聚丙烯塑料螺纹节点轴心受力试验研究

张昊　席晗　郑博文　王世杰

摘 要：试验试件由聚丙烯塑料栓钉、塑料板通过螺纹连接而成。为了测定聚丙烯塑料螺纹节点在轴心受力下的强度，将试件在万能试验机上进行拉拔试验，得到不同螺纹长度的试件的破坏形态以及螺纹节点轴心拉力与螺纹长度之间的关系。

关键词：聚丙烯;螺纹节点;轴心拉力

中图分类号：TU317 文献标识码：A 文章编号：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

地下糧仓是利用天然优势建造的一种仓型[1]，并以其温度低、防虫害、少熏蒸、隐蔽好、占地少成为粮食储存的理想仓形。同时，地下粮仓中也存在防水防潮问题，所以合理选用防水材料，成为防水工程的关键性环节[2]。以聚丙烯塑料为连接节点的聚丙烯塑料-混凝土防水板技术是近年来新出现的防水防潮措施。聚丙烯塑料具有防水性能好、易于加工制作和施工轻便等特点。为了使得聚丙烯塑料防水板和混凝土之间连接牢靠，就需要对塑料连接节点的连接形式进行设计，保证聚丙烯塑料节点不会从混凝土中被拔出，使得聚丙烯塑料连接节点成为一种有效的连接方式，可以被运用到塑料-混凝土防水板体系中。试验以聚丙烯塑料螺纹节点为研究对象，研究聚丙烯塑料螺纹连接节点在轴心拉力下的破坏形态、破坏荷载及其与螺纹连接长度之间的关系。

1 试件设计与制作

试验是为了研究在不同螺纹连接长度影响下，聚丙烯塑料栓钉与聚丙烯塑料板之间螺纹连接的承载力。此试验所采用的塑料栓钉直径不变，测试在轴心拉力作用下不同车丝长度在破坏时对应的不同最大荷载值。试验构件由塑料栓钉和塑料板组成，并以《塑料 拉伸性能的测定》（GB/T 1040—2006）为标准，对试件进行设计和制作。试验的塑料栓钉采用直径30mm长度500mm的聚丙烯塑料棒制作而成，同时采用一端车丝的形式，塑料栓钉的车丝螺纹长度有20、25mm和30mm三种，每种螺纹长度分为一组，每组4个试件，共12个。塑料板采用边长为100mm的正方形板。试验中，塑料板的厚度应与塑料栓钉车丝长度相同，并在其中心处进行与塑料栓钉直径相同的螺纹攻丝，同时采用攻透处理，所以，塑料板攻丝螺纹长度也有20、25mm和30mm三种。每种螺纹攻丝长度分为一组，每组试件4块，共12块。

本试验的设计理念来源于钢结构和钢材-混凝土结构中的螺栓连接方式，现将这种连接方法应用于聚丙烯塑料螺纹节点中[3]。试验所用的聚丙烯塑料板与塑料栓钉之间采用1.5mm螺牙间距的螺纹相连接，形成聚丙烯塑料螺纹连接构件，如图1所示。

试件形式存在以下优点：第一，制作加工简便，安装简单，适用于现场施工;第二，由于对连接节点采用了攻丝攻透处理，因此，保障了塑料板的板厚，提高了连接强度。

2 试验加载

试验用的电液伺服万能试验机最大荷载为600kN，力值分辨率为1/2 000。在万能试验机上，按照图2的形式进行轴心拉力加载试验，以100N/s的速度进行持续加载，直到塑料栓钉从塑料板中拔出或被拔断方停止加载，同时保存数据并导出试验报告。

3 试验结果

3.1 试验破坏形态

试验中螺纹连接节点试件的破坏形式共有两种形式：一种破坏形式为塑料栓钉从塑料板中被拔出，螺纹车丝被拉坏，但塑料栓钉未发生破坏，这种破坏形式主要发生在20mm和25mm螺纹长度的螺纹连接试件中;另一种破坏形式为塑料栓钉未拔出，而是在塑料板中被拔断，这种破坏形式主要发生在30mm螺纹长度的螺纹连接试件中。

3.2 试验破坏荷载

定义试件编号20-1～4为试件组1、试件编号25-1～4为试件组2、试件编号30-1～4为试件组3。试验前对螺纹连接塑料节点的螺纹连接长度进行游标卡尺手工测量，测出塑料节点的实测螺纹长度。聚丙烯塑料螺纹连接节点强度试验结果如表1所示。

试验数据表明，试件组2相对于试件组1，平均螺纹长度增加了7.01mm，平均破坏荷载增加了4.84kN;试件组3相对于试件组2，平均螺纹长度增加了1.96mm，平均破坏荷载增加了2.81kN。从表1中的数据可以看出，聚丙烯塑料螺纹连接节点与螺纹连接长度之间存在一定的相关性且螺纹连接节点的破坏荷载随着螺纹长度的增加而相应增加。

4 结语

鉴于聚丙烯在工程中的应用，本文提出使用聚丙烯塑料螺纹节点作为连接节点形式。

通过对聚丙烯塑料螺纹节点进行轴心受力试验，得出了轴心拉力与螺纹长度之间的关系，即螺纹连接节点的破坏荷载随着螺纹长度的增加而相应增加。

参考文献：

[1]仇国斌.地下仓安全储粮技术[J].西部粮油科技，2002（4）：56-58.

[2]唐本涪，杨勇.地下结构防水材料应用技术析[J].建设管理，2013（10）：83-85.

[3]常晨辉.塑料-混凝土地下粮仓中聚丙烯构件连接节点试验研究[D].郑州：河南工业大学，2017.