CN111409193A - 一种预制轨枕及其生产设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制轨枕及其生产设备及方法,该预制轨枕包括以下重量份原料:硅酸盐水泥80‑100份、粗骨料40‑60份、细骨料80‑120份、微硅粉50‑70份、抗裂纤维5‑10份、甲基纤维素醚0.2‑1份、淀粉醚0.2‑1份、减水剂0.5‑2份,其生产设备包括安装架、装搅拌工作台、搅拌桶、振动台、放置板、预制模、加压盖、加压机构和控制器。本发明预制轨枕原料中将微硅粉与抗裂纤维复合使用,显著提升了预制轨枕的抗裂性能,该生产设备和生产方法可以将混凝土浆料快速准确注入预制模中,并通过普通振动和加压振动进一步提高了预制轨枕的致密性,提高了预制轨枕成品的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及预制轨枕领域,具体的是一种预制轨枕及其生产设备及方法。
背景技术
轨枕又称枕木,也是铁路配件的一种。只不过所用材料不仅仅是木材,因此叫轨枕更加科学。轨枕既要支承钢轨,又要保持钢轨的位置,还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。它必须具备一定的柔韧性和弹性,硬了不行,软了也不行。列车经过时,它可以适当变形以缓冲压力,但列车过后还得尽可能恢复原状。随着森林资源的减少和人们环保意识的增强,当然也因为科学技术的发展,上世纪初,有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕,以代替枕木。
钢筋混凝土轨枕的缺点是刚度大、弹性差,致使道床承受的压力和振动加速度增大,从而加剧道碴的粉化,造成轨道的下沉增大,对机车车辆走行部分产生不利影响。为此,要求使用质地坚韧的道碴和在轨枕上设置弹性垫层。同时,现有钢筋混凝土轨枕的强度、韧性、耐腐蚀和抗裂性能仍有待改进,以进一步提高钢筋混凝土轨枕的使用寿命,保证列车的行驶稳定。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足,本发明的目的在于提供,一种预制轨枕及其生产设备及方法,该预制轨枕原料中将微硅粉与抗裂纤维复合使用,显著提升了预制轨枕的抗裂性能,该生产设备和生产方法可以将混凝土浆料快速准确注入预制模中,并通过普通振动和加压振动进一步提高了预制轨枕的致密性,提高了预制轨枕成品的综合性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种预制轨枕,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥80-100份、粗骨料40-60份、细骨料80-120份、微硅粉50-70份、抗裂纤维5-10份、甲基纤维素醚0.2-1份、淀粉醚0.2-1份、减水剂0.5-2份;
硅酸盐水泥的强度等级不低于42.5,碱含量小于0.60wt%,三氧化硫含量小于3.0wt%,比表面积为300-350m2/kg;
粗骨料为5-20mm连续级配碎石,含泥量小于0.5wt%,细骨料天然中粗河砂,细度模数为2.3-3.7,含泥量小于1.5wt%;
淀粉醚为羟烷基淀粉醚、羧甲基淀粉醚或者阳离子淀粉醚中的一种;
减水剂为萘系高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种;
抗裂纤维为钢纤维和玄武岩纤维按质量比1:1-3混合而成,钢纤维和玄武岩纤维的纤维长度为2-5mm。
本发明还提供了一种预制轨枕的生产设备,包括安装架,安装架顶部固定安装搅拌工作台,搅拌工作台上设有搅拌桶,搅拌桶与搅拌工作台滑动连接,搅拌桶下方设有振动台,振动台顶部设有放置板,放置板表面设有若干预制模,预制模顶部固定安装加压盖,振动台一侧的安装架上固定安装加压机构,加压机构下方设有输送滚筒,输送滚筒与安装架转动连接,输送滚筒的转动轴与电机三的输出轴连接,电机三固定安装在安装架上,振动台另一侧的安装架上固定安装控制器。
优选地,搅拌桶为卧式搅拌桶,搅拌桶内水平贯穿设有搅拌轴,搅拌桶前侧壁固定安装电机一,搅拌轴通过皮带与电机一的输出轴连接,搅拌桶左右侧壁固定安装耳板,耳板底部固定安装若干滚轮,耳板上方的搅拌桶侧壁固定安装电机二,多数滚轮的转轴通过链条与电机二的输出轴连接,搅拌工作台顶部对应滚轮处设有导轨,滚轮与导轨配合;
搅拌桶底部固定安装出料管,出料管内部设有蛟龙,出料管一侧顶部与搅拌桶相通,出料管另一侧底部固定安装出料斗。
优选地,振动台包括底座,底座顶部固定安装弹簧座,弹簧座固定安装在底座顶部四角,弹簧座内固定安装压缩弹簧一,压缩弹簧一顶部固定安装振动工作台,振动工作台底部中间固定安装振动电机,振动工作台表面开设有若干限位槽,放置板底部固定安装若干限位条,限位条与限位槽配合,限位条底部与输送滚筒顶部齐平。
优选地,预制模包括模具本体,模具本体顶部开设有浇注槽,模具本体两侧固定安装转动轴,浇注槽底部两侧开设有脱模孔,脱模孔内贯穿设有脱模顶杆,脱模顶杆底部与脱模板固定连接,脱模板与模具本体底部之间的脱模顶杆表面设有压缩弹簧二。
优选地,加压盖包括固定板,固定板通过螺栓与预制模连接,固定板两侧开设有加压孔,加压孔内贯穿设有加压杆,加压杆底端固定安装压板,加压杆顶端固定安装限位板,限位板与固定板之间的加压杆表面设有压缩弹簧三,限位板中间开设有限位孔,限位孔内贯穿设有限位杆,限位杆低端与固定板固定连接,限位杆顶端螺接限位螺母。
优选地,加压机构包括U型架,U型架底部与安装架固定连接,U型架顶部中间固定安装液压杆,液压杆底部固定安装加压块,加压块底部两侧设有向下凸起的突出部。
本发明还提供了一种预制轨枕的生产方法,包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量20-30%的水搅拌100-150s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为5-30℃,入模时预制模温度为5-35℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动2-5min,再对其进行加压振动1-3min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至5-35℃,静置3-5h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护3-5天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
优选地,预应力钢丝采用直径6-7mm低松弛螺旋肋预应力钢丝。
优选地,步骤(5)中升温速率和降温速率均为0.1-0.25℃/min。
本发明的有益效果:
1、本发明预制轨枕中加入微硅粉和抗裂纤维,抗裂纤维为钢纤维和玄武岩纤维按质量比1:1-3混合而成。钢纤维对混凝土的基本力学性能有显著的增强作用,但是自重大,易锈蚀,不耐火,不耐酸碱,而玄武岩纤维自重轻,耐锈蚀,质地柔软,耐酸碱腐蚀,抗裂性能好,能提高混凝土的抗拉和抗折强度,本发明将两种纤维进行不同比例的混掺,可以互补所短,各展所长,同时提高混凝土的基本力学性能和抗裂性;微硅粉是一种天然的矿物原料,其本身具有的填充效应、火山灰效应及界面效应可以增加混凝土的密实度,从而提高混凝土的强度,本发明将微硅粉与抗裂纤维复合使用,显著提升了预制轨枕的抗裂性能。
2、本发明预制轨枕的生产设备通过电机二驱动滚轮转动,使搅拌桶沿搅拌工作台上的导轨移动,从而控制出料斗的位置,使混凝土浆料准确注入放置板上的各个预制模中;通过振动电机带动振动工作台振动,可以快速将混凝土浆料均匀分布于预制模中,配合加压盖对预制模内混凝土浆料持续施压,可以充分排除混凝土浆料中的气孔,提高预制枕轨的致密性;使用加压装置下压脱模板,脱模板挤压压缩弹簧二同时顶起脱模顶杆,从而将枕轨从浇注槽中顶出,实现枕轨的快速脱模。
3、本发明预制轨枕的生产方法预应力钢丝应采用自动张拉设备进行张拉,并严格控制预应力钢丝直径和张拉速度,采用强制式搅拌机进行混凝土搅拌,控制搅拌时间保证搅拌均匀,轨枕的成型作业采用普通和加压振动相结合,进一步提高了预制枕轨的致密性,轨枕养护应采用自动控温蒸汽养护***,严格控制升温和降温的速率,并对养护环境温度进行控制,保证了预制枕轨的均匀程度,提高了预制枕轨的综合性能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明预制轨枕生产设备的整体结构示意图;
图2是本发明预制轨枕生产设备的前视结构示意图;
图3是本发明预制轨枕生产设备的侧视结构示意图;
图4是本发明预制轨枕生产设备的俯视结构示意图;
图5是本发明预制轨枕生产设备搅拌桶的结构示意图;
图6是本发明预制轨枕生产设备振动台的结构示意图;
图7是本发明预制轨枕生产设备预制模和加压盖的结构示意图;
图8是本发明预制轨枕生产设备预制模的剖视图;
图9是本发明预制轨枕生产设备加压盖的剖视图;
图10是本发明预制轨枕生产设备加压机构和输送滚筒的结构示意图。
图中:
1-安装架,2-搅拌工作台,201-导轨,3-搅拌桶,301-搅拌轴,302-电机一,303-耳板,304-滚轮,305-电机二,306-出料管,307-出料斗,4-振动台,401-底座,402-弹簧座,403-压缩弹簧一,404-振动工作台,405-振动电机,406-限位槽,5-放置板,501-限位条,6-预制模,601-模具本体,602-浇注槽,603-转动轴,604-脱模孔,605-脱模顶杆,606-脱模板,607-压缩弹簧二,7-加压盖,701-固定板,702-加压孔,703-加压杆,704-压板,705-限位板,706-压缩弹簧三,707-限位孔,708-限位杆,709-限位螺母,8-加压机构,801-U型架,802液压杆,803-加压块,9-输送滚筒,10-电机三,11-控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
一种预制轨枕,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥80-100份、粗骨料40-60份、细骨料80-120份、微硅粉50-70份、抗裂纤维5-10份、甲基纤维素醚0.2-1份、淀粉醚0.2-1份、减水剂0.5-2份;
硅酸盐水泥的强度等级不低于42.5,碱含量小于0.60wt%,三氧化硫含量小于3.0wt%,比表面积为300-350m2/kg;
粗骨料为5-20mm连续级配碎石,含泥量小于0.5wt%,细骨料天然中粗河砂,细度模数为2.3-3.7,含泥量小于1.5wt%;
淀粉醚为羟烷基淀粉醚、羧甲基淀粉醚或者阳离子淀粉醚中的一种;
减水剂为萘系高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种;
抗裂纤维为钢纤维和玄武岩纤维按质量比1:1-3混合而成,钢纤维和玄武岩纤维的纤维长度为2-5mm。
如图1-4所示,一种预制轨枕的生产设备,包括安装架1,安装架1顶部固定安装搅拌工作台2,搅拌工作台2上设有搅拌桶3,搅拌桶3与搅拌工作台2滑动连接,搅拌桶3下方设有振动台4,振动台4顶部设有放置板5,放置板5表面设有若干预制模6,预制模6顶部固定安装加压盖7,振动台4一侧的安装架1上固定安装加压机构8,加压机构8下方设有输送滚筒9,输送滚筒9与安装架1转动连接,输送滚筒9的转动轴与电机三10的输出轴连接,电机三10固定安装在安装架1上,振动台4另一侧的安装架1上固定安装控制器11。
如图5所示,搅拌桶3为卧式搅拌桶,搅拌桶3内水平贯穿设有搅拌轴301,搅拌桶3前侧壁固定安装电机一302,搅拌轴301通过皮带与电机一302的输出轴连接,搅拌桶3左右侧壁固定安装耳板303,耳板303底部固定安装若干滚轮304,耳板303上方的搅拌桶3侧壁固定安装电机二305,多数滚轮304的转轴通过链条与电机二305的输出轴连接,搅拌工作台2顶部对应滚轮304处设有导轨201,滚轮304与导轨201配合;搅拌桶3底部固定安装出料管306,出料管306内部设有蛟龙,出料管306一侧顶部与搅拌桶3相通,出料管306另一侧底部固定安装出料斗307。
通过电机一302带动搅拌轴301转动,对搅拌桶3中的枕轨原料进行搅拌混合,混合均匀后的混凝土浆料落入出料管306中,通过出料管306中的蛟龙将混凝土浆料输送至出料斗307处,由出料斗307落入搅拌桶下方的预制模6中,完成混凝土浆料的灌注。通过电机二305驱动滚轮304转动,使搅拌桶3沿搅拌工作台2上的导轨201移动,从而控制出料斗307的位置,使混凝土浆料准确注入放置板5上的各个预制模6中。
如图6所示,振动台4包括底座401,底座401顶部固定安装弹簧座402,弹簧座402固定安装在底座401顶部四角,弹簧座402内固定安装压缩弹簧一403,压缩弹簧一403顶部固定安装振动工作台404,振动工作台404底部中间固定安装振动电机405,振动工作台404表面开设有若干限位槽406,放置板5底部固定安装若干限位条501,限位条501与限位槽406配合,限位条501底部与输送滚筒9顶部齐平。
通过振动电机405带动振动工作台404振动,从而带动振动工作台404表面的放置板5及预制模6振动,通过振动可以快速将混凝土浆料均匀分布于预制模6中,放置板5底部的限位条501与振动工作台404表面的限位槽406配合,可以防止放置板5在振动时水平位移,同时限位条501底部与输送滚筒9顶部齐平,再需要对预制模6加压时可以通过输送滚筒9将放置板5输送至加压机构8的下方。
如图7-8所示,预制模6包括模具本体601,模具本体601顶部开设有浇注槽602,模具本体601两侧固定安装转动轴603,浇注槽602底部两侧开设有脱模孔604,脱模孔604内贯穿设有脱模顶杆605,脱模顶杆605底部与脱模板606固定连接,脱模板606与模具本体601底部之间的脱模顶杆605表面设有压缩弹簧二607。
模具本体601两侧固定安装转动轴603,通过转动轴603将预制模6固定,可以在枕轨脱模时对预制模6进行翻转,然后使用加压装置下压脱模板606,脱模板606挤压压缩弹簧二607同时顶起脱模顶杆605,从而将枕轨从浇注槽602中顶出,实现枕轨的快速脱模。
如图9所示,加压盖7包括固定板701,固定板701通过螺栓与预制模6连接,固定板701两侧开设有加压孔702,加压孔702内贯穿设有加压杆703,加压杆703底端固定安装压板704,加压杆703顶端固定安装限位板705,限位板705与固定板701之间的加压杆703表面设有压缩弹簧三706,限位板705中间开设有限位孔707,限位孔707内贯穿设有限位杆708,限位杆708低端与固定板701固定连接,限位杆708顶端螺接限位螺母709。
需要对预制模6内的混凝土浆料加压时,通过螺栓将加压盖7与预制模6固定,然后通过加压机构8向下挤压限位板705,限位板705向下推动加压杆703,从而使压板704对预制模6内的混凝土浆料加压,当施加一定的压力后通过限位螺母709固定限位杆708的位置,以维持压板704的压力。
如图10所示,加压机构8包括U型架801,U型架801底部与安装架1固定连接,U型架801顶部中间固定安装液压杆802,液压杆802底部固定安装加压块803,加压块803底部两侧设有向下凸起的突出部。
一种预制轨枕的生产方法,包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对直径为6-7mm的低松弛螺旋肋预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量20-30%的水搅拌100-150s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为5-30℃,入模时预制模温度为5-35℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动2-5min,再对其进行加压振动1-3min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至5-35℃,静置3-5h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃,升温速率和降温速率均为0.1-0.25℃/min;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护3-5天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
实施例1
一种预制轨枕,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥90份、级配碎石50份、中粗河砂110份、微硅粉60份、钢纤维2份、玄武岩纤维5份、甲基纤维素醚0.2份、羟烷基淀粉醚0.5份、萘系高效减水剂0.5份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对直径为6.25mm的低松弛螺旋肋预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量25%的水搅拌120s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为25℃,入模时预制模温度为30℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动3min,再对其进行加压振动3min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至30℃,静置5h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃,升温速率和降温速率均为0.2℃/min;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护3天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
实施例2
一种预制轨枕,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥80份、级配碎石45份、中粗河砂100份、微硅粉55份、钢纤维2份、玄武岩纤维6份、甲基纤维素醚0.5份、羧甲基淀粉醚或0.2份、氨基高效减水剂0.5份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对直径为6.5mm的低松弛螺旋肋预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量30%的水搅拌120s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为25℃,入模时预制模温度为30℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动3min,再对其进行加压振动2min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至30℃,静置3h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃,升温速率和降温速率均为0.25℃/min;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护3天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
实施例3
一种预制轨枕,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥100份、级配碎石40份、中粗河砂120份、微硅粉65份、钢纤维3份、玄武岩纤维3份、甲基纤维素醚0.5份、阳离子淀粉醚0.2份、聚羧酸高效减水剂1份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对直径为6.25mm的低松弛螺旋肋预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量20%的水搅拌150s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为15℃,入模时预制模温度为20℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动3min,再对其进行加压振动2min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至25℃,静置5h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃,升温速率和降温速率均为0.1℃/min;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护4天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
实施例4
一种预制轨枕,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥95份、级配碎石55份、中粗河砂100份、微硅粉60份、钢纤维3份、玄武岩纤维6份、甲基纤维素醚0.5份、羟烷基淀粉醚0.5份、萘系高效减水剂2份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对直径为7mm的低松弛螺旋肋预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量20%的水搅拌150s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为30℃,入模时预制模温度为30℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动5min,再对其进行加压振动3min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至35℃,静置5h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃,升温速率和降温速率均为0.25℃/min;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护5天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
实施例5
一种预制轨枕,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥100份、级配碎石60份、中粗河砂120份、微硅粉55份、钢纤维3份、玄武岩纤维9份、甲基纤维素醚1份、羧甲基淀粉醚1份、氨基高效减水剂2份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对直径为6mm的低松弛螺旋肋预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量25%的水搅拌120s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为25℃,入模时预制模温度为20℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动2min,再对其进行加压振动1min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至35℃,静置4h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃,升温速率和降温速率均为0.2℃/min;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护5天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
实施例6
一种预制轨枕,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥80份、级配碎石40份、中粗河砂120份、微硅粉70份、钢纤维2份、玄武岩纤维5份、甲基纤维素醚0.2份、阳离子淀粉醚0.5份、聚羧酸高效减水剂1份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对直径为6.25mm的低松弛螺旋肋预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量30%的水搅拌120s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为30℃,入模时预制模温度为30℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动3min,再对其进行加压振动1min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至35℃,静置5h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃,升温速率和降温速率均为0.2℃/min;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护5天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
性能检测
1、检测项目
(1)静载抗裂强度:按TB/T1879-2002《预应力混凝土枕静载抗裂试验方法》的规定进行,受检截面在检验荷载下持荷3mi不出现裂缝。
(2)混凝土28d强度:按GB/T50081-2002的规定进行试验,按TB10425-1994进行评定。
2、检测数据及结果
表1本发明实施例1-6预制轨枕静载抗裂强度
由表1可以看出本发明实施例1-6预制轨枕均具有较高的静载抗裂强度,且截面两侧的开裂荷载相差较小。
表2本发明实施例1-6预制轨枕混凝土28d强度
组别 | Fcu,4 | Fcu,3 | Fcu,2 | Fcu,1 | m<sub>fcu</sub> | 评定结果 |
实施例1 | 75.9 | 73.2 | 71.5 | 70.4 | 72.5 | + |
实施例2 | 78.4 | 76.5 | 74.8 | 73.3 | 75.7 | + |
实施例3 | 76.7 | 74.5 | 72.1 | 70.8 | 73.5 | + |
实施例4 | 73.2 | 71.5 | 70.3 | 69.4 | 71.1 | + |
实施例5 | 71.9 | 70.6 | 69.4 | 68.5 | 70.1 | + |
实施例6 | 78.8 | 76.5 | 75.2 | 73.9 | 76.1 | + |
由表3可以看出本发明实施例1-6预制轨枕具有较高的强度,按TB10425-1994进行评定符合标准。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种预制轨枕,其特征在于,包括以下重量份原料:硅酸盐水泥80-100份、粗骨料40-60份、细骨料80-120份、微硅粉50-70份、抗裂纤维5-10份、甲基纤维素醚0.2-1份、淀粉醚0.2-1份、减水剂0.5-2份;
所述硅酸盐水泥的强度等级不低于42.5,碱含量小于0.60wt%,三氧化硫含量小于3.0wt%,比表面积为300-350m2/kg;
所述粗骨料为5-20mm连续级配碎石,含泥量小于0.5wt%,所述细骨料天然中粗河砂,细度模数为2.3-3.7,含泥量小于1.5wt%;
所述淀粉醚为羟烷基淀粉醚、羧甲基淀粉醚或者阳离子淀粉醚中的一种;
所述减水剂为萘系高效减水剂、氨基高效减水剂、聚羧酸高效减水剂中的一种;
所述抗裂纤维为钢纤维和玄武岩纤维按质量比1:1-3混合而成,所述钢纤维和玄武岩纤维的纤维长度为2-5mm。
2.一种如权利要求1所述的预制轨枕的生产设备,其特征在于,包括安装架(1),所述安装架(1)顶部固定安装搅拌工作台(2),所述搅拌工作台(2)上设有搅拌桶(3),所述搅拌桶(3)与搅拌工作台(2)滑动连接,所述搅拌桶(3)下方设有振动台(4),所述振动台(4)顶部设有放置板(5),所述放置板(5)表面设有若干预制模(6),所述预制模(6)顶部固定安装加压盖(7),所述振动台(4)一侧的安装架(1)上固定安装加压机构(8),所述加压机构(8)下方设有输送滚筒(9),所述输送滚筒(9)与安装架(1)转动连接,所述输送滚筒(9)的转动轴与电机三(10)的输出轴连接,所述电机三(10)固定安装在安装架(1)上,所述振动台(4)另一侧的安装架(1)上固定安装控制器(11)。
3.根据权利要求2所述的预制轨枕的生产设备,其特征在于,所述搅拌桶(3)为卧式搅拌桶,所述搅拌桶(3)内水平贯穿设有搅拌轴(301),所述搅拌桶(3)前侧壁固定安装电机一(302),所述搅拌轴(301)通过皮带与电机一(302)的输出轴连接,所述搅拌桶(3)左右侧壁固定安装耳板(303),所述耳板(303)底部固定安装若干滚轮(304),所述耳板(303)上方的搅拌桶(3)侧壁固定安装电机二(305),多数滚轮(304)的转轴通过链条与电机二(305)的输出轴连接,所述搅拌工作台(2)顶部对应滚轮(304)处设有导轨(201),所述滚轮(304)与导轨(201)配合;
所述搅拌桶(3)底部固定安装出料管(306),所述出料管(306)内部设有蛟龙,所述出料管(306)一侧顶部与搅拌桶(3)相通,所述出料管(306)另一侧底部固定安装出料斗(307)。
4.根据权利要求2所述的预制轨枕的生产设备,其特征在于,所述振动台(4)包括底座(401),所述底座(401)顶部固定安装弹簧座(402),所述弹簧座(402)固定安装在底座(401)顶部四角,所述弹簧座(402)内固定安装压缩弹簧一(403),所述压缩弹簧一(403)顶部固定安装振动工作台(404),所述振动工作台(404)底部中间固定安装振动电机(405),所述振动工作台(404)表面开设有若干限位槽(406),放置板(5)底部固定安装若干限位条(501),所述限位条(501)与限位槽(406)配合,所述限位条(501)底部与输送滚筒(9)顶部齐平。
5.根据权利要求2所述的预制轨枕的生产设备,其特征在于,所述预制模(6)包括模具本体(601),所述模具本体(601)顶部开设有浇注槽(602),所述模具本体(601)两侧固定安装转动轴(603),所述浇注槽(602)底部两侧开设有脱模孔(604),所述脱模孔(604)内贯穿设有脱模顶杆(605),所述脱模顶杆(605)底部与脱模板(606)固定连接,所述脱模板(606)与模具本体(601)底部之间的脱模顶杆(605)表面设有压缩弹簧二(607)。
6.根据权利要求2所述的预制轨枕的生产设备,其特征在于,所述加压盖(7)包括固定板(701),所述固定板(701)通过螺栓与预制模(6)连接,所述固定板(701)两侧开设有加压孔(702),所述加压孔(702)内贯穿设有加压杆(703),所述加压杆(703)底端固定安装压板(704),所述加压杆(703)顶端固定安装限位板(705),所述限位板(705)与固定板(701)之间的加压杆(703)表面设有压缩弹簧三(706),所述限位板(705)中间开设有限位孔(707),所述限位孔(707)内贯穿设有限位杆(708),所述限位杆(708)低端与固定板(701)固定连接,所述限位杆(708)顶端螺接限位螺母(709)。
7.根据权利要求2所述的预制轨枕的生产设备,其特征在于,所述加压机构(8)包括U型架(801),所述U型架(801)底部与安装架(1)固定连接,所述U型架(801)顶部中间固定安装液压杆(802),所述液压杆(802)底部固定安装加压块(803),所述加压块(803)底部两侧设有向下凸起的突出部。
8.一种如权利要求1所述的预制轨枕的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用自动拉张设备对预应力钢丝进行拉伸,拉张速度≤80kN/s,预应力钢丝下料极限偏差小于钢丝长度的1.5/10000,将箍筋、螺旋筋和套管固定在预制模内;
(2)将预制轨枕各原料加入搅拌桶中,加入原料总质量20-30%的水搅拌100-150s,得到混凝土浆料;
(3)将步骤(2)中制得的混凝土浆料注入预制模中,混凝土浆料入模温度为5-30℃,入模时预制模温度为5-35℃,灌注混凝土浆料时保证预制模内箍筋、螺旋筋和套管的位置准确;
(4)将步骤(3)中灌注好混凝土浆料的预制模振动2-5min,再对其进行加压振动1-3min;
(5)将振动成型后的枕轨同预制一起放入蒸汽养护设备中,注入蒸汽升温至5-35℃,静置3-5h,然后停气降温,降温后枕轨表面与环境温差小于15℃;
(6)将枕轨脱模,脱模后继续湿润养护3-5天,湿润养护时保持轨枕表面温度不低于5℃。
9.根据如权利要求8所述的预制轨枕的生产方法,其特征在于,所述预应力钢丝采用直径6-7mm低松弛螺旋肋预应力钢丝。
10.根据如权利要求8所述的预制轨枕的生产方法,其特征在于,所述步骤(5)中升温速率和降温速率均为0.1-0.25℃/min。
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GR01 | Patent grant | ||
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