CN109465958B - 一种含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺 - Google Patents

一种含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，其工艺包括含有无机非金属增强纤维的加强筋预制、无机增强纤维布混凝土预制、含有无机增强纤维高铁轨道板的制造、含有无机增强纤维高铁轨道板混凝土的养护处理、含有无机增强纤维高铁轨道板成品；该轨道板抗具有震动强度高、耐候性好、使用寿命长、内部致密性好、抗冻性能优异、防裂性能优异等优点，避免使用金属材料在高铁或城市轨道交通运行过程中所产生的电磁感应的影响，进而提高高铁或城市轨道交通运行过程中的通信安全。

Description

一种含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺
技术领域
本发明涉及一种高铁轨道板的制造工艺，特别涉及一种含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺。
背景技术
纤维增强基复合材料是从上世纪30年代首先在美国开始发展，当时的复合材料制品主要是为了满足军工和航空航天领域的需要。近年来，基于纤维热塑性复合材料的诸多优点，人们开始将研究重点转向了纤维增强热塑性或/和热固性复合材料，开始对该类材料进行持续深入的研究，纤维热塑性复合材料的产量逐渐提升，己经在众多领域得到了应用，比如航空航天、军工、汽车、电子电器、桥梁建筑加固、游艇舰船等。
与热塑树脂相对比，热固性树脂具有众多优点，比如：高强度、易成型加工、一些热固性材料还具有优异的阻燃性、耐化学品、耐辐射、电绝缘性好等特性，因此纤维增强热固性复合材料发展迅猛，近年来的增长速度己经赶超纤维增强热塑性复合材料。
纤维增强热塑性复合材料根据纤维的增强形式一般可以分为短纤维增强热塑性复合材料(ARFT)，长纤维增强热塑性复合材料(LFT)和连续纤维增强热塑性复合材料(CFT)。
虽然纤维增强热塑性复合材成型工艺简单，易成型各种结构复杂的制品，但是受到纤维长度的限制，它们对复合材料力学性能的提升作用十分有限，跟一般填料增强的效果类似，因此其制品的应用受到了力学性能的限制。与ARFT相比，制品中LFT纤维的保留长度较长，一般均在10mm以上，此外诸如在线混炼工艺，经过螺纹元件的特殊组合，调节合适的剪切效果，甚至可以生产纤维保留长度达到30～50mm的LFT板材如此高的纤维保留长度足以显著提升复合材料的力学性能。在纤维增强复合材料中，当纤维长度超过临界长度时，随着树脂中纤维长度的增加，在材料发生破坏时，纤维通过断裂、脱粘、拔出等过程需要消耗更多的能量；此外，纤维的端部是裂纹增长的引发点，相同纤维含量的长纤维端部数量远远小于短纤维，上述这些原因使得长纤维增强复合材料力学性能明显优于短纤维增强复合材料，从而可以扩大纤维增强复合材料的应用范围。
由于玻璃纤维和玄武岩纤维是连续的，在制品中，纤维保留长度基本上与制品尺寸一致，因此力学性能又能够获得进一步的提升。另外，也具有很好的可设计性，能够根据需要对制品各个方向上的性能进行设计，从而满足不同场合的需求。由于无机纤维的高性能及可设计性，使其能够用来作为重要的承力结构部件，达到替代常规钢材部件的目的，大大减轻最终产品的质量，降低成本，减少能耗。近年来，随着节能减排，低碳经济概念的深入人心，连续纤维增强热固性复合材料必将迎来一个重要的挑战和机遇。基于连续纤维增强热固性复合材料的优势和机遇，研究与开发新型的连续纤维增强热固性复合材料是十分必要的，尤其是高性能热固性树脂如特种热固性塑料及新兴成型工艺如缠绕等方向的开发与研究。
与短纤维增强热固性复合材料相比，连续纤维增强热固性复合材料具有更加优异的力学性能，能够作为结构材料使用；再加上轻质、耐腐蚀等优点，是一种能够有效替代钢材的材料。研究与开发新型的连续纤维增强热固性复合材料是十分必要的，尤其是高性能热塑性树脂如特种工程塑料及新兴成型工艺如拉挤、缠绕等方向的开发与研究。
在材料的使用过程中，不仅时刻承受着外加载荷，还需要面对不同环境的侵蚀，研究材料在这些环境因素作用下性能的变化规律，能够对材料的实际应用带来重要的指导作用。
在中国专利号码No：CN201710306331.1中介绍了免蒸汽养护的高铁轨道板的生产方法及专用混凝土。
在中国专利号码No：CN201710859755.0中介绍了固态颗粒增强的环氧树脂，在其中所采用的固态颗粒为纳米颗粒。
在中国专利号码No：CN201710843698.7中介绍了一种轻质碳纤维环氧树脂复合环保板。
虽然连续无机非金属纤维可以使复合材料中的纤维长度保持与复合材料外形相同的长度，但是，非金属纤维的在环氧树脂浸渍混合物中的浸渍程度就成为一个十分重要的环节了，同时，由于金属材料存在的可弯曲性与浸渍固化后的无机非金属纤维加强筋存在不能弯曲的性质，因此，在采用无机非金属纤维的热固性复合材料时，需要事先将其弯曲到模具所需的形状，便于无机非金属增强纤维的热固性复合材料的应用。
本发明为了克服连续长纤维的浸渍和环氧树脂在加入固化剂之后浸渍混合物流动性的困难，采用了一种相对简单的处理工艺，及解决了非金属纤维的连续浸渍，又解决了环氧树脂浸渍混合物流动性问题，其目的是一方面控制用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋直径，另外一方面是提高用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋的韧性，还有一个方面是延长用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋的使用寿命，同时提高用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋的抗冲击强度。
发明内容
本发明提供了一种含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，目的是解决非金属纤维在环氧树脂固化后会出现的问题，即刚性增加，韧性降低问题，同时提高非金属纤维加强筋耐受超低温耐的能力。
本发明是这样实现的：
一种含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，其工艺包括含有无机非金属增强纤维的加强筋预制，无机增强纤维布混凝土预制，含有无机增强纤维高铁轨道板的制造，含有无机增强纤维高铁轨道板混凝土的养护处理，含有无机增强纤维高铁轨道板成品。
具体制造工艺如下：
(1)将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维以40～50∶50～60的质量比，输入盛有EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮的混合溶液的梭形容器中,从容器的前端输入,尾端输出,将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维在成捻机中编织成直径为8～24mm的无机非金属纤维绳待用；
(2)将EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为1.3～2.0mm石英砂以100∶8～13∶6～9∶6～11∶30～80∶60～110的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
(3)将步骤(2)所述的搅拌均匀的混合物用漏斗向下输入U型槽，将步骤(1)所述的无机非金属纤维绳以0.1～0.3m/min的速率从U型槽的前端输入，并以1～3prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形；
(4)将步骤(3)所述经过浸渍的矩形无机非金属纤维绳输入非金属纤维固化甬道内，在温度为68～88℃的条件下，固化2～3h，即得直径为10～26mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
(5)将步骤(4)所述的用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋，预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
(6)将P042.5R水泥、高铝水泥、减水剂、石英砂、河沙、砾石、无机短纤维、水以400～550∶40～60∶1.0～1.2∶20～45∶600～900∶900～1200∶15～30∶130～200kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀；
(7)将步骤(6)所述搅拌均匀的混凝土输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
(8)将所述高铁轨道板与模具一起置入温度为24～26℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为80～120L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护18～24h定型之后，再置入温度为26～30℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为120～160L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为26～28℃的水箱中，养护24～48h，即得含有无机增强纤维的高铁轨道板。
其中：步骤(6)中的减水剂为MT3610P；步骤(6)中的石英砂颗粒粒径为2～4mm；步骤(6)中的河沙是洗去泥沙且含湿量为0.5～1％wt；步骤(6)中的砾石颗粒粒径为10～20mm；步骤(6)中的无机短纤维是陶瓷纤维、E型玻璃纤维或玄武岩纤维中的一种或几种；步骤(6)中的无机短纤维长为6～18mm、直径为3～6μm。
本发明的工艺流程具有以下特点：
1、本发明为了提高用于高铁轨道板的抗震动性能，在研究过程中，采用无机短纤维来解决了混凝土在养护过程中可能因养护工艺条件不当引起的细小裂纹，由此克服了混凝土在这个方面的不足，以含有这样的短纤维混凝土制造出的高铁轨道板与不含有无机短纤维的混凝土相比，制成的高铁轨道板更为规整，材料消耗最小、性能更为优异。
2、在本发明用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋制造过程中，为了提高用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋的各种性能，需要将无机非金属纤维制成一定支数的成捻纤维，其目的是提高无机非金属纤维与热固性纤维的粘结性，从而使无机非金属纤维的表面完全被热固性聚合物树脂包裹，进而达到提高可用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋各种性能的目的。
3、在本发明的过程中，为了提高非金属纤维与热固性聚合物之间的粘结性，一方面需要对控制非金属纤维在成捻和制绳过程中纤维之间的间隙；另外一方面需要控制由热固性聚合物制成的浸渍材料的流动性；同时还需要控制非金属纤维牵引的速率，以造成非金属纤维与热固性聚合物之间的浸渍粘结性下降，同时，在用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋制造过程中，还需要控制环氧树脂浸渍材料的搅拌速率来降低其中的气体含量，进而造成用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋的各种性能指标下降，同时，为了提高无机增强纤维在环氧树脂x混合物中的浸渍效果，需要在浸渍过程中，使无机增强纤维适当滚动，其目的是使无机增强纤维与环氧树脂混合物达到充分的浸渍和黏附，进而提高无机增强纤维和环氧树脂混合物之间的粘结，同时以提高随后的无机增强纤维加强筋与混凝土之间的粘结，因此，只有这样才有利于提高用于高铁轨道板的各种性能。
4、在本发明的过程中，为了使高铁轨道板的性能达到优异程度，在高铁轨道板的成形之后，采用适当的温度和湿度对高铁轨道板进行养护处理，其目的是一方面可以提高高铁轨道板的各种性能，另外一个方面，还可以防止高铁轨道板在养护处理过程中发生变形，进而改进调节高铁轨道板的养护工艺控制条件，使高铁轨道板的各种性能达到最优的程度。
5、在本发明的过程中，为了降低成本和提高用于高铁轨道板抗冲击强度，采用加入一定比例的无机非金属短纤维，其目的是一方面在降低原材料成本的同时，又提高了高铁轨道板的抗冲击强度，充分利用含有无机非金属纤维混凝土在成形后尺寸稳定性很好的特点，提高高铁轨道板的成品率，降低高铁轨道板在养护处理过程中的翘曲变形率。
6、在本发明的过程中，为了提高高铁轨道板的抗冲击强度，在高铁轨道板的浇筑过程中，适当使用一定量的减水剂和石英砂，同时，控制石英砂和砾石的颗粒粒径，其目的是适当缩短高铁轨道板成型时间，同时养护温度不同其成型速率也会不同，因此，需要控制高铁轨道板养护温度和湿度，一方面，控制高铁轨道板的成型速率，；另一方面，降低高铁轨道板的翘曲变形率，进而使高铁轨道板的各种性能达到最优的目的。
7、本发明高铁轨道板采用非金属纤维加强筋的，最根本的目的是在高铁运行过程中降低电磁感应对通信信息的影响，进而降低电磁感应对环境的污染。
本发明工艺流程简介：
在本发明的用于高铁轨道板的制造过程中，将无机非金属纤维进行成捻处理之后，织成一定支数纤维线，随即将纤维线制成一定直径的纤维绳，与含有环氧树脂、固化剂、稀释剂、水泥、石英砂热固性聚合物树脂浸渍材料一起输入U型浸渍槽，非金属纤维绳在浸渍槽中，经过充分浸渍之后，再经过剪切成一定长度的加强筋，同时弯曲成一定长宽的矩形，随即输入控制固化温度的固化通道，经过固化成一定直径的可用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋，这些加强筋再预制成一定长度和宽度和厚度的高铁轨道板加强筋网，该高铁轨道板加强筋网置入模具中，输入含有无机非金属短纤维的混凝土浇筑成高铁轨道板，经过控制高铁轨道板养护的温度和湿度和时间之后，就制得高铁轨道板。
具体实施方式
实施例1
含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺：
将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维以40∶60的质量比，输入盛有EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮的混合溶液的梭形容器中,从容器的前端输入,尾端输出,将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维在成捻机中编织成直径为8mm的无机非金属纤维绳待用；
将EP 01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为1.3mm石英砂以100∶8∶6∶6∶30∶60的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
含有环氧树脂的可浸渍混合物从漏斗向下输入U型槽，无机非金属纤维绳以0.3m/min的速率从U型槽的前端输入，并以1prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形后，输入非金属纤维固化甬道内，在温度为68℃的条件下，固化3h后，制成直径为10mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
高铁轨道板用非金属纤维加强筋预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
P042.5R水泥、高铝水泥、MT3610P减水剂、颗粒粒径为2mm石英砂、洗去泥沙且含湿量为0.5％wt河沙、颗粒粒径为10mm砾石、长为6mm，直径为6μm的E型玻璃纤维的无机短纤维、水以400∶60∶1.2∶45∶900∶1200∶15∶130kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀后，输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
高铁轨道板与模具一起置入温度为24℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为80L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护24h定型之后，再置入温度为26℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为120L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为26℃的水箱中，养护24h，这样就制成了含有无机增强纤维的高铁轨道板。
经以上工艺条件制造的含有无机增强纤维高铁轨道板的各种性能特征将在表1中表现出来。
实施例2：
含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺：
将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维以50∶50的质量比，输入盛有EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮的混合溶液的梭形容器中,从容器的前端输入,尾端输出,将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维在成捻机中编织成直径为24mm的无机非金属纤维绳待用；
将EP 01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为2.0mm石英砂以100∶13∶9∶11∶80∶110的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
含有环氧树脂的可浸渍混合物从漏斗向下输入U型槽，无机非金属纤维绳以0.1m/min的速率从U型槽的前端输入，并以3prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形后，输入非金属纤维固化甬道内，在温度为88℃的条件下，固化2h后，制成直径为26mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
高铁轨道板用非金属纤维加强筋预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
P042.5R水泥、高铝水泥、MT3610P减水剂、颗粒粒径为2～4mm石英砂、洗去泥沙且含湿量为1％wt河沙、颗粒粒径为20mm砾石、长为18mm，直径为3μm的陶瓷纤维的无机短纤维、水以550∶40∶1.0∶20∶600∶900∶15∶200kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀后，输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
高铁轨道板与模具一起置入温度为26℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为120L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护18h定型之后，再置入温度为30℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为160L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为28℃的水箱中，养护24h，这样就制成了含有无机增强纤维的高铁轨道板。
经以上工艺条件制造的含有无机增强纤维高铁轨道板的各种性能特征将在表1中表现出来。
实施例3
含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺：
将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维以44∶56的质量比，输入盛有EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮的混合溶液的梭形容器中,从容器的前端输入,尾端输出,将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维在成捻机中编织成直径为10mm的无机非金属纤维绳待用；
将EP 01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为1.5mm石英砂以100∶11∶8∶9∶60∶90的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
含有环氧树脂的可浸渍混合物从漏斗向下输入U型槽，无机非金属纤维绳以0.2m/min的速率从U型槽的前端输入，并以2prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形后，输入非金属纤维固化甬道内，在温度为81℃的条件下，固化2.5h后，制成直径为12mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
高铁轨道板用非金属纤维加强筋预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
P042.5R水泥、高铝水泥、MT3610P减水剂、颗粒粒径为3mm石英砂、洗去泥沙且含湿量为0.6％wt河沙、颗粒粒径为15mm砾石、长为9mm，直径为4μm的陶瓷纤维的无机短纤维、水以460∶50∶1.1∶34∶711∶957∶18∶136kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀后，输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
高铁轨道板与模具一起置入温度为25℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为90L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护21h定型之后，再置入温度为28℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为131L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为27℃的水箱中，养护42h，这样就制成了含有无机增强纤维的高铁轨道板。
经以上工艺条件制造的含有无机增强纤维高铁轨道板的各种性能特征将在表1中表现出来。
对比实例1
高铁轨道板的制造工艺：
将AR型玻璃长纤维和玄武岩长纤维以50∶50的质量比，输入纤维成捻机编织成64支的纤维线，并输入纤维绳编织机织成直径为6mm的纤维绳，再输入纤维绳编织机织成直径为24mm的纤维绳待用；
将EP 01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为1.3mm石英砂以100∶13∶9∶11∶80∶110的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
含有环氧树脂的可浸渍混合物从漏斗向下输入U型槽，无机非金属纤维绳以0.1m/min的速率从U型槽的前端输入，并以1prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形后，输入非金属纤维固化甬道内，在温度为68～88℃的条件下，固化2～3h后，制成直径为26mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
高铁轨道板用非金属纤维加强筋预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
P042.5R水泥、高铝水泥、MT3610P减水剂、颗粒粒径为2～4mm石英砂、含湿量为0.5％wt河沙、颗粒粒径为10mm砾石、水以500∶50∶1.1∶41∶800∶1100∶150kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀后，输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
高铁轨道板与模具一起置入温度为24℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为80L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护24h定型之后，再置入温度为26℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为120L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为26℃的水箱中，养护48h，这样就制成了高铁轨道板。
经以上工艺条件制造的高铁轨道板的各种性能特征将在表1中表现出来。
实施例4
含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺：
将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维以49∶56的质量比，输入盛有EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮的混合溶液的梭形容器中,从容器的前端输入,尾端输出,将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维在成捻机中编织成直径为16mm的无机非金属纤维绳待用；
将EP 01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为1.6mm石英砂以100∶12∶9∶10∶40∶90的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
含有环氧树脂的可浸渍混合物从漏斗向下输入U型槽，无机非金属纤维绳以0.2m/min的速率从U型槽的前端输入，并以2prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形后，输入非金属纤维固化甬道内，在温度为88℃的条件下，固化3h后，制成直径为18mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
高铁轨道板用非金属纤维加强筋预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
P042.5R水泥、高铝水泥、MT3610P减水剂、颗粒粒径为4mm石英砂、洗去泥沙且含湿量为0.7％wt河沙、颗粒粒径为16mm砾石、长为15mm，直径为5μm的陶瓷纤维或E型玻璃纤维或玄武岩纤维的无机短纤维、水以480∶55∶1.2∶43∶813∶1174∶24∶188kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀后，输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
高铁轨道板与模具一起置入温度为25℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为110L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护22h定型之后，再置入温度为29℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为143L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为27℃的水箱中，养护44h，这样就制成了含有无机增强纤维的高铁轨道板。
经以上工艺条件制造的含有无机增强纤维高铁轨道板的各种性能特征将在表1中表现出来。
实施例5
含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺：
将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维以44∶56的质量比，输入盛有EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮的混合溶液的梭形容器中,从容器的前端输入,尾端输出,将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维在成捻机中编织成直径为12mm的无机非金属纤维绳待用；
将EP 01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为1.3mm石英砂以100∶11∶6∶11∶66∶99的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
含有环氧树脂的可浸渍混合物从漏斗向下输入U型槽，无机非金属纤维绳以0.3m/min的速率从U型槽的前端输入，并以3prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形后，输入非金属纤维固化甬道内，在温度为74℃的条件下，固化2.5h后，制成直径为14mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
高铁轨道板用非金属纤维加强筋预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
P042.5R水泥、高铝水泥、MT3610P减水剂、颗粒粒径为2.5mm石英砂、洗去泥沙且含湿量为0.8％wt河沙、颗粒粒径为18mm砾石、长为11mm，直径为5μm的陶瓷纤维或E型玻璃纤维或玄武岩纤维的无机短纤维、水以510∶55∶1.1∶37∶867∶1044∶22∶164kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀后，输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
高铁轨道板与模具一起置入温度为26℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为120L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护24h定型之后，再置入温度为30℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为160L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为28℃的水箱中，养护48h，这样就制成了含有无机增强纤维的高铁轨道板。
经以上工艺条件制造的含有无机增强纤维高铁轨道板的各种性能特征将在表1中表现出来。
实施例6
含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺：
将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维以43∶57的质量比，输入盛有EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮的混合溶液的梭形容器中,从容器的前端输入,尾端输出,将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维在成捻机中编织成直径为18mm的无机非金属纤维绳待用；
将EP 01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为1.3mm石英砂以100∶13∶9∶11∶80∶60的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
含有环氧树脂的可浸渍混合物从漏斗向下输入U型槽，无机非金属纤维绳以0.1m/min的速率从U型槽的前端输入，并以1prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形后，输入非金属纤维固化甬道内，在温度为68℃的条件下，固化2h后，制成直径为20mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
高铁轨道板用非金属纤维加强筋预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
P042.5R水泥、高铝水泥、MT3610P减水剂、颗粒粒径为3.5mm石英砂、洗去泥沙且含湿量为0.9％wt河沙、颗粒粒径为13mm砾石、长为16mm，直径为3μm的陶瓷纤维或E型玻璃纤维或玄武岩纤维的无机短纤维、水以490∶48∶1.2∶45∶900∶1200∶30∶200kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀后，输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
高铁轨道板与模具一起置入温度为24℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为89L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护18h定型之后，再置入温度为26℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为151L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为26℃的水箱中，养护24h，这样就制成了含有无机增强纤维的高铁轨道板。
经以上工艺条件制造的含有无机增强纤维高铁轨道板的各种性能特征将在表1中表现出来。
对比实例2
高铁轨道板的制造工艺：
将AR型玻璃长纤维和玄武岩长纤维以50∶50的质量比，输入纤维成捻机编织成16支的纤维线，并输入纤维绳编织机织成直径为8mm的纤维绳，再输入纤维绳编织机织成直径为32mm的纤维绳待用；
将EP 01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为3.0mm石英砂以100∶15∶14∶14∶130∶150的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
含有环氧树脂的可浸渍混合物从漏斗向下输入U型槽，无机非金属纤维绳以0.6m/min的速率从U型槽的前端输入，并以10prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m或/和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m或/和0.16m×5.56m的矩形后，输入非金属纤维固化甬道内，在温度为68～88℃的条件下，固化2～3h后，制成直径为34mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
高铁轨道板用非金属纤维加强筋预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
P042.5R水泥、高铝水泥、MT3610P减水剂、颗粒粒径为5mm石英砂、含湿量为2.0％wt河沙、颗粒粒径为30mm砾石、长为3mm，直径为10μm的陶瓷纤维或E型玻璃纤维或玄武岩纤维的无机短纤维、水以600∶30∶1.3∶15∶1000∶1300∶10∶80kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀后，输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
高铁轨道板与模具一起置入温度为30℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为160L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护12h定型之后，再置入温度为35℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为100L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为35℃的水箱中，养护48h，这样就制成了高铁轨道板。
经以上工艺条件制造的高铁轨道板的各种性能特征将在表1中表现出来。
表1本发明含有无机增强纤维高铁轨道板性能特征数据表
Figure BDA0001834284490000231

Claims (7)

1.一种含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，包括含有无机非金属增强纤维的加强筋预制、无机增强纤维混凝土预制、含有无机增强纤维高铁轨道板的制造、含有无机增强纤维高铁轨道板混凝土的养护处理、含有无机增强纤维高铁轨道板成品，其特征在于，所述制造工艺为：
（1）将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维以40～50∶50～60的质量比，输入盛有EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮的混合溶液的梭形容器中,从容器的前端输入,尾端输出,将AR型无捻玻璃长纤维和玄武岩长纤维在成捻机中编织成直径为8～24mm的无机非金属纤维绳待用；
（2）将EP01441-310环氧树脂、二丁酯、固化剂T31、丙酮、P042.5R水泥、颗粒为1.3～2.0mm石英砂以100∶8～13∶6～9∶6～11∶30～80∶60～110的质量比，先倒入环氧树脂，再倒入二丁酯，分数次倒入搅拌均匀，再数次倒入固化剂T31搅拌均匀，最后依次分别倒入丙酮、水泥、石英砂，搅拌均匀，充分保证其流动性和不断搅拌；
（3）将步骤（2）所述的搅拌均匀的混合物用漏斗向下输入U型槽，将步骤（1）所述的无机非金属纤维绳以0.1～0.3m/min的速率从U型槽的前端输入，并以1～3prm的速率转动无机非金属纤维绳，当无机非金属纤维绳在U型槽中经过充分浸渍后，从U型槽的尾端输出，并剪切成6.0m和12.3m，并弯制成0.16m×2.46m和0.16m×5.56m的矩形；
（4）将步骤（3）所述经过浸渍的矩形无机非金属纤维绳输入非金属纤维固化甬道内，在温度为68～88℃的条件下，固化2～3h，即得直径为10～26mm用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋；
（5）将步骤（4）所述的用于高铁轨道板的非金属纤维加强筋，预制成长5.56m、宽2.46m、厚0.16m和长和宽为0.08m×0.08m的高铁轨道板加强筋网格，并装入长为5.60m、宽为2.50m、厚为0.20m的高铁轨道板模具待用；
（6）将P042.5R水泥、高铝水泥、减水剂、石英砂、河沙、砾石、无机短纤维、水以400～550∶40～60∶1.0～1.2∶20～45∶600～900∶900～1200∶15～30∶130～200kg/m3比例加入混凝土搅拌机中，搅拌均匀；
（7）将步骤（6）所述搅拌均匀的混凝土输入置有高铁轨道板加强筋网格的模具中，浇筑成高铁轨道板；
（8）将所述高铁轨道板与模具一起置入温度为24～26℃的养护厢中，在养护厢的顶部和两侧配置有12个水蒸汽喷雾口，每个水蒸汽喷雾量为80～120L/h，并在顶部配置4个Φ80的蒸汽出口，当轨道板养护18～24h定型之后，再置入温度为26～30℃的养护厢中，养护厢的顶部和两侧配置有16个喷水雾口，每个喷水雾量为120～160L/h，并在两侧配置4个Φ90的水雾出口，从预埋处测定高铁轨道板内部温度，当高铁轨道板内部温度与养护箱的内部环境温度相同时，再置入水温为26～28℃的水箱中，养护24～48h，即得含有无机增强纤维的高铁轨道板。
2.权利要求1所述的含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，其特征在于：步骤（6）所述的减水剂为MT3610P。
3.权利要求1所述的含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，其特征在于：步骤（6）所述的石英砂颗粒粒径为2～4mm。
4.权利要求1所述的含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，其特征在于：步骤（6）所述的河沙是洗去泥沙且含湿量为0.5～1%wt。
5.权利要求1所述的含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，其特征在于：步骤（6）所述的砾石颗粒粒径为10～20mm。
6.权利要求1所述的含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，其特征在于：步骤（6）所述的无机短纤维是陶瓷纤维、E型玻璃纤维或玄武岩纤维中的一种或几种。
7.权利要求6所述的含有无机增强纤维高铁轨道板的制造工艺，其特征在于：所述的无机短纤维长为6～18mm、直径为3～6µm。
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