CN112112000A

CN112112000A - 一种加筋复合轨枕及其制备方法

Info

Publication number: CN112112000A
Application number: CN202010848930.8A
Authority: CN
Inventors: 廉栋; 陈安; 黄兴启; 井国庆; 付冰杰; 郝向阳; 向宏军; 徐明远; 赵岩
Original assignee: Shandong High Speed Railway Construction Equipment Co ltd; Shandong High Speed Transportation Equipment Co ltd; Beijing Jiaotong University; China University of Geosciences Beijing
Current assignee: Shandong High Speed Railway Construction Equipment Co ltd; Shandong High Speed Transportation Equipment Co ltd; Beijing Jiaotong University; China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2020-08-21
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2020-12-22

Abstract

本发明公开了一种加筋复合轨枕及其制备方法，其技术方案为：包括由复合材料制成的轨枕本体，所述轨枕本体内部具有若干纵筋，纵筋与复合材料共同挤出形成轨枕本体。本发明利用FRP筋或钢筋增强复合轨枕的强度；纵筋和复合材料能够共同挤出，提高复合轨枕的制备效率。

Description

一种加筋复合轨枕及其制备方法

技术领域

本发明涉及轨枕技术领域，尤其涉及一种加筋复合轨枕及其制备方法。

背景技术

轨枕是铁路轨道结构的关键组成部分。目前最为常见的是木轨枕和混凝土枕枕。近年来，复合轨枕开始被应用于实际工程中。复合轨枕主要以聚氨酯、塑料、橡胶、树脂等复合材料为原材料。还可以使用废弃塑料从而一定程度上减少城市塑料垃圾填埋，改善居住环境。

发明人发现，目前为止研发出来的复合轨枕大部分仅具有合成基体或仅使用短纤维加强，力学性能和木轨枕相近。其存在以下不足：

1)复合轨枕强度低较、热膨胀系数较高；

2)现有施工工艺不能将复合材料与钢筋共同挤出，导致加筋困难。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种加筋复合轨枕及其制备方法，利用FRP筋或钢筋增强复合轨枕的强度；纵筋和复合材料能够共同挤出，提高复合轨枕的制备效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种加筋复合轨枕，包括由复合材料制成的轨枕本体，所述轨枕本体内部具有若干纵筋，纵筋与复合材料共同挤出形成轨枕本体。

作为进一步的实现方式，所述纵筋为FRP筋或钢筋。

作为进一步的实现方式，所述纵筋贯穿轨枕本体。

第二方面，本发明实施例还提供了一种加筋复合轨枕的制备方法，采用冷顶法制备加筋复合轨枕，将复合材料与纵筋共同挤出。

作为进一步的实现方式，包括：

将经共混挤出造粒的复合材料送入成型挤出机；

在成型挤出机机头处设置纵筋，将复合材料与纵筋共同挤出；

之后经模具成型得到加筋复合轨枕。

作为进一步的实现方式，首先按照设定配比称量复合材料各组分，预混之后打入共混改性剂，经过共混挤出造粒。

作为进一步的实现方式，共混挤出造粒控制温度为160-195℃。

作为进一步的实现方式，在成型挤出机机头处加钢筋或FRP棒筋，钢筋或FRP棒筋的径向与机头垂直。

作为进一步的实现方式，成型挤出机将造好的颗粒熔融塑化控制温度为155-200℃。

作为进一步的实现方式，对成型后的加筋复合轨枕进行后处理。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式的复合轨枕内部具有钢筋或FRP筋，能够增加复合轨枕的强度，减小热膨胀系数；

(2)本发明的一个或多个实施方式的纵筋和复合材料能够共同挤出，克服了现有复合轨枕加筋困难的问题，能够提高复合轨枕的制备效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的加筋复合轨枕结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的加筋复合轨枕制备流程图；

其中，1、复合材料，2、纵筋。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

Fiber-reinforced polymer或Fiber-reinforced plastics(简称FRP)筋是由两种材料，即连续纤维材料和基材树脂合成的高强度线弹性材料。根据纤维材料的不同，可以分为玻璃纤维(Glass FRP,GFRP)筋、碳纤维(Carbon FRP,CFRP)筋、芳纶纤维(Aramid FRP,AFRP)筋、玄武岩纤维(Basalt FRP,BFRP)筋等。根据形式的不同，可以分为棒筋、棒筋束、绞线、带筋、片筋、板筋、网格筋等。

实施例一：

本实施例提供了一种加筋复合轨枕，如图1所示，包括轨枕本体，轨枕本体由复合材料1和纵筋2组成，纵筋2与复合材料1共同挤出形成轨枕本体。

多个相互平行的纵筋2设于复合材料1内部，且与复合材料1长度方向保持一致。纵筋2的数量根据要求轨枕强度和线膨胀系数的要求决定。

进一步的，所述纵筋2贯穿轨枕本体，纵筋为FRP筋或钢筋。现有复合轨枕的强度低、热膨胀系数高，本实施例的FRP加筋复合轨枕能增加强度、减小热膨胀系数。

实施例二：

本实施例还提供了一种加筋复合轨枕的制备方法，采用冷顶法制备加筋复合轨枕，将复合材料与纵筋共同挤出。

具体的，如图2所示，冷顶法(冷挤法、冷推法)，采用两步法，将尾矿与PE等树脂或回收塑料共混挤出生产复合轨枕。

按配比称量复合材料各组分，自动上料进入高速混合机(预混)。预混好后由槽车转运，由自动上料机打入共混改性挤出机的料筒，经过挤出机共混挤出造粒控制温度160-195℃。在本实施例中，挤出机为Ф50平双挤出机。

然后将造好的颗粒送入成型挤出机，并在成型挤出机机头处加钢筋或FRP棒筋，其径向与机头垂直，通过成型挤出机将复合材料与纵筋共同挤出。熔融塑化控制温度155-200℃。在本实施例中，所述成型挤出机为Ф65锥双成型挤出机或者150mm以上的单螺杆挤出机。

之后，经过定型模具成型得到复合轨枕。按客户要求对复合轨枕做如下后处理：如压花或滚刀等,从而增大轨枕与砟道的摩擦力。

最后经检验，合格品按照根数打捆、码放、包装、贴标送到仓库，不合格品经破碎机破碎和磨粉机粉磨，作为原料重新使用。

进一步的，复合材料原材料配方为：

回收高密度聚乙烯(HDPE)(优选日化瓶料，如洗衣液瓶、沐浴露瓶等)切片35-75％(优选55％)、回收橡胶(如工程车外胎等)切片5-35％(优选12.5％)、玻璃纤维(玻纤GF)5-60％(优选12.5％，无碱玻纤)、填料(钙粉、云母粉等)5-50％(优选20％)，尾矿填料((赤泥、磷石膏、铁尾矿等)5-50％(优选20％))。

为了调整工艺或其他性能，还可以添加聚丙烯(PP)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、电缆料包皮等1-5％(优选3％)。

根据需要可以加入其他助剂：例如相容剂(例如MAH-g-PE等)(0.5-1％)，润滑剂(例如PE蜡，硬脂酸)(0.5-1％)、抗紫外剂(例如UV531(0.1％))、防老剂/抗氧剂(例如168(0.3％)，1010(0.2％))，染色剂(例如废橡胶裂解炭黑等、金红石等)(0.5-1％)。此外还可以利用轮胎中的橡胶热解油，提高其抗老化性能，可塑性，其加入量0-5％。

本实施例的复合轨枕是将挤出复合材料与钢筋或FRP棒筋复合，其中采用的原料组成同前述，玻纤用量5-50％，最好20-30％。也可以将钢筋或FRP棒筋换成其他加强材料，如钢管等。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种加筋复合轨枕，其特征在于，包括由复合材料制成的轨枕本体，所述轨枕本体内部具有若干纵筋，纵筋与复合材料共同挤出形成轨枕本体。

2.根据权利要求1所述的一种加筋复合轨枕，其特征在于，所述纵筋为FRP筋或钢筋。

3.根据权利要求1所述的一种加筋复合轨枕，其特征在于，所述纵筋贯穿轨枕本体。

4.一种加筋复合轨枕的制备方法，其特征在于，采用冷顶法制备加筋复合轨枕，将复合材料与纵筋共同挤出。

5.根据权利要求4所述的一种加筋复合轨枕的制备方法，其特征在于，包括：

将经共混挤出造粒的复合材料送入成型挤出机；

之后经模具成型得到加筋复合轨枕。

6.根据权利要求5所述的一种加筋复合轨枕的制备方法，其特征在于，首先按照设定配比称量复合材料各组分，预混之后打入共混改性剂，经过共混挤出造粒。

7.根据权利要求6所述的一种加筋复合轨枕的制备方法，其特征在于，共混挤出造粒控制温度为160-195℃。

8.根据权利要求5所述的一种加筋复合轨枕的制备方法，其特征在于，在成型挤出机机头处加钢筋或FRP棒筋，钢筋或FRP棒筋的径向与机头垂直。

9.根据权利要求5或8所述的一种加筋复合轨枕的制备方法，其特征在于，成型挤出机将造好的颗粒熔融塑化控制温度为155-200℃。

10.根据权利要求5所述的一种加筋复合轨枕的制备方法，其特征在于，对成型后的加筋复合轨枕进行后处理。