“應從每批鋼筋中選取l0％的盤數(不少于25盤)進行力學性能試驗”，誤按一般熱軋鋼筋的數量抽取。

    這樣，就有由于不正確的抽樣，可能導致不適當甚至是錯誤的結論。

    2.1.2.2執行標準選用不當。

    例如：《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程》(IGJ95—2003)對冷軋帶肋鋼筋進場驗收作出的規定(JGJ95—2003 7．1．3)和《冷軋帶肋鋼筋》(GB l3788--2000)以及《混凝土結構工程質量驗收規范》(GB 50204—2002)對檢驗作出的規定是不一樣的：

    JGJ 95對650級及以上級別冷軋帶肋鋼筋抽樣規定有較GB l3788和GB 2004為嚴格的規定——拉伸試驗采用一次抽樣方案，彎曲試驗的復驗取逐盤檢驗方案，而GB l3788和GB 2004則規定拉伸試驗采用二次抽樣方案，彎曲試驗的復驗采用GB17505標準的非逐盤檢驗的“非序貫試驗”法。

    JGJ 95的規定對550級冷軋帶肋鋼筋則采用了較GB l3788和GB 50204更為寬松的方案——“以不大于10t為一批，從每批中隨機抽取二個試樣，一根做拉伸試驗，一根作彎曲試驗”，而GB l3788則仍采用與其它級別相同的抽樣方案和復驗方案。

    按常理，我們進行的是鋼筋進場驗收工作，理應執行GB 50204或JGJ 95的規定；GB 50204是國家標準，JGJ95是行業標準，行業標準低于國家標準的規定可以被忽略，但高于國家標準的規定仍可能有被考慮的必要(如該設計要求執行JGJ 95規程時，盡管我們認為JGJ 95在這方面的規定并沒有多大的必要性，但目前仍應執行它)。

    但我們常看到的是JGJ 95標準和GB50204的有關抽樣的規定被忽視，把冷軋帶肋鋼筋當一般熱軋鋼筋抽樣，這就可能因此而導致進場驗收工作的偏差。

    2.1.3復驗抽樣方案選擇不當

    2.1.3.1復驗標準選擇不當。目前主要表現在冷軋帶肋鋼筋(GB l3788)和鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋(GB 1499)兩個品種上。

    按照GB l3788和GB l499的規定，他們的“復驗與判定規則應符合GB／T l7505的規定”，即：

    2.1.3.1.1如若冷軋帶肋鋼筋的拉伸試驗不合格，應在抽出不合格試樣的那盤鋼筋上再抽兩個試樣，做拉伸試驗。

    2.1.3.1.2如若冷軋帶肋鋼筋的彎曲試驗不合格或鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋的拉伸(或彎曲)試驗不合格，則應任選下列方案之一進行抽樣檢驗：

    a舍棄抽出不合格試樣的那盤(根)鋼筋，再在剩余的那批鋼筋中抽出兩盤(根)鋼筋作為“抽樣產品”，然后再從中分別切取試樣，進行不合格項目的試驗。

    b不舍棄抽出不合格試樣的那盤(根)鋼筋，再在原檢驗批中抽出兩盤(根)鋼筋作為“抽樣產品”，然后再從中分別切取試樣，進行不合格項目的試驗，“但是重取的試樣必須是從保留在試驗單元中的抽樣產品上切取的”。

    但是，我們所見，幾乎所有試驗室還沒有執行 GBl7505的規定，或者說還沒有注意到這方面的規定。這樣就會發生抽樣錯誤。

    2.1.3.2執行標準不當

    現行有關復驗的標準有GBl7050、GB 2101～2103，雖然他們適用于不同品種的鋼材，但相同的規定是都只對“不合格項”(拉伸或彎曲)進行抽樣復驗，但在實際操作中常連同合格項一起進行復驗，從而引起抽樣錯誤。

    復驗抽樣錯誤的結果與初次抽樣錯誤一樣，將可能導致檢驗結論的錯誤!

    2.2關于試驗方法方面的主要問題

    2.2.1拉伸試驗中的常見問題

    2.2.1.1試驗機的度盤選擇過大。

    試驗機度盤的有效范圍為20％~80％。度盤選擇過大，使測讀數據小于度盤有效范圍的20％，導致被采集數據精度的不足。

    2.2.1.2原始標距選用不當和原始標記制作不當

    a.試樣的原始標距是由它的材質標準規定的。 GBl3013((鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》GB 701(低碳鋼熱軋圓盤條》用的標距是不一樣的：GBl3013規定用5d，GB 701規定用10d。這兩種材料在檢驗時，常被混淆而發生原始標距錯誤。

    b.GB 228(金屬拉伸試驗方法》規定：“原始標距的標記應準確到±l％”；“試樣原始標距與最接近夾頭間的距離不小于1.5d或1.5b”。但是，在實際操作中，這些規定常被忽略，致使試樣原始標距和原始標距的精度缺乏保證，甚至把原始標記放到了夾頭中間，從而影響了伸長率的檢測精度。

    2.2.1.3測定原始橫截面積的主要失誤，是對所有鋼筋試樣一律用公稱橫截面積計算抗拉強度。

    試樣原始橫截面積的測定方法是試驗方法(GB228)范疇的內容，只有當材質技術標準有特殊規定時，才可以不執行試驗方法中的規定。(這在GB228—1987中就有明確的規定)混凝土工程的現行鋼筋材質標準都作了用公稱橫截面積計算強度的規定，對這些鋼材的試樣理應用公稱橫截面積計算強度，但像《低碳鋼熱軋圓盤條》標準，(GB 701)它并沒有做出那樣的規定，就應當執行(GB 228)的規定：“根據測量的試樣長度、試樣質量和材料密度確定其原始橫截面積”(GB228附錄84)，不應再用公稱橫截面積。

    2.2.1.4拉伸荷載的施加速率控制不當，且速率偏快居多。

    荷載施加速率的快慢將直接影響檢測結果，特別是在鋼材屈服之前的速率，將對鋼材屈服荷載的準確測讀產生較大的影響：快則偏高(偏不安全)，慢則偏低。

    2.2.1.5屈服點測讀錯誤

    建筑鋼材是以規定最低強度為其特性指標的一種鋼材，其屈服強度指標一律指下屈服強度。按照定義，下屈服強度應為“在屈服期間，不計初始瞬時效應的最低應力。”(GB 2284.9.2.2；參閱附圖)但實際運作中常誤以初始瞬時效應為屈服荷載，甚至測取上屈服強度。

    2.2.1.6在伸長率測定方面常見的主要問題是：忽略了標記和夾頭間的有效距離和任何情況下不使用移位法測定伸長量，從而導致伸長率測定的偏差。

    2.2.1.7在測讀記錄方面常見的問題是：測讀記錄的有效位數不足，導致檢驗結果的精度不夠，例如：在度盤式試驗機上，荷載測讀一般應至l／10分度(3~4位有效數)，而實際只測記至l個分度(2~3位)；斷后標距測定應測記至0．25mm，但實際常只記至lmm。這就增加了試驗結果的附加誤差，影響了試驗結果的精度。

    2.2.1.8處理檢測數據方面的主要問題是：忽略了數據的有效性。

    例如GB 228規定：“試樣斷在標距外或斷在機械刻劃的標距標記處，而且斷后伸長率小于規定值”，“應重做同樣數量試樣的試驗”，但在考核中發現，常有將所有數據一律視為有效數據的。如果這樣，就有可能得出錯判或誤判的試驗結果。

    2.2.1.9彎曲試驗中的問題

    在彎曲試驗中，彎心直徑和彎曲角度是兩大要素；試驗必須在該材質指標規定的彎心直徑和彎曲角度下進行。在實際工作中，常用非規定的彎心直徑進行試驗，并且，常彎不足1800的彎曲角度就停止試驗。在這種情況下所得的試驗結果，極易導致誤判的結論。

    2.3關于試驗結果評定方面的主要問題

    試驗結果評定方面常見的主要問題，是指標不全就下力學工藝性能合格的結論，主要有如下幾方面的表現：

    2.3.1冷軋帶肋鋼筋(GB l3788)還規定“鋼筋的規定非比例伸長應力Rp0.2值應不小于抗拉強度Rm的80％，Rm／Rp0.2比值應不小于l.05”。但在實際工作中，常在此項規定被忽略的情況下就下結論。

    2.3.2《混凝凝土結構工程質量驗收規范》(GB 50204)規定，“對有抗震設防要求的框架結構，其從向受力鋼筋的強度………在設計無要求時，對一二級抗震等級，檢驗所得的強度實測值應符合：抗拉強度實測值／屈服強度實測值≮l.25；屈服強度實測值／抗拉強度標準值≯1.30”。但在實際工作中，也常在此項規定被忽略的情況下就下結論。

    在上述情況下極易得出誤判的結論。對于冷軋帶肋鋼筋，許多生產企業的質量保證體系比較薄弱，產品質量的穩定性較差，這更應引起我們的重視。

3、原因分析與對策

    3.1原因分析

    3.1.1對檢測標準認識不夠

    考核中出現的種種跡象表明，檢驗人員對檢測標準認識不夠，是產生上述種種問題的主要原因之一。這種跡象包括：

    3.1.1.1在考核的過程中，我們發現許多檢測人員進行檢測工作的實際依據不是現行檢測技術標準而是參考資料——講義、手冊等。這些資料都可能是很好的  參考資料，但它代替不了檢測技術標準，因為它極易滯后于現行標準或只摘錄了檢測技術標準中的一部分內容，當你翻閱它時，或標準可能已經修訂，(一般情況下每三五年會修訂一次)或缺少檢驗所需全部資料，如把它作為檢驗工作的依據，就極易產生偏差。 

    3.1.1.2檢測單位所擁有的檢測標準的數量過少，檢測人員沒有隨手可翻閱的標準，且標準的配套性往往不足，更新不及時。

    3.1.1.3對標準的學習欠深入欠全面，往往重視材質標準不重視配套的方法標準、驗收標準、儀器設備標準；了解了一般性的規定，忽略了特殊規定；掌握了一般性操作，忽略了檢測的精度要求，等等。

    檢測技術標準是開展檢測工作的唯一依據，檢測過程的每一個操作步驟應能追溯至標準中的某章節條款，猶如法之于司法人員，檢測技術標準就是檢測工作的技術法規!因此，作為一名檢測人員，首先必須堅定地樹立起這樣一個意識——檢測技術標準是開展檢測工作必須遵循的唯一依據；其次，檢驗標準必須隨手可得，學習標準要仔細，有關內容和配套標準都應當學習。

    3.1.2培訓、管理力度不夠是出現前述種種問題的另一個主要原因。

    目前各檢驗單位的人員的文化素質有了普遍的提高，不乏大中專程度的檢驗人員，但幾乎沒有出自檢驗專業的人員，且又多只經幾天的集中培訓就上了崗，操作難以熟悉，檢測計量方面的配套知識(誤差理論、數據處理、儀器設備等)不足，加之單位內原有的基礎薄弱，檢驗工作自是容易出現問題。

    另一方面，鋼筋的品種多、標準多，其力學、工藝性能檢驗較之其他建材有一定的復雜性；其推薦性的試驗方法標準常常需要我們去有選擇地使用，一些操作細節還需要我們去充實和完善，但至今還沒有制訂出一份切實可行的工藝性的實施細則，培訓還限于講座性的深度。我省原計劃對建筑試驗室的日常管理工作至今還沒有正常開展。這就妨礙了檢驗工作水平的迅速提高。

    3.2對策

    3.2.1我們認為，首先是單位內部應在進一步學習規范標準和基礎理論的基礎上，加強崗位練兵，提高操作技能和熟練程度，制定和完善檢驗方法實施細則；

    3.2.2其次，應使我省建筑工程檢測機構的日常管理工作正常地開展起來，加強檢測信息和檢測技術的交流，加強有深度的技術培訓，如能建立一個省級基層材料試驗學會，(或協會)在互聯網上建立一個專門的信息網頁，則將更有利于交流，更有利于檢測事業的發展。這對于其它項目的檢測工作也是必要的，這同時也是長久以來我們系統各檢測單位的愿望。

    在這改革開放的和平崛起的年代，各行各業都在和國際接軌，我們也有必要著手這方面的接軌工作，加快我們檢測事業的發展。

參考文獻：

[1]國家標準《混凝土結構工程質量驗收規范}GB 50204—2002

[2]行業標準《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程》 JGJ95——2003

[3]國家標準《金屬拉伸試驗方法))GB／T228—2002 

[4]國家標準《金屬材料彎曲試驗方法))GB／T232—1995

[5]國家標準《低碳鋼熱軋圓盤條))GB／T701—1992 

[6]國家標準《鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋》 GBl3013-1991

[7]國家標準《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》 GBl499-1998

[8]國家標準《冷軋帶肋鋼筋}GB l3788—2000

[9]國家標準《預應力混凝土用熱處理鋼筋》GB4463-1984

[10]國家標準《鋼及鋼產品交貨一般技術要求》 GB／T17505-1998

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)