ES2885069T3 - Procedimiento para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía - Google Patents

Procedimiento para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía Download PDF

Info

Publication number
ES2885069T3
ES2885069T3 ES17718539T ES17718539T ES2885069T3 ES 2885069 T3 ES2885069 T3 ES 2885069T3 ES 17718539 T ES17718539 T ES 17718539T ES 17718539 T ES17718539 T ES 17718539T ES 2885069 T3 ES2885069 T3 ES 2885069T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
granules
mixture
sand
plastic material
sleeper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17718539T
Other languages
English (en)
Inventor
Winfried Bösterling
Adrian Bednarczyk
Nicolas Schröder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vossloh Fastening Systems GmbH
Original Assignee
Vossloh Fastening Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/EP2016/059064 external-priority patent/WO2017182096A1/de
Priority claimed from DE102017108222.0A external-priority patent/DE102017108222A1/de
Priority claimed from DE102017108221.2A external-priority patent/DE102017108221A1/de
Priority claimed from DE102017108224.7A external-priority patent/DE102017108224A1/de
Application filed by Vossloh Fastening Systems GmbH filed Critical Vossloh Fastening Systems GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2885069T3 publication Critical patent/ES2885069T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/04Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/045Polyalkenes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/003Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52Heating or cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06Quartz; Sand
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/44Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from other materials only if the material is essential
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/04Polymers of ethylene
    • B29K2023/06PE, i.e. polyethylene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10Polymers of propylene
    • B29K2023/12PP, i.e. polypropylene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16Fillers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2509/00Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2503/00 - B29K2507/00, as filler
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/06Rods, e.g. connecting rods, rails, stakes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

Procedimiento para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía, que comprende los siguientes pasos de trabajo: a) poner a disposición una mezcla, la cual consiste en un 10 - 60 % en masa en un granulado de un material plástico deformable mediante suministro de calor o una mezcla de diferentes materiales plásticos y, como resto, en una arena con una densidad aparente de 1,4 - 2,0 g/cm3, siendo el índice de fluidez MFI/230/2,16, determinado de acuerdo con DIN EN ISO 1133 a una temperatura de prueba de 230 °C y una masa de carga de 2,16 kg, del material plástico o de los materiales plásticos de los que consiste el granulado de material plástico, en cada caso mayor de 20; b) calentar la mezcla a una temperatura de 150 - 200 °C; c) introducir la mezcla en un molde de prensado que reproduce la traviesa; d) prensar la mezcla en el molde con una presión de prensado de 1 - 5 MPa medida en la mezcla durante una duración de prensado de hasta 60 min; e) desmoldar la traviesa del molde.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía
La invención se refiere a un procedimiento para fabricar una traviesa prevista para el uso en la superestructura de vía, que está formada a partir de una mezcla de material plástico y arena.
Cuando se hace referencia en este texto a normas o directivas comparables, se hace referencia con ello siempre a la versión vigente en el momento de la presentación de la presente solicitud, siempre y cuando no se indique expresamente lo contrario.
La vía transitada por vehículos ferroviarios es parte de la superestructura de vía y comprende carriles, sobre los cuales ruedan las ruedas del vehículo ferroviario, traviesas, las cuales soportan los carriles y los mantienen un su posición correcta, y medios de fijación de carriles, con los cuales están fijados los carriles sobre las traviesas. Las traviesas están apoyadas a este respecto habitualmente sobre un lecho de balasto ("superestructura de lecho de balasto") o sobre una base firme ("calzada firme"), que está formada, por ejemplo, por placas de hormigón o similares.
Durante el uso, las traviesas están expuestas a altas solicitaciones. Han de absorber no solo el peso de los carriles y del vehículo ferroviario, sino absorber también cargas dinámicas altas al ser transitadas por un vehículo ferroviario. Al mismo tiempo han de soportar condiciones ambientales rudas y muy variables, las cuales se caracterizan, por ejemplo, por grandes variaciones de temperatura o humedad.
Las traviesas convencionales consisten en madera, acero u hormigón. Las traviesas de madera son comparativamente caras, se comportan durante el uso, no obstante, en cierta medida de forma elástica. Esto tiene la ventaja de que con ellas pueden formarse fijaciones de carril sin mayor esfuerzo, que muestran en dirección de la fuerza de gravedad una determinada, ventajosa para la vida útil del carril, elasticidad. A ello se opone el hecho de que son necesarias medidas laboriosas y en lo que se refiere a puntos de vista medioambiental, en parte cuestionables, para proteger traviesas de madera contra degradación. Debido al riesgo de degradación, las traviesas de madera han de inspeccionarse y cuidarse además de ello a intervalos comparativamente cortos.
Las traviesas de hormigón son, por el contrario, más resistentes al desgaste y pueden fabricarse de forma más económica. Presentan, sin embargo, un alto peso y no son elásticas. La falta de elasticidad hace necesarias medidas adicionales, para poder dar lugar a la elasticidad requerida en el correspondiente punto de fijación de carril. Además, en caso de cambios meteorológicos extremos, las traviesas de hormigón se muestran propensas a un envejecimiento de progreso rápido.
Como alternativa a las traviesas de madera u hormigón convencionales se han propuesto traviesas, las cuales consisten en una mezcla de material plástico y arena (DE 202011 050077 U1). La arena y los polímeros del material plástico han de estar a este respecto unidos entre sí de tal modo que se alcance por una parte una suficiente rigidez de forma, pero, por otra parte, también una elasticidad comparable con el comportamiento de la traviesa de madera. Un procedimiento, el cual ha de posibilitar la fabricación de este tipo de traviesas, ha de conocerse a este respecto por el documento EP 1299321 B1. En este procedimiento se calienta la arena a 300 - 800 °C y se mezcla entonces con un granulado del respectivo material plástico. La mezcla se introduce en un molde de conformación de traviesa y se enfría a una presión de 1 - 40 kPa a 60 - 100 °C. El tamaño de grano de la arena ha de encontrarse en 0,5 - 0,9 mm.
Con los antecedentes del estado de la técnica, ha resultado el objetivo de mencionar un procedimiento, con el cual pueden fabricarse traviesas de forma operativamente segura y económica, que tienen propiedades de uso optimizadas.
La invención ha logrado este objetivo mediante el procedimiento indicado en la reivindicación 1.
Configuraciones ventajosas de la invención están indicadas en las reivindicaciones dependientes y se explican, como la idea general de la invención, en detalle a continuación.
El procedimiento de acuerdo con la invención para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía comprende por lo tanto los siguientes pasos de trabajo:
a) poner a disposición una mezcla, la cual consiste en un 10 - 60 % en masa en un granulado de un material plástico deformable mediante suministro de calor o una mezcla de diferentes materiales plásticos y como resto en una arena con una densidad aparente de 1,4 - 2,0 g/cm3, siendo el índice de fluidez Mf I/230/2,16 del material plástico o de los materiales plásticos, determinado de acuerdo con DIN EN ISO 1133 a una temperatura de prueba de 230 °C y una masa de carga de 2,16 kg, en el cual consiste el granulado de material plástico, respectivamente mayor a 20;
b) calentar la mezcla a una temperatura de 150 - 180 °C;
c) introducir la mezcla en un molde de prensado que reproduce la traviesa;
d) prensar la mezcla en el molde con una presión de prensado de 1 - 5 MPa medida en la mezcla durante una duración de prensado de hasta 60 min;
e) desmoldar la traviesa del molde.
La invención parte del conocimiento de que para una fabricación fiable, operativamente segura, es necesario seleccionar un intervalo de temperatura limitado con exactitud y un intervalo, de igual modo limitado con exactitud, para la presión de prensado, en el cual se mantiene la mezcla de arena y material plástico introducida en el correspondiente molde, hasta que se ha ajustado la conexión de arena y material plástico requerida para el mantenimiento de la forma para la traviesa.
El intervalo de temperaturas, dentro del cual se encuentra la temperatura de la mezcla de arena y material plástico al prensarse en el correspondiente molde, es, de acuerdo con la invención, de 150 - 200 °C. La mezcla de arena y material plástico puede obtener esta temperatura en cuanto que en primer lugar se mezclan la arena y el correspondiente granulado de material plástico y se calienta la mezcla obtenida entonces a la temperatura de prensado. En pruebas prácticas ha podido verse que con temperaturas de prensado de al menos 160 °C pueden fabricarse de modo fiable traviesas, las cuales, en lo que se refiere a su fidelidad de forma, calidad de superficie y propiedades mecánicas cumplen también los requisitos más altos. Desde el punto de vista de la optimización del uso de energía puede ser conveniente, limitar la temperatura de prensado a como máximo 180 °C.
De modo alternativo a un calentamiento conjunto de material plástico y arena puede ser conveniente, calentar previamente solo la arena y mezclarla entonces con el granulado de material plástico aún no calentado. Como consecuencia del contacto con la arena caliente se calienta entonces el material plástico hasta ese momento más frío, rápidamente a la temperatura de prensado requerida de acuerdo con la invención. Esto tiene ventajas no solo para el aprovechamiento efectivo de la energía térmica, sino que tiene un efecto también positivo en el proceso de conexión de arena y material plástico. Para aprovechar estas ventajas, la arena ha de calentarse, teniéndose en consideración las proporciones de masa de arena y material plástico previstas en la traviesa a fabricar, así como el comportamiento de calentamiento del material plástico, de tal modo por encima de la temperatura de prensado, que la temperatura de la mezcla formada a partir de la arena caliente y el material plástico frío tras la mezcla se encuentre en el intervalo de temperatura previsto de acuerdo con la invención. Para ello ha demostrado su eficacia en pruebas prácticas, cuando la arena se calienta a una temperatura de 180 - 250 °C, en particular al menos 190 °C o como máximo 230 °C, y se mezcla entonces con el material plástico.
La mezcla de arena y material plástico procesada de acuerdo con la invención ha de presentar la temperatura de prensado predeterminada de acuerdo con la invención en el molde de prensado. Para asegurar esto, puede ser necesario en variantes de procedimiento, en las cuales la mezcla de arena y material plástico se calienta antes de la introducción en el molde y se introduce en estado caliente en la herramienta de conformado, ajustar la temperatura de la mezcla de arena y material plástico teniéndose en consideración la pérdida de temperatura, la cual puede producirse debido al contacto de la mezcla con el molde, de tal manera que la temperatura de la mezcla se encuentre tras la introducción en el molde aún en el intervalo de temperatura predeterminado para la temperatura de prensado. Para evitar una pérdida de temperatura excesiva, puede ser conveniente llevar el molde de prensado para la introducción a, por término medio, al menos 100 °C, en particular al menos 110 °C, habiendo resultado en la práctica como suficientes temperaturas de hasta 180 °C, en particular de hasta 140 °C, y habiendo resultado en este caso ventajosas desde el punto de vista del uso de energía óptimo, para garantizar una suficiente regulación de temperatura de la respectiva mezcla de arena y material plástico introducida en el molde de prensado. "Por término medio" significa en este caso en relación con la temperatura del molde de prensado, que el promedio de la temperatura detectada para todas las zonas del molde de prensado se corresponde con las especificaciones de acuerdo con la invención. Pueden presentarse de este modo localmente desvíos de estas especificaciones, es decir, temperaturas más altas o más bajas. Es decisivo que se alcance el valor promedio, siendo los desvíos de aparición local, del valor promedio, de modo óptimo de no más de 10 %, en particular de no más de 5 %.
Tras el prensado puede desmoldarse la traviesa. A este respecto se entiende por sí mismo que la traviesa se enfría, en caso de ser necesario, en el molde hasta una determinada temperatura de desmoldeo, para facilitar el desmoldeo. De este modo ha resultado ventajoso, cuando la temperatura de extracción de la traviesa es de 40 - 100 °C, en particular 50 - 70 °C.
También es esencial para el éxito de la invención que la arena mezclada con el granulado de material plástico tenga una densidad aparente de 1,4 - 2,0 g/cm3, habiendo resultado particularmente ventajosas arenas con una densidad aparente de al menos 1,6 g/cm3. En el caso de arenas con densidad aparente seleccionada dentro de las especificaciones de acuerdo con la invención, se garantiza una buena mezcla con el granulado de material plástico y como consecuencia de ello una buena conexión de los granos de arena con la matriz de material plástico que los rodea en la traviesa terminada, que se forma a partir de los granos de granulado de material plástico que se funden y compactan durante el calentamiento y el proceso de prensado. Han resultado a este respecto particularmente ventajosas densidades aparentes de hasta 1,9 g/cm3, en particular de al menos 1,7 g/cm3.
Pruebas prácticas han dado como resultado que la arena, la cual consiste en granos con un tamaño de grano medio de con un diámetro de grano medio de 0,1 - 0,5 mm, se adecua particularmente bien para los fines de acuerdo con la invención. De este modo resulta en el caso de una granulación de este tipo una incorporación particularmente buena de los granos de arena en la matriz de material plástico de la traviesa terminada de fabricar. En este sentido se optimiza no solo la estabilidad de la traviesa, sino que también se ajusta de forma óptima su comportamiento de amortiguación y su elasticidad para el uso como traviesa en una vía para vehículos ferroviarios. Esto se cumple en particular, cuando el tamaño de grano medio de los granos de la arena es inferior a 0,5 mm, es decir, por ejemplo, de como máximo 4,8 mm, de como máximo 4,5 mm o incluso solo de como máximo 0,44 mm.
Como arena para los fines de acuerdo con la invención se tienen en consideración todas las arenas, cuya densidad aparente se corresponde como requisito mínimo a las especificaciones de acuerdo con la invención.
Pruebas prácticas han mostrado que el tipo de la arena previsto en el material de una traviesa de acuerdo con la invención no ha de cumplir requisitos especiales. Han resultado ventajosas, sin embargo no obligatoriamente necesarias, arenas quebradas. En este sentido se trata, por regla general, de arenas generadas artificialmente, como resultan, por ejemplo, al reciclarse productos fabricados a base de arena, como traviesas de acuerdo con la invención. Las arenas quebradas se caracterizan porque sus granos presentan salientes de cantos afilados por su perímetro, a través de los cuales se enganchan con los granos que limitan con ellos y contribuyen de este modo a una solidez y resistencia a la rotura particularmente altas de la traviesa producida de acuerdo con la invención.
La dureza de los granos de la arena usada de acuerdo con la invención presenta ventajosamente una dureza determinada de acuerdo con Mohs (véase, por ejemplo, Detlef Gysau, "Füllstoffe", 3a edición, Hannover: Vincentz Network, 2014, ISBN: 9783866308398) de 5 - 8, habiendo resultado particularmente ventajosas arenas con granos, los cuales presentan una dureza determinada de acuerdo con Mohs de al menos 6, en particular de al menos 7.
El contenido de granulado de material plástico de la mezcla puesta a disposición en el paso de trabajo a) para el procedimiento de acuerdo con la invención, es de 10 - 60 % en masa, habiendo resultado particularmente ventajosos contenidos de 20 - 40 % en masa.
Como material plástico para la fabricación de acuerdo con la invención de una traviesa pueden usarse básicamente todos los materiales plásticos, los cuales pueden mezclarse con una arena con la calidad de acuerdo con las especificaciones según la invención y que pueden compactarse de tal modo mediante suministro de calor y presión, que resulta una suficiente conexión entre el material plástico y los granos de la arena incorporados en él. Se adecuan para ello en particular los materiales plásticos denominados habitualmente como "termoplásticos".
Son particularmente adecuados en este caso granulados de material plástico, los cuales consisten en granulado de polipropileno (granulado de PP) o en un granulado de polietileno (granulado de PE), habiendo resultado particularmente convenientes granulados de PP. También un granulado, el cual consiste en un polietileno de alta densidad (granulado de HDPE), puede ser adecuado para la invención, cuando resultan requisitos particulares para el material plástico.
El granulado de material plástico previsto para la fabricación de una traviesa de acuerdo con la invención puede consistir en un solo tipo de granulado o puede usarse como mezcla de diferentes tipos de granulado de material plástico.
En el caso de que deba usarse una mezcla de granulado de material plástico, ha resultado ser ventajoso cuando el granulado de material plástico consiste en 40 - 60 % en masa en granulado de PP y como resto en granulado de PE o HDPE.
Un buen relleno de molde durante la compresión de la mezcla de arena y material plástico de acuerdo con la invención introducida en el molde de conformación resulta de acuerdo con la invención debido a que el índice de fluidez MFI/230/2,16 (véase también: A.B. Mathur, I.S. Bhardway, "Testing and Evaluation of Plastics", Allied Publishers PVT. Limited, 2003, ISBN 81-7764-436-X) determinado de acuerdo con DIN EN ISO 1133 a una temperatura de prueba de 230 °C y una masa de carga de 2,16 kg, del material plástico o de los materiales plásticos, en el cual consiste el granulado de material plástico, es respectivamente mayor a 20.
Una buena mezcla del material plástico con la arena de la mezcla de arena y material plástico procesada de acuerdo con la invención puede favorecerse adicionalmente debido a que la granulación del granulado está adaptada a la granulación de la arena. Para este propósito ha resultado ser útil cuando el granulado de material plástico se presenta en forma de polvo o talco.
Las traviesas producidas de acuerdo con la invención presentan una alta seguridad contra rotura.
Pruebas llevadas a cabo de acuerdo con DIN EN 13146-10 han dado como resultado para las traviesas fabricadas de acuerdo con la invención regularmente a altas resistencias a la extracción que cumplen con los más altos requisitos, de modo que los requisitos establecidos en relación con ello en la práctica se cumplen siempre de modo seguro.
Además de ello las traviesas de acuerdo con la invención resultan adecuadas en particular medida para el uso de tomillos de fijación de carril autorroscantes, que se atornillan para la fijación del carril a apoyarse respectivamente sobre la traviesa, en una abertura cilíndrica, introducida en particular como perforación en la traviesa, y cortan a este respecto en el material que rodea la abertura. Puede verse en este caso que las traviesas de acuerdo con la invención pueden absorber altos momentos de extracción de al menos 60 kN, sin que se produzca una rotura de material de traviesa. Esto permite, en combinación con traviesas de acuerdo con la invención, usar sistemas de estructura sencilla y económicos del carril respectivamente a fijar, en cuyo caso se requiere para el anclaje sobre la traviesa únicamente una cantidad mínima de tornillos.
A continuación se explica con mayor detalle la invención mediante ejemplos de realización.
Para la fabricación de una traviesa conformada de modo convencional en forma de paralelepípedo alargado para una superestructura de lecho de balasto, se ha puesto a disposición una arena de cuarzo. La densidad aparente de la arena fue de aproximadamente 1,9 g/cm3 con una dureza determinada de acuerdo con Mohs de 7 y un tamaño de grano medio de los granos de arena de 0,1 - <0,5 mm.
Del mismo modo se puso a disposición un granulado de material plástico, el cual consistió en una mezcla de granos de material plástico de polipropileno (granulado de PP). El índice de fluidez determinado a 230 °C y una carga de 2,16 kg del granulado de material plástico de PP fue de más de 20.
Antes de la mezcla con el granulado de material plástico, la arena se ha calentado con la ayuda de un cartucho de calentamiento calentado mediante un aceite calentado, introducido en ella, a 220 °C. La temperatura del granulado de material plástico se correspondió, por el contrario, con la temperatura ambiente.
La arena caliente se mezcló entonces con el granulado de material plástico. La dosificación de arena y granulado de material plástico se produjo a este respecto, de tal manera que la mezcla de arena y material plástico obtenida consistió en un 35 % en masa en granulado de material plástico y como resto en arena. Durante la mezcla el granulado de material plástico se calentó y la arena caliente se enfrió de modo correspondiente, de modo que la mezcla de arena y material plástico obtenida presentó una temperatura de prensado de 170 °C. A esta temperatura el granulado de material plástico ya estaba por completo fundido.
La mezcla de arena y material plástico atemperada de este modo se introdujo en un molde de una herramienta de prensado, cuya temperatura se mantuvo en al menos 120 °C.
Entonces se mantuvo la mezcla de arena y material plástico en el molde durante una duración de, por ejemplo, 30 minutos con una presión de 3,6 MPa. De este modo se llenó el molde de forma uniforme con la mezcla de arena y material plástico, de modo que los detalles predeterminados por el molde, de la traviesa, se reprodujeron de manera correcta y se produjo una conexión intensiva de la arena con el material plástico que le rodeaba.
Una vez finalizado el tiempo de prensado se abrió el molde y se enfrió la traviesa obtenida a una temperatura de desmoldeo de 60 °C, a la cual finalmente se desmoldó la traviesa del molde.
La traviesa obtenida presentó una seguridad contra rotura tan alta que pudo absorber las cargas que hacen su aparición en el uso práctico, de forma segura permanente.
A este respecto pudo verse que las resistencias de extracción, es decir, las fuerzas, las cuales son necesarias, para extraer el anclaje de una fijación de carril de la traviesa, son claramente mayores que el valor mínimo predeterminado para ello en la práctica.
Del mismo modo se lograron en caso de pruebas con tornillos de traviesa convencionales, momentos de extracción, los cuales estuvieron claramente por encima de 60 kN, por ejemplo, 70 kN y más.
Los cuerpos de prueba en forma de paralelepípedo de traviesas y cuerpos de prueba fabricados de acuerdo con la invención del modo explicado anteriormente, que se fabricaron de acuerdo con lo establecido en el modelo de utilidad alemán DE 20 2011 050 077 U1 ya mencionado arriba, se sometieron a temperaturas de prueba de -20 °C, 0 °C, temperatura ambiente, 50 °C, 70 °C a pruebas de flexión de 3 puntos. Las pruebas de flexión de 3 puntos se llevaron a cabo de acuerdo con DIN EN 196-1. Las dimensiones de los cuerpos de prueba fueron a este respecto 160 x 40 x 40 mm.
El desarrollo de prueba se representa esquemáticamente en la figura que acompaña. De este modo los cuerpos de prueba P se dispusieron de tal modo sobre alojamientos A1, A2 en paralelo entre sí con una separación de 100 mm, que sobresalieron con su respectiva sección de extremo lateralmente a razón de respectivamente 30 mm del alojamiento A1, A2 asignado. La respectiva fuerza de prueba K se aplicó a través del alojamiento A3 sobre el correspondiente cuerpo de prueba P examinado.
Las pruebas mostraron que las cargas de rotura absorbidas durante las pruebas por parte de los cuerpos de prueba producidos de acuerdo con la invención, es decir, la fuerza de prueba K máxima, en caso de superarse la cual se produjo una rotura del correspondiente cuerpo de prueba, fue mayor en cada temperatura de prueba en término medio a razón de al menos 46 % que la carga de rotura, que pudo absorberse en caso de la misma temperatura de prueba por parte de los cuerpos de prueba comparativos generados y configurados de forma convencional.
En la tabla 1 se indica para cada una de las temperaturas de prueba TP, a razón de qué porcentaje A% las cargas de rotura BK_erf absorbidas por los cuerpos de prueba de acuerdo con la invención fueron mayores por término medio que las cargas de rotura Bk_konv promedio, que pudieron ser absorbidas por los cuerpos de prueba de comparación en caso de pruebas de flexión de 3 puntos (A% = [BK_erf - BK_konv]/BK_konv).
Tabla 1
Figure imgf000006_0001

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía, que comprende los siguientes pasos de trabajo:
a) poner a disposición una mezcla, la cual consiste en un 10 - 60 % en masa en un granulado de un material plástico deformable mediante suministro de calor o una mezcla de diferentes materiales plásticos y, como resto, en una arena con una densidad aparente de 1,4 - 2,0 g/cm3, siendo el índice de fluidez MFI/230/2,16, determinado de acuerdo con DIN EN ISO 1133 a una temperatura de prueba de 230 °C y una masa de carga de 2,16 kg, del material plástico o de los materiales plásticos de los que consiste el granulado de material plástico, en cada caso mayor de 20;
b) calentar la mezcla a una temperatura de 150 - 200 °C;
c) introducir la mezcla en un molde de prensado que reproduce la traviesa;
d) prensar la mezcla en el molde con una presión de prensado de 1 - 5 MPa medida en la mezcla durante una duración de prensado de hasta 60 min;
e) desmoldar la traviesa del molde.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la masa proporcionada en el paso de trabajo a) contiene el 20 - 40 % en masa del granulado de un material plástico.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la densidad aparente de la arena proporcionada en el paso de trabajo a) es de al menos 1,6 g/cm3.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la duración de prensado es de al menos 5 min.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura, a la cual se calienta la mezcla en el paso de trabajo b), es de al menos 160 °C.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el granulado de material plástico consiste en un granulado de polipropileno (granulado de PP) o en un granulado de polietileno (granulado de PE).
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que el granulado de material plástico está mezclado a partir de un granulado de PP y de un granulado de PE.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que el granulado de material plástico consiste en el 40 - 60 % en masa en granulado de PP y, como resto, en granulado de PE.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la arena, antes de ser mezclada con el granulado de material plástico, se calienta a una temperatura de 150 - 230 °C.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la temperatura del molde de prensado durante el llenado con la mezcla de granulado de material plástico y arena es de, por término medio, 100 -140 °C.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la arena consiste en granos con un tamaño de grano promedio de 0,1 - 0,5 mm.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que el tamaño de grano medio de los granos de la arena es inferior a 0,5 mm.
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la arena tiene una dureza determinada de acuerdo con Mohs de 5 - 8.
ES17718539T 2016-04-22 2017-04-21 Procedimiento para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía Active ES2885069T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2016/059064 WO2017182096A1 (de) 2016-04-22 2016-04-22 Verfahren zum herstellen einer schwelle für den einsatz im gleisoberbau
DE102017108222.0A DE102017108222A1 (de) 2017-04-18 2017-04-18 Schwelle für den Gleisoberbau
DE102017108221.2A DE102017108221A1 (de) 2017-04-18 2017-04-18 Schwelle für den Gleisoberbau
DE102017108224.7A DE102017108224A1 (de) 2017-04-18 2017-04-18 Schwelle für den Gleisoberbau
PCT/EP2017/059519 WO2017182630A1 (de) 2016-04-22 2017-04-21 Verfahren zum herstellen einer schwelle für den einsatz im gleisoberbau

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2885069T3 true ES2885069T3 (es) 2021-12-13

Family

ID=58579182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17718539T Active ES2885069T3 (es) 2016-04-22 2017-04-21 Procedimiento para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20190118424A1 (es)
EP (1) EP3419948B1 (es)
JP (1) JP6517450B1 (es)
KR (1) KR102006958B1 (es)
CN (1) CN109071348B (es)
AU (1) AU2017252004B2 (es)
CA (1) CA3021612C (es)
DK (1) DK3419948T3 (es)
ES (1) ES2885069T3 (es)
HU (1) HUE055989T2 (es)
MA (1) MA43779A (es)
MX (1) MX2018012091A (es)
PL (1) PL3419948T3 (es)
PT (1) PT3419948T (es)
WO (1) WO2017182630A1 (es)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5055350A (en) * 1990-04-30 1991-10-08 Neefe Charles W Composite railroad cross-tie
FI91249C (fi) * 1993-05-31 1994-06-10 Matti Toivola Menetelmä rakennusmateriaalin valmistamiseksi lajittelemattoman kestomuovijätteen ja mineraalin sekoituksesta
GB2291419B (en) * 1994-07-18 1998-05-13 Europ Environmental Recycling A method for recycling waste materials
KR970058869A (ko) * 1996-01-09 1997-08-12 강영일 폐합성수지를 이용한 철도침묵의 제조방법
RU2170716C1 (ru) 2000-06-30 2001-07-20 Тарасенко Александр Михайлович Песчано-полимерный материал
CN100488913C (zh) * 2007-04-30 2009-05-20 西安天久环保再生材料有限公司 利用废弃原料制成的再生节能型材料及其用途
DE202011050077U1 (de) 2011-05-09 2011-07-19 Sioplast Produktionsgesellschaft Mbh Bahnschwelle und Vorrichtung zu deren Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019516883A (ja) 2019-06-20
PT3419948T (pt) 2021-07-30
DK3419948T3 (da) 2021-08-30
US20190118424A1 (en) 2019-04-25
AU2017252004B2 (en) 2019-06-20
MX2018012091A (es) 2019-01-10
PL3419948T3 (pl) 2021-12-20
KR102006958B1 (ko) 2019-08-05
AU2017252004A1 (en) 2018-10-11
CA3021612C (en) 2021-06-01
HUE055989T2 (hu) 2022-01-28
CN109071348B (zh) 2020-09-29
MA43779A (fr) 2018-11-28
WO2017182630A1 (de) 2017-10-26
EP3419948B1 (de) 2021-06-16
JP6517450B1 (ja) 2019-05-22
CN109071348A (zh) 2018-12-21
CA3021612A1 (en) 2017-10-26
KR20180123707A (ko) 2018-11-19
EP3419948A1 (de) 2019-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2763441T3 (es) Procedimiento para la fabricación de una traviesa para el uso en una superestructura de vía
ES2258860T3 (es) Traviesa de ferrocarril de material compuesto.
US8342420B2 (en) Recyclable plastic structural articles and method of manufacture
US9816235B2 (en) Thermoset composite material and structural component and method of making the same from engineered recycled rubber powder
CN101088435A (zh) 垫体及垫体的制造方法
KR101363159B1 (ko) 배수블록
MXPA02011173A (es) Durmientes de hule reciclado para via de ferrocarril.
ES2885069T3 (es) Procedimiento para fabricar una traviesa para el uso en la superestructura de vía
ES2911380T3 (es) Base de la traviesa
KR100834241B1 (ko) 야외 벤치용 우레탄 성형 판넬 및 그 제조방법
KR100654064B1 (ko) 폐수지를 이용한 도로경계석 제조방법 및 그에 의해 제조된도로경계석
US11396728B2 (en) Sleeper for a track superstructure
KR101334443B1 (ko) 인조잔디용 배수블록
CN100560868C (zh) 橡胶步行板
ES2948661T3 (es) Método de construcción para el pavimento de parque infantil
JP2008069575A (ja) 鉄道用枕木及びその製造方法