一种增强型混凝土轨枕的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种增强型混凝土轨枕的制备方法，属于交通运输技术领域。将一级碎石与二级碎石混合，并加入三级碎石，搅拌混合，得碎石料；将砂与碎石料混合，并加入改性玻璃纤维，混合纳米粉末和一级粉煤灰，搅拌混合后，得预处理坯料；将硅酸盐水泥与磷脂混合，并加入水，预处理坯料和硅酸钠，搅拌混合后，得坯料；将坯料移入模具中，并将模具移入成型机中，振动成型，得轨枕坯料；将轨枕坯料进行养护，脱模，即得增强型混凝土轨枕。本发明专利技术制备的混凝土轨枕具有优异的力学性能和抗裂性能。

A preparation method for reinforced concrete sleeper

The invention discloses a method for preparing an enhanced concrete sleeper, which belongs to the technical field of transportation. Mixing the first grade gravel and two grade gravel and adding three grade crushed stone, mixing and getting crushed stone; mixing the sand with the crushed stone, adding the modified glass fiber, mixing the nano powder and the first grade fly ash, mixing and mixing, and mixing the cement with the phospholipid and adding water to pretreat the billet and the billet. The billet is obtained by mixing and mixing with sodium silicate; the billet is moved into the mold and the mold is moved into the molding machine to vibrate and get the sleeper billet, and the sleeper billet is maintained and removed, that is, the reinforced concrete sleeper is obtained. The concrete sleeper prepared by the invention has excellent mechanical properties and crack resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种增强型混凝土轨枕的制备方法
本专利技术公开了一种增强型混凝土轨枕的制备方法，属于交通运输

技术介绍
预应力混凝土轨枕在使用过程中发生了不少损伤，涉及到行车安全，拆换下的伤损轨枕，除了少量是由于行车、装卸事故等造成的机械性破损外，绝大部分则是由于产生各种各样的裂缝，担心其影响轨枕承载能力而被拆换的。轨枕作为一种预应力混凝土结构，裂缝是难避免的，因此研究预应力混凝土轨枕裂缝的成因及其危害性，研究如何预防和控制裂缝，对提高混凝土轨枕的结构耐久性，延长轨枕的使用寿命，将是十分重要的。混凝土轨枕产生裂缝的原因：首先混凝土轨枕所受弯矩的大小不仅与枕上动压力有关，而且与枕下道碴支承状态有关。与一般的预应力混凝土制品不同的是轨枕的支承状态随着列车的运行及养护维修条件而不断变化，一旦当支承状态与枕上垂直动压力联合作用引起的弯矩超过设计限值时，则轨枕的相应部分就会产生裂缝。其次，轨枕制造和铺设、运营过程中还会受冷热、干湿、冻融等的作用。当蒸汽养护过程中升温很快，恒温温度很高时，由于混凝土中气、水、水泥、砂石等不同材料热膨胀系数不同，而混凝土初期结构强度又很低时，高温使气、水大大膨胀，造成混凝土内部结构缺陷，容易引起轨枕表面特别是端头表面的混凝土龟裂，疏松。当出厂时仅有细微裂缝或仅有隐性微裂(肉眼看不见)的轨枕，在运营过程中，受到振动、冲击、疲劳荷载的作用，以及外界环境不断变化着的干湿循环，冻融循环作用，也会使裂缝的宽度和长度发展。除此之外，钢筋锈蚀、混凝土腐蚀、碳酸化、碱集料反应等也会使混凝土轨枕产生裂缝，其中碱集料反应(AAR)引起的破坏不容忽视。碱集料反应的三个条件是：活性集料、高碱水泥和水，其破坏机理是以上三种物质进行化学反应，在混凝土内集料与水泥石的界面上生成硅酸盐凝胶，体积膨胀，引起混凝土开裂。因此，如何改善传统混凝土轨枕力学性能及抗裂性能不佳的缺点，以获取更高综合性能的混凝土轨枕，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统混凝土轨枕力学性能及抗裂性能不佳的缺点，提供了一种增强型混凝土轨枕的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）将一级碎石与二级碎石按质量比1：2～1：3混合，并加入一级碎石质量0.7～1.1倍的三级碎石，搅拌混合，得碎石料；（2）将砂与碎石料按质量比1：2～1：3混合，并加入砂质量0.1～0.3倍的改性玻璃纤维，砂质量0.1～0.2倍的混合纳米粉末和砂质量0.12～0.18倍的一级粉煤灰，搅拌混合后，得预处理坯料；（3）将硅酸盐水泥与磷脂按质量比3：1～5：1混合，并加入水泥质量0.2～0.3倍的水，水泥质量4～6倍的预处理坯料和水泥质量0.05～0.12倍的硅酸钠，搅拌混合后，得坯料；（4）将坯料移入模具中，并将模具移入成型机中，振动成型，得轨枕坯料；（5）将轨枕坯料进行养护，脱模，即得增强型混凝土轨枕。步骤（1）所述一级碎石为粒径为5～10mm。步骤（1）所述二级碎石粒径为10～20mm。步骤（1）所述三级碎石粒径为20～25mm。步骤（2）所述砂为河砂，海砂或山砂中任意一种。步骤（2）所述改性玻璃纤维的制备方法为将玻璃纤维与质量分数60～70%的盐酸按质量比1：3～1：5混合，浸泡，过滤，洗涤，得预处理玻璃纤维，将预处理玻璃纤维与60℃时饱和硝酸银溶液按质量比1：5～1：7混合，降温至25℃，过滤，干燥，得改性玻璃纤维。步骤（2）所述混合纳米粉末的制备方法为将纳米二氧化硅和纳米二氧化钛按质量比2：1～3：1混合所得。步骤（3）所述磷脂为卵磷脂或脑磷脂中任意一种。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在制备增强型混凝土轨枕时加入磷脂，一方面，加入的磷脂可在水泥水化时产生的碱性条件下水解，产生磷酸，且由于水泥水化过程中产生大量氢氧化钙，致使整个体系pH升高，并且由于水泥水化产生大量热量，从而可使磷脂水解产物与体系中钙离子反应生成羟基磷酸钙，从而对水泥的孔隙进行填充，使产品的致密度提高，进而使产品的力学性能和抗裂性能提高；另一方面，磷脂水解还生成甘油，甘油具有较强的吸水性，在水泥水化过程中，可促进水泥水化程度，从而使产品的致密度进一步提高，进而使产品的力学性能和抗裂性能进一步提高，并且产生的甘油可以对混泥土中的孔隙进行填充，防止盐结晶的形成，从而使产品的抗裂性能提高；（2）本专利技术在制备增强型混凝土轨枕时加入改性玻璃纤维，首先，玻璃纤维在加入混凝土体系中可作为填充物，填充石料及水泥水化后的孔隙，使产品的致密度提高，从而使产品的力学性能得到增强，其次玻璃纤维在经改性后，表面附着了一部分硝酸银，在加入到混凝土轨枕体系中后，在日后使用过程中，硝酸银可与自然界中水的存在下和氯离子反应生成沉淀，对产品进行进一步致密化填充，防止盐结晶的继续生成，从而进一步提高产品的抗裂能力。具体实施方式将一级碎石与二级碎石按质量比1：2～1：3混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入一级碎石质量0.7～1.1倍的三级碎石，于转速为140～180r/min的条件下搅拌混合25～45min，得碎石料；将砂与碎石料按质量比1：2～1：3混合，并向砂与碎石料的混合料中加入砂质量0.1～0.3倍的改性玻璃纤维，砂质量0.1～0.2倍的混合纳米粉末和砂质量0.12～0.18倍的一级粉煤灰，于温度为28～35℃，转速为140～180r/min的条件下，搅拌混合20～30min，得预处理坯料；将硅酸盐水泥与磷脂按质量比3：1～5：1混合，并向硅酸盐水泥与磷脂的混合物中加入水泥质量0.2～0.3倍的水，水泥质量4～6倍的预处理坯料和水泥质量0.05～0.12倍的硅酸钠，于温度为50～70℃，转速为200～240r/min的条件下，搅拌混合45～55min，得坯料；将坯料移入模具中，并将模具移入成型机中，于压力为2.4～3.5MPa的条件下振动成型180～220s，得轨枕坯料；将轨枕坯料移入养护室中，先将坯料于20～30℃的条件下，恒温静置4～6h后，移入蒸汽养护箱，以10～12℃/min的升温速率升温至55～65℃，保温蒸汽养护6～9h后，出料，静置2～3h后，脱模，即得增强型混凝土轨枕。所述一级碎石为粒径为5～10mm。所述二级碎石粒径为10～20mm。所述三级碎石粒径为20～25mm。所述砂为河砂，海砂或山砂中任意一种。所述改性玻璃纤维的制备方法为将玻璃纤维与质量分数60～70%的盐酸按质量比1：3～1：5混合，浸泡，过滤，洗涤5～6次，得预处理玻璃纤维，将预处理玻璃纤维与60℃时饱和硝酸银溶液按质量比1：5～1：7混合，降温至25℃，过滤，干燥，得改性玻璃纤维。所述混合纳米粉末的制备方法为将纳米二氧化硅和纳米二氧化钛按质量比2：1～3：1混合所得。所述磷脂为卵磷脂或脑磷脂中任意一种。实例1将一级碎石与二级碎石按质量比1：3混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入一级碎石质量1.1倍的三级碎石，于转速为180r/min的条件下搅拌混合45min，得碎石料；将砂与碎石料按质量比1：3混合，并向砂与碎石料的混合料中加入砂质量0.3倍的改性玻璃纤维，砂质量0.2倍的混合纳米粉末和砂质量0.18倍的一级粉煤灰，于温度为35℃，转速为180r/min的条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强型混凝土轨枕的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将一级碎石与二级碎石按质量比1：2～1：3混合，并加入一级碎石质量0.7～1.1倍的三级碎石，搅拌混合，得碎石料；（2）将砂与碎石料按质量比1：2～1：3混合，并加入砂质量0.1～0.3倍的改性玻璃纤维，砂质量0.1～0.2倍的混合纳米粉末和砂质量0.12～0.18倍的一级粉煤灰，搅拌混合后，得预处理坯料；（3）将硅酸盐水泥与磷脂按质量比3：1～5：1混合，并加入水泥质量0.2～0.3倍的水，水泥质量4～6倍的预处理坯料和水泥质量0.05～0.12倍的硅酸钠，搅拌混合后，得坯料；（4）将坯料移入模具中，并将模具移入成型机中，振动成型，得轨枕坯料；（5）将轨枕坯料进行养护，脱模，即得增强型混凝土轨枕。

【技术特征摘要】
1.一种增强型混凝土轨枕的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将一级碎石与二级碎石按质量比1：2～1：3混合，并加入一级碎石质量0.7～1.1倍的三级碎石，搅拌混合，得碎石料；（2）将砂与碎石料按质量比1：2～1：3混合，并加入砂质量0.1～0.3倍的改性玻璃纤维，砂质量0.1～0.2倍的混合纳米粉末和砂质量0.12～0.18倍的一级粉煤灰，搅拌混合后，得预处理坯料；（3）将硅酸盐水泥与磷脂按质量比3：1～5：1混合，并加入水泥质量0.2～0.3倍的水，水泥质量4～6倍的预处理坯料和水泥质量0.05～0.12倍的硅酸钠，搅拌混合后，得坯料；（4）将坯料移入模具中，并将模具移入成型机中，振动成型，得轨枕坯料；（5）将轨枕坯料进行养护，脱模，即得增强型混凝土轨枕。2.根据权利要求1所述的一种增强型混凝土轨枕的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述一级碎石为粒径为5～10mm。3.根据权利要求1所述的一种增强型混凝土轨枕的制备方法，其特征在于：步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宝，徐颜峰，陈龙，
申请(专利权)人：常州欣彬纺织品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32