CN116351664B - 一种轨枕外观修复工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种轨枕外观修复工艺，包括以下步骤：S1、将防护修复剂用稀释用水稀释，得到稀释浆料；S2、稀释浆料与色浆混合，进行配色实验，确定混合比，得到修复液；S3、轨枕表面清理；S4、修复液经雾化后喷涂在轨枕表面；S5、轨枕防护处理。本申请具有减缓混凝土轨枕的老化速率的效果。
Description
技术领域
本申请涉及轨枕修复技术的领域，尤其是涉及一种轨枕外观修复工艺。
背景技术
轨枕是指用于支撑钢轨的铁路配件。轨枕根据材质不同，主要分为木制轨枕、混凝土轨枕和特种混凝土轨枕。其中混凝土轨枕是指由水泥、砂、石、水和外加剂按一定比例拌和成混合料注入装有钢丝或钢筋、轨枕配件的组合式模型内，采用振动成型或加荷振动成型、蒸汽养护、放松钢丝或钢筋、切割轨枕端部等制成的轨枕产品，具有节约木材、稳定性高、使用寿命长等优点。
在长期储存或使用过程中，在雨水中酸性物质腐蚀作用下，混凝土轨枕中的氢氧化钙溶出，混凝土轨枕表面结构趋于疏松；在雨水冲刷和风力作用下混凝土轨枕老化，表面形成蜂窝麻面，混凝土轨枕力学性能降低。
发明内容
为了减缓混凝土轨枕的老化速率，本申请提供一种轨枕外观修复工艺。
本申请提供的一种轨枕外观修复工艺采用如下的技术方案：
一种轨枕外观修复工艺包括以下步骤：
S1、将防护修复剂用稀释用水稀释，得到稀释浆料；
S2、稀释浆料与色浆混合，进行配色实验，确定混合比，得到修复液；
S3、轨枕表面清理；
S4、修复液经雾化后喷涂在轨枕表面；
S5、轨枕防护处理。
通过采用上述技术方案，防护修复剂与色浆制备的修复液喷涂在轨枕表面，阻挡水分和雨水中的酸性物质进入轨枕内，混凝土轨枕中的氢氧化钙不易溶出，减缓了混凝土轨枕老化速率，从而使轨枕表面不易形成蜂窝麻面。配色实验降低来了轨枕喷涂了修复液的表面与未喷涂修复液的表面的色差。通过配色实验，修复液可用于不同批次、不同使用时长的轨枕的修复，提高了修复液适用性。
可选的，所述防护修复剂包括以下重量份的原料：原料用水7-30份；乙二醇0.7-1.3份；润湿剂4.5-5.5份；分散剂1.7-2.3份；消泡剂0.6-1.4份；防腐剂281-379份；颜填料290-410份；成膜助剂11-17份；增稠剂0.5-1份；pH调节剂1.7-2.3份；乳液392-520份。
通过采用上述技术方案，稀释后的防护修复剂与色浆混合得到的修复液喷涂在轨枕表面，并形成一层防护膜，该防护膜阻挡水分子和雨水中的酸性成分进入轨枕内，减缓了混凝土轨枕的老化速率。
可选的，所述乳液的原料包括全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、呋喃树脂和乳化液，所述全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、呋喃树脂和乳化液的重量比为(14-20)：(4-7)：28。
通过采用上述技术方案，全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、呋喃树脂和乳化液配合使用，乳化液和外部条件使全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和呋喃树脂充分乳化，修复液喷涂在轨枕表面后，修复液中的全氟己基乙基甲基丙烯酸酯在成膜助剂的协同下固化，形成拒水膜，阻挡水分子进入轨枕内，减缓了轨枕的老化速率；呋喃树脂与全氟己基乙基甲基丙烯酸酯协同，提高了拒水膜的耐酸性，且雨水中的酸性物质加速了拒水膜的固化速率，使修复液不易在雨水冲刷下与轨枕分离。
轨枕使用过程中，火车与轨道摩擦生热，热量传递给轨枕，加剧了轨枕的老化；喷涂了修复液的轨枕表面沾附有全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和呋喃树脂，在空气中的酸性气体以及雨水中酸性成分作用下，呋喃树脂中的呋喃环发生反应，生产没有活泼官能团、耐溶剂、耐化学品、耐热聚合物，从而提高了轨枕耐热老化和酸性物质腐蚀的能力，减缓了混凝土轨枕的老化速率。
可选的，所述乳化液包括乳化剂和去离子水，所述乳化剂和去离子水的重量比为1:9。
通过采用上述技术方案，乳化剂和去离子水按照上述比例混合，提高了全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和呋喃树脂的乳化效率。
可选的，所述乳液的制备步骤包括：乳化液、全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和呋喃树脂混合，75℃恒温搅拌10min，80℃保温1h，冷却至室温后过滤得到乳液。
通过采用上述技术方案，75℃条件下，全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和呋喃树脂充分混合均匀，在搅拌剪切力和乳化液作用下乳化。80℃保温1h，提高了乳液的稳定性。
可选的，S1中防护修复剂与稀释用水的重量比为1：(0.1-0.5)。
通过采用上述技术方案，防护修复剂与稀释用水采用上述比值，喷洒效率和轨枕修复效果提高。
可选的，所述防护修复剂的制备包括以下步骤：
S1、将分散剂和原料用水混合均匀；
S2、加入颜填料并搅拌；
S3、加入乙二醇、润湿剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂和乳液，经分散、搅拌、混合和研磨，用pH调节剂调节pH值至7.5-9.5得到防护修复剂。
通过采用上述技术方案，pH调节剂调节防护修复剂的pH值，为防护修复剂提供一个碱性环境，减小了防护修复剂对轨枕性能的不良影响，提高了轨枕的稳定性；雨水中的酸性成分以及空气中的酸性气体被中和，不易进入轨枕内，减缓了混凝土轨枕的老化速率；碱性的膜结构阻挡酸性成分和水分进入轨枕内，轨枕内的钢筋不易锈蚀，减小了轨枕强度损耗率。
可选的，色浆为氧化铁色浆。
通过采用上述技术方案，氧化铁色浆着色力强、耐光性好且耐酸碱性强，与乳液配合协同，修复后的轨枕在日晒和雨水中酸性物质作用下不易褪色。
可选的，S2中配色实验包括以下步骤：
S21、将色浆添加入稀释浆料，混合均匀得到混合料；
S22、将混合料喷刷至轨枕外表面，防护稳定后，测定喷刷区与未喷刷区色差；
S23、重复步S21和S22，直至色差小于2。
通过采用上述技术方案，修复前后轨枕的色差小，对产品销售的不良影响减小。
可选的，S5中防护处理包括以下步骤：采用透气防护装置遮盖轨枕，以防止液态水侵蚀轨枕。
通过采用上述技术方案，遮盖处理，减小了液态水阻碍修复液固化的概率，提高了轨枕外膜结构的稳定性，减缓了混凝土轨枕的老化速率。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在储存和使用过程中，雨水中酸性物质腐蚀作用下，混凝土轨枕中的氢氧化钙溶出，混凝土轨枕表面结构趋于疏松；在雨水冲刷和风力作用下混凝土轨枕表面形成蜂窝麻面；本申请使用防护修复剂喷涂轨枕外表面，提高了轨枕抵抗酸性腐蚀的能力，从而减小混凝土轨枕的老化损耗；
2.全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、呋喃树脂和乳化液配合使用，乳化液和外部条件使全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和呋喃树脂充分乳化，修复液喷涂在轨枕表面后，修复液中的全氟己基乙基甲基丙烯酸酯在成膜助剂的协同下固化，形成拒水膜，阻挡水分子进入轨枕内，减缓了轨枕的老化速率；呋喃树脂与全氟己基乙基甲基丙烯酸酯协同，提高了拒水膜的耐酸性，且雨水中的酸性物质加速了拒水膜的固化速率，使修复液不易在雨水冲刷下与轨枕分离；3.喷涂了修复液的轨枕表面沾附有全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和呋喃树脂，在空气中的酸性气体以及雨水中酸性成分作用下，呋喃树脂中的呋喃环发生反应，生产没有活泼官能团、耐溶剂、耐化学品、耐热聚合物，从而提高了轨枕耐热老化和酸性物质腐蚀的能力，减缓了混凝土轨枕的老化速率；
4.本申请的修复工艺应用于养护后的混凝土轨枕防护，以及在长期存放或正在使用的老旧轨枕的批量修复。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例中未注明具体条件者按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
润湿剂为CognisHydropalat3204型润湿剂；
分散剂为聚乙烯吡咯烷酮；
消泡剂为CF-246消泡剂；
颜填料为金红石型纳米TiO2、锐钛型钛白粉、碳酸钙、膨润土、氧化铁颜料或铝粉中的一种或多种，本实施例采用金红石型纳米TiO2；
成膜助剂为聚乙烯醇和丙稀酸的一种或多种，本实施例采用聚乙烯醇；
增稠剂为硬脂酸锌、羟基纤维素或丙稀酸类增稠剂的一种或多种，本实施例采用硬脂酸锌；pH调节剂以碱性化学品为主要成分，加入后增高体系pH值。
乳化剂为十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种，本实施例中采用十二烷基硫酸钠；
色浆为氧化铁色浆。
制备例
制备例1
S1、将1.7g分散剂和30g原料用水混合均匀；
S2、加入290g颜填料并搅拌均匀，得到分散液；
S3、制备防护修复剂：
S31、252g去离子水和28g乳化剂混合均匀，升温至45℃，磁力搅拌至乳化剂完全溶解，升温至75℃，搅拌速度350r/min，加入200g全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和40g呋喃树脂，搅拌10min，80℃保温1h，冷却至室温后过滤得到乳液；
S32、将0.7g乙二醇、4.5g润湿剂、0.6g消泡剂、281g防腐剂、11g成膜助剂、0.5g增稠剂和上述乳液加入S2制备的分散液中，经分散、搅拌、混合和研磨，得到初混物；
S33、初混物中加入1.7g的pH调节剂，混合均匀得到防护修复剂。
制备例2-制备例17
与制备例1的区别在于，各组分的添加量不同，详见表1。
表1制备例1-制备例17的原料表(kg)
制备例18
与制备例2的区别在于，S31中未经过80℃保温1h。
实施例
实施例1
S1、将380g制备例1制备的防护修复剂用38g稀释用水稀释，得到稀释浆料；
S2、稀释浆料与色浆混合，进行配色实验：
S21、将色浆添加入稀释浆料，混合均匀得到混合料；
S22、将混合料喷刷至轨枕外表面，防护稳定后，测定喷刷区与未喷刷区色差；
S23、重复步S21和S22，直至色差小于2，本实施例中，色浆共用0.1g；
S3、轨枕表面清理；
S4、修复液经喷嘴雾化后喷涂在轨枕表面；
S5、轨枕防护处理，采用透气防护装置遮盖轨枕2h，以防止液态水侵蚀轨枕，本实施例中采用透气纸盒遮盖轨枕，遮盖过程中，纸盒与轨枕不接触。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，添加380g制备例2制备的防护修复剂，使用64g稀释用水，添加0.2g色浆。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，添加380g制备例3制备的防护修复剂，使用190g稀释用水，添加0.4g色浆。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于，使用38g稀释用水。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于，使用190g稀释用水。
实施例6
本实施例与实施例2的区别在于，添加0.1g色浆。
实施例7
本实施例与实施例2的区别在于，添加0.4g色浆。
实施例8
本实施例与实施例2的区别在于，添加380g制备例1制备的防护修复剂。
实施例9-实施例19
与实施例2的区别在于，依次采用380g制备例3-制备例13制备的防护修复剂。
对比例
对比例1
本对比例与对比例2的区别在于，未添加稀释用水。
对比例2
本对比例与对比例2的区别在于，添加20g稀释用水。
对比例3
本对比例与对比例2的区别在于，添加200g稀释用水。
对比例4-对比例8
与实施例2的区别在于，依次采用380g制备例14-制备例18制备的防护修复剂。
表2实施例与对比例的原料表(kg)
性能检测试验
试验方法
1.重量损耗率试验
(1)将多组轨枕在标准环境中养护28d，称量未做防护处理的轨枕重量m1；
(2)对轨枕进行修复，对轨枕进行老化，老化方式为：将轨枕放置于开放的自然环境中，每隔10天用pH为3.5的模拟酸雨溶液喷洒轨枕，90天后对称取轨枕的重量m2；计算重量损耗率：
重量损耗率(％)＝(m1-m2)/m1×100％
多组轨枕测试数据取平均值得到最终结果，试验结果详见表3。
2.采用《GB/T50081-2019混凝土物理力学性能试验方法标准5抗压强度测试》中的方法对轨枕的抗压强度进行测定，采用试验方法1中的方法，对轨枕进行老化，计算抗压强度损耗率，
抗压强度损耗率(％)＝(P1-P2)/P1
P1-老化前轨枕的抗压强度(MPa)；P2-老化后轨枕的抗压强度(MPa)；多组轨枕测试数据取平均值得到最终结果，试验结果详见表3。
表3各实施例与对比例的试验结果数据表
结合实施例1、实施例2和实施例3并结合表3，防护修复剂、稀释用水和色浆混合制备的修复液喷涂在轨枕表面，固化后形成防护膜结构，通过调整防护修复剂、稀释用水和色浆的类型和添加量，轨枕表面的膜结构减缓混凝土轨枕的老化速率。
结合实施例2和对比例1并结合表3可以看出，稀释用水的添加，降低了轨枕老化前后的重量损失率和抗压强度损失率。防护修复剂与稀释用水混合得到稀释浆料，稀释用水提高了稀释浆料的均匀性，使防护修复剂均匀喷涂在轨枕表面，提高了防护修复剂对轨枕的防护作用。
结合实施例2、实施例4和实施例5并结合表3可以看出，随着稀释用水添加量的增加，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均先减小后增加。随着稀释用水添加量的增加，防护修复剂稀释度增加，单位面积轨枕上沾附的防护修复剂减小，防护修复剂的防护效果减弱，轨枕的重量损失率增加，部分空气、水分和酸性物质进入轨枕内，轨枕中可溶性物质溶出率提高，且轨枕中的钢筋在空气中二氧化碳、水分和酸性物质共同作用下锈蚀加重，轨枕抗压强度损失率增加。
结合实施例2、对比例2和对比例3并结合表3可以看出，防护修复剂与稀释用水的比例大于1:0.1，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均增加。防护修复剂与稀释用水的比例小于1:0.5，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均增加。
结合实施例2、实施例6和实施例7并结合表3可以看出，随着色浆添加量的增加，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均少量减小。本实施例中色浆采用氧化铁色浆。氧化铁红色浆与防护修复剂配合使用，提高了轨枕表面膜结构对日光、大气和酸性物质的稳定性，减缓了轨枕的老化速率。
结合实施例2、实施例8和实施例9，通过调整防护修复剂的类型，减缓混凝土轨枕的老化速率。防护修复剂的原料包括原料用水、乙二醇、润湿剂、分散剂、消泡剂、防腐剂、颜填料、成膜助剂、增稠剂、pH调节剂、乳液，各原料相互配合，在轨枕表面形成一层阻挡水分子和酸性物质的膜结构，减缓了轨枕的老化速率。
结合实施例2、实施例10和实施例11并结合表3可以看出，随着调整防护修复剂中颜填料添加量的增加，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均先减小后增加。颜填料为金红石型纳米TiO2，提高了膜结构的致密性，水分子和酸性物质不易穿过膜结构进入轨枕内，从而减缓了轨枕中可溶性物质溶出速率和钢筋锈蚀速率，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均减小。随着颜填料添加量的增加，防护修复剂粉体含量增加，形成的膜结构中出现微孔，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率增加。
结合实施例2和对比例4并结合表3可以看出，防护修复剂中pH调节剂的添加，降低了轨枕的重量损失率和抗压强度损失率。pH调节剂的添加，提高了防护修复剂的pH，防护修复剂喷涂在轨枕上后，不易溶蚀轨枕。防护膜结构碱性提高，与酸性物质反应并中和酸性物质，减小了酸性物质进入轨枕内的概率。
结合实施例2、实施例12和实施例13，实施例2中所用的防护修复剂的pH在8.0左右，实施例12所用的防护修复剂的pH在7左右，实施例13所用的防护修复剂的pH在9.5左右。结合表3可以看出，随着防护修复剂pH的增加，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均先减小后增加。
结合实施例2和对比例5并结合表3可以看出，乳液的添加，显著地降低了轨枕的重量损失率和抗压强度损失率。乳液作为主要的成膜物质，提供了膜结构的稳定性。
结合实施例2和对比例6并结合表3可以看出，乳液中呋喃树脂的添加，降低了轨枕的重量损失率和抗压强度损失率。
结合实施例2和对比例7并结合表3可以看出，乳液中全氟己基乙基甲基丙烯酸酯的添加，降低了轨枕的重量损失率和抗压强度损失率。
结合实施例2、实施例14和实施例15并结合表3可以看出，通过调整乳液中全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、呋喃树脂和乳化液的比值，提高防护修复剂对轨枕的防护，从而减缓了轨枕的老化速率。随着乳液中全氟己基乙基甲基丙烯酸酯与呋喃树脂比例的增加，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均先减小后增加。呋喃树脂含量减小，防护膜结构耐酸性降低，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率增加。
结合实施例2、实施例16和实施例17并结合表3可以看出，随着防护修复剂中呋喃树脂添加量的增加，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均先减小后增加。呋喃树脂与金红石型纳米TiO2配合使用，金红石型纳米TiO2催化呋喃树脂生成稳定的聚合物并固化在轨枕表面，提高了膜结构固化速率，减小了水分进入轨枕内的概率，从而减缓了轨枕老化。但随着呋喃树脂占比的增加，膜结构抗氧化能力减弱，轨枕老化处理后的重量损失率和抗压强度损失率增加。
结合实施例2、实施例18和实施例19并结合表3可以看出，随着防护修复剂中全氟己基乙基甲基丙烯酸酯添加量的增加，轨枕的重量损失率和抗压强度损失率均先减小后增加。
结合实施例2和对比例8并结合表3可以看出，乳液搅拌均匀后80℃保温1h，提高了防护修复剂对轨枕的防护能力，从而减缓了轨枕的老化速率。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (4)
1.一种轨枕外观修复工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将防护修复剂用稀释用水稀释，得到稀释浆料；
S2、稀释浆料与色浆混合，进行配色实验，确定混合比，得到修复液，具体包括以下步骤：
S21、将色浆添加入稀释浆料，混合均匀得到混合料；
S22、将混合料喷刷至轨枕外表面，防护稳定后，测定喷刷区与未喷刷区色差；
S23、重复步S21和S22，直至色差小于2；
S3、轨枕表面清理；
S4、修复液经雾化后喷涂在轨枕表面；
S5、轨枕防护处理；
所述防护修复剂包括以下重量份的原料：原料用水7-30份；乙二醇0.7-1.3份；润湿剂4.5-5.5份；分散剂1.7-2.3份；消泡剂0.6-1.4份；防腐剂281-379份；颜填料290-410份；成膜助剂11-17份；增稠剂0.5-1份；pH调节剂1.7-2.3份；乳液392-520份；
所述乳液的制备包括以下原料：全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、呋喃树脂和乳化液，所述全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、呋喃树脂和乳化液的重量比为（14-20）：（4-7）：28；
所述乳化液包括乳化剂和去离子水，所述乳化剂和去离子水的重量比为1:9；
所述乳液的制备步骤包括：乳化液、全氟己基乙基甲基丙烯酸酯和呋喃树脂混合，75℃恒温搅拌10min，80℃保温1h，冷却至室温后过滤得到乳液；
S1中防护修复剂与稀释用水的重量比为1：（0.1-0.5）。
2.根据权利要求1所述的一种轨枕外观修复工艺，其特征在于，所述防护修复剂的制备包括以下步骤：
S1、将分散剂和原料用水混合均匀；
S2、加入颜填料并搅拌；
S3、加入乙二醇、润湿剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂、增稠剂和乳液，经分散、搅拌、混合和研磨，用pH调节剂调节pH值至7.5-9.5得到防护修复剂。
3.根据权利要求1所述的一种轨枕外观修复工艺，其特征在于，所述色浆为氧化铁色浆。
4.根据权利要求1所述的一种轨枕外观修复工艺，其特征在于，S5中防护处理包括以下步骤：采用透气防护装置遮盖轨枕，以防止液态水侵蚀轨枕。
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| CN202310380225.3A CN116351664B (zh) | 2023-04-11 | 2023-04-11 | 一种轨枕外观修复工艺 |
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