聚丙烯塑料螺紋節點軸心受力試驗研究

張昊　席晗　鄭博文　王世杰

摘 要：試驗試件由聚丙烯塑料栓釘、塑料板通過螺紋連接而成。為了測定聚丙烯塑料螺紋節點在軸心受力下的強度，將試件在萬能試驗機上進行拉拔試驗，得到不同螺紋長度的試件的破壞形態以及螺紋節點軸心拉力與螺紋長度之間的關系。

關鍵詞：聚丙烯;螺紋節點;軸心拉力

中圖分類號：TU317 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）25-0091-02

Study on Stress Test of Polypropylene Thread Joint Axis

ZHANG Hao XI Han ZHENG Bowen WANG Shijie

（College of Civil Engineering， Henan University of Technology，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： The purpose of this project is to determine the strength of polypropylene thread joints under axial stress. The test specimen is made of polypropylene plastic peg and plastic plate connected by thread. After drawing test on universal test machine， the failure pattern of specimen with different thread length and the relationship between axial tension and thread length of thread joints are obtained.

Keywords： polypropylene;thread node;axial tension

地下糧倉是利用天然優勢建造的一種倉型[1]，并以其溫度低、防蟲害、少熏蒸、隱蔽好、占地少成為糧食儲存的理想倉形。同時，地下糧倉中也存在防水防潮問題，所以合理選用防水材料，成為防水工程的關鍵性環節[2]。以聚丙烯塑料為連接節點的聚丙烯塑料-混凝土防水板技術是近年來新出現的防水防潮措施。聚丙烯塑料具有防水性能好、易于加工制作和施工輕便等特點。為了使得聚丙烯塑料防水板和混凝土之間連接牢靠，就需要對塑料連接節點的連接形式進行設計，保證聚丙烯塑料節點不會從混凝土中被拔出，使得聚丙烯塑料連接節點成為一種有效的連接方式，可以被運用到塑料-混凝土防水板體系中。試驗以聚丙烯塑料螺紋節點為研究對象，研究聚丙烯塑料螺紋連接節點在軸心拉力下的破壞形態、破壞荷載及其與螺紋連接長度之間的關系。

1 試件設計與制作

試驗是為了研究在不同螺紋連接長度影響下，聚丙烯塑料栓釘與聚丙烯塑料板之間螺紋連接的承載力。此試驗所采用的塑料栓釘直徑不變，測試在軸心拉力作用下不同車絲長度在破壞時對應的不同最大荷載值。試驗構件由塑料栓釘和塑料板組成，并以《塑料 拉伸性能的測定》（GB/T 1040—2006）為標準，對試件進行設計和制作。試驗的塑料栓釘采用直徑30mm長度500mm的聚丙烯塑料棒制作而成，同時采用一端車絲的形式，塑料栓釘的車絲螺紋長度有20、25mm和30mm三種，每種螺紋長度分為一組，每組4個試件，共12個。塑料板采用邊長為100mm的正方形板。試驗中，塑料板的厚度應與塑料栓釘車絲長度相同，并在其中心處進行與塑料栓釘直徑相同的螺紋攻絲，同時采用攻透處理，所以，塑料板攻絲螺紋長度也有20、25mm和30mm三種。每種螺紋攻絲長度分為一組，每組試件4塊，共12塊。

本試驗的設計理念來源于鋼結構和鋼材-混凝土結構中的螺栓連接方式，現將這種連接方法應用于聚丙烯塑料螺紋節點中[3]。試驗所用的聚丙烯塑料板與塑料栓釘之間采用1.5mm螺牙間距的螺紋相連接，形成聚丙烯塑料螺紋連接構件，如圖1所示。

試件形式存在以下優點：第一，制作加工簡便，安裝簡單，適用于現場施工;第二，由于對連接節點采用了攻絲攻透處理，因此，保障了塑料板的板厚，提高了連接強度。

2 試驗加載

試驗用的電液伺服萬能試驗機最大荷載為600kN，力值分辨率為1/2 000。在萬能試驗機上，按照圖2的形式進行軸心拉力加載試驗，以100N/s的速度進行持續加載，直到塑料栓釘從塑料板中拔出或被拔斷方停止加載，同時保存數據并導出試驗報告。

3 試驗結果

3.1 試驗破壞形態

試驗中螺紋連接節點試件的破壞形式共有兩種形式：一種破壞形式為塑料栓釘從塑料板中被拔出，螺紋車絲被拉壞，但塑料栓釘未發生破壞，這種破壞形式主要發生在20mm和25mm螺紋長度的螺紋連接試件中;另一種破壞形式為塑料栓釘未拔出，而是在塑料板中被拔斷，這種破壞形式主要發生在30mm螺紋長度的螺紋連接試件中。

3.2 試驗破壞荷載

定義試件編號20-1～4為試件組1、試件編號25-1～4為試件組2、試件編號30-1～4為試件組3。試驗前對螺紋連接塑料節點的螺紋連接長度進行游標卡尺手工測量，測出塑料節點的實測螺紋長度。聚丙烯塑料螺紋連接節點強度試驗結果如表1所示。

試驗數據表明，試件組2相對于試件組1，平均螺紋長度增加了7.01mm，平均破壞荷載增加了4.84kN;試件組3相對于試件組2，平均螺紋長度增加了1.96mm，平均破壞荷載增加了2.81kN。從表1中的數據可以看出，聚丙烯塑料螺紋連接節點與螺紋連接長度之間存在一定的相關性且螺紋連接節點的破壞荷載隨著螺紋長度的增加而相應增加。

4 結語

鑒于聚丙烯在工程中的應用，本文提出使用聚丙烯塑料螺紋節點作為連接節點形式。

通過對聚丙烯塑料螺紋節點進行軸心受力試驗，得出了軸心拉力與螺紋長度之間的關系，即螺紋連接節點的破壞荷載隨著螺紋長度的增加而相應增加。

參考文獻：

[1]仇國斌.地下倉安全儲糧技術[J].西部糧油科技，2002（4）：56-58.

[2]唐本涪，楊勇.地下結構防水材料應用技術析[J].建設管理，2013（10）：83-85.

[3]常晨輝.塑料-混凝土地下糧倉中聚丙烯構件連接節點試驗研究[D].鄭州：河南工業大學，2017.