[实用新型]一种复合枕木

说明书

技术领域

本实用新型属于复合材料领域，具体涉及由高分子复合材料组成的枕木。 

背景技术

枕木常被用于承载物体，是铁路建设、专用轨道走行设备铺设和承载设备领域中不可或缺的材料。根据其组成材料的不同，枕木主要分为木制枕木、钢筋混凝土枕木、钢制枕木和复合材料枕木。但均存在自身缺陷问题，钢质枕木虽然牢固耐用，但造价高沉重不易搬动，弹性小；木质枕虽然木弹性好，重量轻，制作简单，绝缘性能好但易风化开裂，耐腐蚀性较差，使用寿命短，木材消耗量大；钢筋混凝土枕木虽然使用寿命长、稳定性好但由于其弹性差，消音减震效果也差，且在使用一段时间后易出现裂缝，影响铁路运输安全。 

随着技术的发展，目前复合材料枕木成为新兴的材料枕木，该复合材料枕木具有较之木制枕木等更强的吸收列车行驶时产生重量的性能，从而在铁路建设领域得到了广泛的关注。根据复合材料的种类不同，其主要分为橡塑复合枕木、玻璃钢复合枕木以及聚氨酯合成枕木。 

橡塑复合枕木是以废旧轮胎或者回收塑料制得的热塑性弹性体作为枕木的外壳，以混凝土作为枕木的内芯，采用挤出工艺制得的，其具有抗冲击、耐腐蚀、高强度的特点。虽然其在技术应用上可以将大量的废旧轮胎和废塑料回收利用，具有环保意义，但是该产品生产工艺复杂，最为重要的是以上述来源并不稳定的废旧橡胶和回收塑料作为枕木的外壳，所以对于该种枕木是否具有耐候性和耐老化性难以确定。 

玻璃钢复合枕木是由玻璃钢筒体和设置在玻璃钢筒体内的填充材料组成；其中，玻璃钢筒体是以不饱和聚酯树脂、玻璃纤维粗纱、粉末填料为原 料，采用缠绕、拉挤、手糊等工艺制作而成，填充材料一般采用高强度泡沫材料。制得的玻璃钢复合材料枕木具有优良的力学性能，但是由于其采用缠绕、拉挤、手糊等工艺所以生产效率极低，产品稳定性和耐候性都较差。 

聚氨酯合成枕木是由发泡聚氨酯树脂浸渍连续玻璃纤维，通过连续成型工艺先制得较薄的板材，之后再将其层叠粘合而成。其中聚氨酯(简称PU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。该种枕木具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性能好、便于现场加工和施工的特点。现有技术中CN101314931A公开了一种新型合成枕木，该枕木就是由聚氨酯泡沫和单向排列的长玻璃纤维组成的，其中长玻璃纤维沿着枕木长度方向上均匀排布，分布于聚氨酯泡沫基体中。在该现有技术中，该复合材料枕木中玻璃纤维的排列均为单一的纵向排列，因此没有设置剪力配筋的横向位置容易因弯曲而导致层间剪力的破坏，使得枕木出现裂缝从而整体失效。此外，现有技术中CN101323701A公开了一种长玻璃纤维增强的硬质聚氨酯合成材料轨枕，在该轨枕的制备中，需要将玻璃纤维缠绕在所述模具内，再向所述模具内腔喷涂聚氨酯混合料，从而形成由玻璃纤维包裹的聚氨酯轨枕。其中，由于所述玻璃纤维的缠绕是采用现有技术中的缠绕技术，所以其均是采用单一的纵向排列方式，所以利用该现有技术中的方法制备得到的轨枕也同样存在诸如CN101314931A中的技术问题。 

此外，在美国专利US6605343B1也公开了一种复合材料制成的枕木，该枕木也是在以填充物和热硬化性树脂构成的材料外层包裹泡沫性热硬化性树脂而构成的，其中，所述的泡沫性热硬化性树脂是将长玻璃纤维沿纵向排列于热硬化性树脂上而形成的。所以其同样存在会由于枕木受力弯曲时层间剪力的破坏，从而导致枕木毁坏失效的问题。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是现有技术中的聚氨酯合成枕木中玻璃纤维的排列均采用单一的纵向排列方式，容易在枕木受力发生变形弯曲时由于没有设置剪力配筋的横向位置而导致层间剪力的破坏，使得枕木整体失效，进而提供一种在受力弯曲时不会出现层间剪力破坏的复合枕木。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种复合枕木，所述枕木包括内芯和外表层，所述内芯为玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料、木质剩余物增强酚醛树脂基复合材料或橡塑复合材料，所述外表层为玻璃纤维多轴向布层。 

在所述内芯和所述外表层之间还设置有夹心层，所述夹心层为横向铺设的玻璃纤维无捻粗纱层。 

所述玻璃纤维无捻粗纱的线密度为4800～9600g/km，单丝直径为10～40μm。 

所述玻璃纤维多轴向布为无碱玻璃纤维三轴向布或者四轴向布，所述三轴向布或者四轴向布的克重为600～1200g/m²。