玻璃纤维增强塑料杆体树脂锚杆

玻璃纤维增强塑料杆体树脂锚杆

郭小丽 党敏

（国家能源集团神东煤炭集团 ) 鄂尔多斯市神东检测有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 017209

摘要：玻璃纤维增强塑料杆体树脂锚杆，是由玻璃纤维和树脂复合而成的树脂锚杆杆体，适用于煤巷护帮锚杆支护。从它的标记、产品分类、试验方法、检验规则等方面进行分析研究，对此有更为深入的了解和学习。

关键词：玻璃纤维；增强；塑料；树脂锚杆

前言：玻璃纤维增强塑料杆体树脂锚杆可在煤矿和隧道等狭小的空间内使用，使施工更容易，从而减轻劳动强度；容易切割，可对切割装置起到保护作用；防爆防静电，切割时不产生火花，特别适合高瓦斯浓度区域，对安全生产极为有利。因此这种材料被大量推广，符合倡导建设节约型经济的宗旨。

1.标记

示例：公称直径为20mm、长度为1800mm，杆体尾部结构为非金属材料的全螺纹式树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体，可标记为MGSL20/1800F。

2.产品分类

2.1杆体外观形式分为麻花式杆体（M）、全螺纹式杆体（L）、粗糙表面式杆体（C）三类。 （1）麻花式杆体端部带有左旋麻花形锚头。

（2）全螺纹式杆体表面加工成螺旋状。

（3）粗糙表面式杆体表面加工成凹槽、凸起、布纹等各种粗糙外形。

2.2杆体按尾部螺纹材料分为金属锚尾杆体（J）和非金属锚尾杆体（F）两种。

3.试验方法

3.1产品外观质量:外观质量用目测方法进行。

3.2几何尺寸及偏差

1. 杆体长度:每根杆体用最小分度值为1mm、量程为0mm～3000mm的钢卷尺测量长度一次，计算结果以毫米为单位。

（2）杆体直径:用最小分度值0.02mm、量程0mm～200mm的游标卡尺测量每根杆体(去掉锚头、锚尾，取中间直径较为均匀部分)上部、中部、下部共测三个数(每个数是杆体同一位置相互垂直方向二个测量数的平均值)，取三次测量数的平均值，计算结果以毫米为单位。

（3）杆体不直度:将杆体的直杆部分置于平板上，沿轴方向转动，用量程为0.02mm～1.00mm的塞尺测量各方向的最大弯曲量，换算得到直杆部分的不直度，每根测一次。

（4）锚头、尾部螺纹段及托盘尺寸:用钢直尺、卡尺测量每根杆体锚头、尾部螺纹段和托盘尺寸一次，计算结果以毫米为单位。

3.3

（1）抗拉强度:将杆体去掉锚头和锚尾，杆体中间段随机截取800mm长的试件，两端各300mm用胶粘剂粘接在与之匹配的钢管内，使粘接强度大于杆体抗拉强度，在万能材料试验机上进行抗拉强度测定。

（2）抗剪强度：将杆体去掉锚头和锚尾，杆体中间段随机截取200mm长的试件，将试件放入剪切专用夹具中，在万能材料试验机上以10kN/min～20kN/min的速度加载，按公式计算剪切强度。

式中:P—最大剪切力，单位为牛顿(N)；A—一个正剪切面积值，单位为平方毫米(mm²)；

—剪切强度，单位为兆帕(MPa)。

（3）扭矩:将杆体(全长)安装在锚杆扭矩试验台上，锚尾与回转机构连接，锚头与扭矩和转速传

感器连接，杆体中部加装托扶器，防止杆体产生弯曲变形。将回转机构转速调至200r/min～

300r/min，使杆体处于空负载旋转状态，调整加载装置，在8s之内，使负载平稳升至规定扭矩

(40N·m)，并运转40s，杆体不应产生断裂、严重变形等异常。

（4）锚固力:用内径27mm，长度450mm的厚壁钢管模拟锚孔，用符合MT/T 146.1规定的树脂锚固剂锚固，将锚固剂放入模拟锚孔中，用煤电钻将杆体安装在锚孔中，搅拌时间按MT/T 146.1规定执行，保证杆体在孔的中心位置，达到MT/T 146.1规定的锚固龄期后，在拉伸试验机(万能材料试验机或锚杆拉拔计)上以3kN/s的加载速率加载至最大载荷，结果以千牛为单位。

（5）尾部连接部位、尾部螺纹及螺母承载力:从杆体尾部截取杆体试件(含连接部位和尾部螺纹)600mm，将前端300mm用胶粘剂粘接于与之匹配的钢管内，使粘接强度大于尾部连接部位及螺纹承载力,24h后在万能材料试验机上进行试验(出厂检验可用锚杆拉力计进行试验)。试验时，将连接部位及螺纹段一端装入特制拉力架(拉力架符合MT/T 146.1中的规定)，将钢管端放入万能材料试验机上钳口中，以3kN/s的加载速度加载至试件破坏。测试结果以千牛为单位，保留至小数点后一位。

（6）托盘承载力:托盘承载力按MT/T 146.2的规定进行试验。

（7）抗静电性能:在受试杆体上直接截取长300mm的杆体6段作为试件。

①原理:测量相距100mm测试棒上的电阻值，测试棒用绝缘试验机通上500V直流电，同时保证试棒上的电耗小于1W。

②仪器:用一台绝缘试验机，提供500V直流开路电压。测量仪器的精度为士5%。

③样品尺寸及数量:300mm长的杆体6根。

④样品准备:用蘸有蒸馏水的干净棉布清洗试件以后，用洁净的干布将试件擦干，放置在干燥处24h以上。在试件上用涂料涂上两个平行的环，作为电极，涂料可用胶状石墨(例如：用在酒精中的胶体溶液)或合适的银导电涂料，每个环为25mm宽，并且其位置应位于距棒中间相等的距离，两环内边缘相距100mm。完成的导电石墨或银涂料电极表面应该是平滑的，并且在其中任一电极上的任何二点间电阻不大于10⁵Ω。

⑤试验方法:试验在普通室温条件下进行，同时确保试件表面能完全与空气接触。试件在温度25℃±5℃，相对湿度小于65%士5%条件下，放置至少2h。将试件放在聚乙烯支撑块上，或其他绝缘材料上。试件与支撑块表面之间的电阻应大于10¹¹Ω。将测试仪连接到测试样品电极上，应注意不允许测试仪器的两导线相互接触，或借助测试样品其他部位。开启电压开关，同时确认测试样品的功耗小于1W。 ⑥计算读数上的电阻值，取六次样品测试的平均值作为测试结果。

（8）阻燃性能:在受试杆体上直接截取长360mm的杆体6段作为试件。试验方法和步骤按GB 16413的规定进行，但不执行GB 16413试件制备的有关规定。

4.检验规则

4.1检验项目:产品外观；几何尺寸；抗拉强度；抗剪强度；扭矩；锚固力；尾部连接部位、尾部螺纹及螺母承载力；托盘承载力；抗静电性能；阻燃性。

4.2检验分类:产品检验分出厂检验和型式检验。

（1）出厂检验:以同一批材料、同一配方、同一工艺、同一班人员生产的杆体为一批，随机抽取六根，按规定的出厂检验项目进行检验。出厂检验项目全部合格，则判该批产品合格。

（2）型式检验:有以下情况之一时，产品应进行型式检验，新产品或老产品转厂生产时；

正式生产的产品在结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；正常生产的产品，每年应进行一次型式检验；产品停产一年以上，重新恢复生产时；出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；国家质量监督机构提出要求时。型式检验的样品应从出厂检验合格的产品中，按规定进行随机抽样。

4.3标志包装、运输和贮存

（1）标志:产品出厂时应随附产品说明书、质量检验合格证，并注明产品名称、规格型号、执行标准、生产日期、质检员代号、厂名、厂址。

（2）包装:每根杆体至少配一只螺母，每10根杆体为一组，捆扎牢固，也可根据供货合同要求包装。

（3）运输:在运输过程中，应注意杆体不被损伤。

（4）贮存:杆体应贮存在千燥、无阳光直射的库房内，水平放置。不得露天存放，防止曝晒和老化。锚固段不得沾染油污，金属螺纹应采取保护和防锈蚀措施。贮存期一般不超过一年，超过一年时，应重新评价其性能。

5.结语

随着煤矿和其他各行各业的不断发展，对玻璃纤维增强塑料杆体树脂锚杆的需求也不断增加，它的应用范围和领域越来越广泛，它的优点也被突显：轻便易操作、重量轻、高强度耐腐蚀、高承载能力、更加环保经济，可用作长久支护。它有着越来越好的发展前景，在生产和使用中起着重要的作用。

参考文献：

[1]谷传耀.玻璃纤维增强塑料锚杆试验研究[J].中治集团建筑研究总院.2004. [2]韩洪亮.玻璃钢锚杆杆体主要性能的试验分析[J].煤炭科学技术.2005.033(4).

[3]李萍.玻璃纤维增强塑料锚杆杆体力学性能研究.[J].四川建材.2011.37（3）