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废橡胶粉制铁道枕木

作者:admin  来源:本站  发表时间:2011-6-30 15:01:43  点击:1520
  1概述
  2007年4月18日是我国火车第六次大提速,现在时速已达200Km,将来计划提高到300Km以上,目前铁道用的是混凝土枕木,缺乏弹性,减震性能差,噪音大,列车震动严重,为解决这一问题,必须采用有弹性、减震性能好的枕木,美国、加拿大、日本、法国、韩国等已采用废橡胶粉制的铁道枕木,弹性好,减震效果优良,噪音也低。
  我国铁路“十一五”规划中明确提出:提升线路基础设施技术水平,坚持科学的建设标准,提高工程结构的耐久性和使用寿命。重视路基基础处理,确保路基工程质量。高速铁路推广采用无碴轨道结构技术和新型的钢轨、道岔、轨枕及连接扣件技术,实现免维修、少维修。废橡胶粉制的铁道枕木弹性优越、减震效果优良、噪音低、使用寿命长达30年以上,正符合我国铁路“十一五”规划中的要求。
  我国铁路“十一五”规划中新建高速铁路线17000公里,到2010年铁路营业里程达到90000公里,估计需要有弹性的新型铁路枕木数千万条,此项目大有可为,我国发改委、科技部、国家环保总局于2005年发文(65)《国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术》中的第85项的内容如下:
  课题名称:废橡胶废塑料制复合型铁路枕木技术。内容:该技术利用废橡胶和废塑料机械共混,制得性能优良的热塑性弹性体,从而以该弹性体做枕木的外壳,强化水泥做枕木的芯,经特殊的加工工艺,制得兼有木制铁路枕木和混凝土铁路枕木的优点,又有克服上述两种铁路枕木固有缺点的,具有世界领先水平的复合型铁路枕木。该技术的运用可消耗大量废轮胎和废塑料。该技术产品适用于各种重、轻轨铁路,也可延伸到各种自然环境下应用木材的领域。
  该技术是国家鼓励发展的项目,笔者建议,有条件的企业、科研院所、大专院校与铁道部有关单位合作开发研制具有我国特色知识产权的该项技术。
  2国内外概况
  青岛绿叶橡胶公司与美国上市公司Primix-Cor-poration公司合作研制成功复合型铁路弹性枕木,由中美合资筹建的世界上第一条Primix铁路轨枕专业生产线投产,到2008年将达到年产100万条。这些复合轨枕将全部出口美国,年出口额逾亿元。该项目设计生产能力为5万条,可以消耗掉至少1250号废塑料、相当于25亿个塑料袋。据称,把废塑料、废油漆及由废轮胎制成的橡胶粉放在一起进行塑化共混,即可挤压出一种新材料――再生橡塑复合材料。该材料性状接近木材,但强度、弹性、耐腐蚀及加工性能等都超过木材。该公司的复合轨枕同时集成“再生橡胶复合材料”及美国“Primix铁路轨枕”两大核心技术,后者将再生橡塑复合材料用于Primix铁路轨枕制造。利用“挤出法”研发出全套制造设备,生产一根新型复合轨枕的成本只有45美元。制造一根150公斤的新型轨枕需要约25公斤废轮胎、25公斤废塑料袋和5公斤的废油漆,其他材料由钢材和混凝土组成。
  韩国科学家开发研制成功用废轮胎胶粉、沙子、石子与水泥混合,用模型压成铁道枕木,胶粉含量达30%以上,该枕木具有重量轻、有弹性、抗冲击、耐腐蚀等优点,并能降低火车行驶时的噪音和提高运行时的平稳度,减震效果显著,另一方面可大量处理废轮胎,有利于环境保护。
  国处废橡胶铁道枕木专利简介如下:
  废橡胶铁道枕木的规格长259cm,宽23cm,高18cm;重126Kg,只有混凝土枕木重量的55.5%,(混凝土枕木重227Kg)。
  枕木的外形。该枕木制成在至少一个纵向侧面上设置若干个凹坑,它们比平滑的表面与砾石层摩擦结合得更好。以防止枕木与路基发生滑动。为了能正确地起作用,上述凹坑必须具有足够的宽度,以允许砾石能够进入上述凹入区域中,如果凹陷的宽度太小,则将在该凹入区域中形成过多无用的空间,因此不能有效地摩擦结合砾石层,决定是否设置凹陷的表面,将根据枕木的使用状况而定。如果枕木被用在高速铁路线上,则不用砾石层,而是将枕木置于硬的水泥路基表面上,在这种情况下,具有凹陷的枕木是不理想的,因为这将减小与硬表面接触的表面面积,从面减小摩擦结合。
  在使用砾石层的情况中,在铺设枕木时将面朝下的一个侧面设置若干个凹坑。最好是在枕木的三个纵向侧面上都设置若干个凹坑。在铺设时面朝上的纵向侧面上不需要设置凹坑。
  在枕木上设置凹坑的目的是在枕木就位时,它能更好地与砾石层摩擦结合。每个凹坑的深度将被如此限制,以不影响枕木的负载能力为原则。
  抗压试验。在619平方厘米的面积上承受54480Kg的负荷,卸去负荷后,无永久变形。
  物理机械性能。密度:1200Kg/m3;热膨胀系数:0.003%/℃;折断模数:186041kPa;弹性(弯曲)模数:463135kPa;弹性(压缩)模数:1200723kPa;弹性极限:3361892kPa;硬度:165kg/cm;插入道钉的压力:28959kPa;拉出道钉的压力:23167kPa;预期寿命:30-60年;承载能力(每条枕木):236534kg。
  原材料。30目废轮胎胶粉,天然橡胶,聚合物(氯丁橡胶、聚乙烯、尿烷或ABS)。
  配方。30目废轮胎胶粉:65~90;天然橡胶:35~10;聚合物:0.25~0.50。
  生产工艺。按配方量原料在密炼机中混炼,排料到开炼机上,切条下长片。长条胶投入挤出机进料口,挤出枕木要求之规格,按长度要求切断,逐渐冷却,即成为平滑无凹坑之枕木。如果需要生产有凹坑之枕木,需要将挤出的物料或开炼机下片的胶条装入模型,经高温高压,压制而成。
  枕木物理机械性能检验。制成的废橡胶枕木送铁道部科研院按国家标准作各项物理机械性能检验,枕木是安全性能要求极高的产品,必须全部达到国家标准并须经运行试验。
  3废橡胶铁道枕木的优点
  3.1弹性好、抗冲击、耐腐蚀,提高运行的平稳度,减震效果好。
  3.2噪音低、环境污染小。
  3.3使用寿命长达30年以上,维修费用低。
  3.4废轮胎、废塑料再利用,变废为宝,发展循环经济。
  3.5重量比混凝土枕木轻,有利于搬运。
  3.6可处理大量的废轮胎、废塑料,减少了对环境的污染。
  4结论
  笔者建议我国有关部门应大力快速开发研制废橡胶粉制铁道枕木,该项目是利国、利民的好项目,国家应大力支持,包括科研经费也应予以支持。笔者认为韩国利用胶粉制铁道枕木的方案最易实现,只要现在生产水泥枕木的工厂与有关橡胶粉生产厂合作开发即可实现。
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