RU2707435C1 - Composite sleeper - Google Patents

Composite sleeper Download PDF

Info

Publication number
RU2707435C1
RU2707435C1 RU2019105718A RU2019105718A RU2707435C1 RU 2707435 C1 RU2707435 C1 RU 2707435C1 RU 2019105718 A RU2019105718 A RU 2019105718A RU 2019105718 A RU2019105718 A RU 2019105718A RU 2707435 C1 RU2707435 C1 RU 2707435C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleepers
bamboo
composite
elements
reinforced
Prior art date
Application number
RU2019105718A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иванович Кондращенко
Андрей Александрович Аскадский
Александр Андреевич Аскадский
Павел Александрович Мороз
Чжуан Ван
Гоцин ЦЗИН
Original Assignee
Валерий Иванович Кондращенко
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
Application filed by Валерий Иванович Кондращенко filed Critical Валерий Иванович Кондращенко
Priority to RU2019105718A priority Critical patent/RU2707435C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707435C1 publication Critical patent/RU2707435C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • E01B3/46Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from different materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to railway track superstructure, particularly, to composite sleepers. Sleeper consists of a matrix based on organic binder and reinforced with a group of bamboo elements. Cavities of bamboo elements are filled with hardened cement mortar.EFFECT: higher operational properties of the sleeper.5 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, более конкретно - к конструкциям верхнего строения железнодорожного пути, а именно к конструкциям шпал.The invention relates to railway transport, and more specifically to structures of the upper structure of the railway track, namely, designs of sleepers.

Уровень техникиState of the art

Известна конструкция деревянных шпал, которая широко применяется в мире и имеет ряд преимуществ, таких как низкий модуль упругости, обеспечивающий меньший износ элементов железнодорожного пути и подвижного состава, простота изготовления, легкость перевозки, монтажа и замены, высокие электроизоляционные свойства и другие [1]. Однако производство деревянных шпал требует использования крупноразмерной древесины, запасы которой резко снижаются. Кроме того, деревянные шпалы склонны к растрескиванию, разрушению подрельсовых площадок вследствие низкой сопротивляемости древесины сжимающим напряжениям поперек волокон. Их применение на железных дорогах предполагает использование коротких рельсовых плетей, повышающих риски потери устойчивости пути вследствие их малой массы, а эксплуатация приводит к экологическим проблемам, связанным с использованием пропитки на основе креозота и других опасных продуктов, необходимых для защиты древесины от гниения. Кроме того, серьезную опасность представляют экологические проблемы при производстве и утилизации старогодных деревянных шпал.A known design of wooden sleepers, which is widely used in the world and has several advantages, such as low modulus of elasticity, providing less wear on the elements of the railway track and rolling stock, ease of manufacture, ease of transportation, installation and replacement, high electrical insulation properties and others [1]. However, the production of wooden sleepers requires the use of large-sized wood, whose stocks are sharply reduced. In addition, wooden sleepers are prone to cracking, destruction of rail platforms due to the low resistance of wood to compressive stresses across the fibers. Their use on railways involves the use of short rail lashes, which increase the risk of loss of track stability due to their low weight, and operation leads to environmental problems associated with the use of creosote-based impregnation and other dangerous products necessary to protect wood from decay. In addition, environmental problems in the production and disposal of old wooden sleepers pose a serious danger.

Другой распространенной конструкцией шпал являются железобетонные шпалы, которые быстро развились и широко применялись на разных типах железнодорожных путей после Второй мировой войны из-за нехватки древесины, появления технологии бесстыкового пути и совершенствования технологии предварительного натяжения арматуры шпал. Железобетонные шпалы имеют преимущества, такие как: большую массу (200-300 кг), обеспечивающую хорошую устойчивость железнодорожного пути; сопротивление к биоэрозии и химической коррозии; длительный расчетный срок службы; способность выдерживать большие нагрузки от подвижного состава, чем путь на деревянных шпалах; высокую точность конструкции, обеспечивающую стабильность железнодорожного пути; легкость изготовления и создание рациональной формы, максимально соответствующей действующим нагрузкам. Однако, такие шпалы обладают большой жесткостью, которая проводит к: высоким напряжениям в балластной призме и земляном полотне (выше на 25%, чем у деревянных шпал); ускоренному ухудшению и нестабильности свойств балласта; усложнению конструкции скреплений, связанной с необходимостью установки подрельсовых прокладок; преждевременному износу железнодорожного пути и подвижного состава, а также рельсов и скреплений, что предопределяет сокращение срока их службы в 5-10 раз по сравнению с расчетным, составляющим не менее 50 лет. В таких шпалах наблюдается: разрушение бетона шпал из-за его коррозии, в частности, вследствие образования эттрингита; высокая хрупкостью и низкая ударопрочность, приводящие к их разрушению при сходе поездов, при погрузке и разгрузке шпал, при подбивке балластной призмы; высокая себестоимость и большая трудоемкость транспортировки и операций замены дефектных шпал в пути из-за их большой массы; высокая затратность при утилизации железобетонных шпал. В то же время, производство таких шпал из-за повышенной вибрации при уплотнении бетонной смеси вызывает отрицательное воздействие на персонал, а применение железобетонных шпал также вызывают

Figure 00000001
вибрацию подрельсового основания, передающейся в окружающую сферу.Another common construction of sleepers is reinforced concrete sleepers, which quickly developed and were widely used on various types of railway tracks after the Second World War due to the lack of wood, the advent of the technology of continuous joints and the improvement of the technology of prestressing reinforcement for sleepers. Reinforced concrete sleepers have advantages, such as: a large mass (200-300 kg), providing good stability of the railway track; resistance to bioerosion and chemical corrosion; long estimated service life; the ability to withstand greater loads from rolling stock than a track on wooden sleepers; high precision construction, ensuring the stability of the railway track; ease of manufacture and the creation of a rational form that is most appropriate for current loads. However, such sleepers have great rigidity, which leads to: high stresses in the ballast and subgrade (25% higher than that of wooden sleepers); accelerated deterioration and instability of ballast properties; complicating the design of fasteners associated with the need to install rail strips; premature deterioration of the railway track and rolling stock, as well as rails and fasteners, which predetermines a reduction in their service life by 5-10 times compared with the estimated component of at least 50 years. In such sleepers, the following is observed: destruction of concrete sleepers due to its corrosion, in particular, due to the formation of ettringite; high brittleness and low impact resistance, leading to their destruction during train gathering, during loading and unloading of sleepers, while tamping the ballast prism; the high cost and laboriousness of transportation and the replacement of defective sleepers in transit due to their large mass; high cost for the disposal of reinforced concrete sleepers. At the same time, the production of such sleepers due to increased vibration during compaction of the concrete mixture causes a negative impact on personnel, and the use of reinforced concrete sleepers also
Figure 00000001
vibration of the rail base, transmitted to the surrounding sphere.

Альтернативой указанным шпалам служат композиционные (пластиковые) шпалы, свойства материала которых являются некоторым компромиссом между свойствами материала деревянных и железобетонных шпал.An alternative to these sleepers are composite (plastic) sleepers, the material properties of which are some compromise between the material properties of wooden and reinforced concrete sleepers.

В качестве древесного материала в таких шпалах может быть использован бамбук, который отличает быстрый набор древесной массы при его произростании и превосходные физико-механические свойства, вследствие чего он может служить хорошим заменителем древесины.As a wood material in such sleepers can be used bamboo, which is distinguished by a quick set of wood pulp during its growth and excellent physical and mechanical properties, as a result of which it can serve as a good substitute for wood.

Известна консолидированная бамбуковая шпала, полученная путем ряда операций, включающих раздробление жердей бамбука в лучины, первичную сушку и пропитку смолой полученных лучин бамбука, повторную сушку этих лучин до требуемой влажности, укладку лучин в форму, термореактивную обработку при высокой температуре и высоком давлении [2]. Такую шпалу отличает низкий уровень автоматизации производства и трудоемкость изготовления, а также высокие производственные энергозатраты, что делает ее неконкурентоспособной традиционным конструкциям шпал с экономической точки зрения. Также она имеет ряд конструктивных недостатков, к которым относятся ограниченная возможность регулирования несущей способности такой шпалы под различные поездные нагрузки, разрушение лучин бамбука при установке скреплений, высокую вероятность разрушения торцов таких шпал при эксплуатации вследствие набухания и гниения незащищенных лучей бамбука, выходящих на торцевую поверхность шпалы. Кроме того, у нее низкие атмосферостойкость, формоустойчивость и антимикотическое свойство, в том числе высокая гигроскопичность, что делает ее далеким от оптимального вариантом для применения в железнодорожном пути.Known consolidated bamboo sleepers obtained by a number of operations, including crushing bamboo poles into brooms, primary drying and resin impregnation of bamboo brooms, re-drying these bends to the desired moisture content, laying the brooms in a mold, thermoset processing at high temperature and high pressure [2] . Such sleepers are distinguished by a low level of automation of production and the complexity of manufacturing, as well as high production energy costs, which makes it uncompetitive to traditional designs of sleepers from an economic point of view. It also has a number of design flaws, which include the limited ability to regulate the bearing capacity of such sleepers for various train loads, the destruction of bamboo dams during the installation of fasteners, the high probability of destruction of the ends of such sleepers during operation due to swelling and decay of unprotected bamboo rays reaching the end surface of the sleepers . In addition, it has low weather resistance, shape stability and antimycotic property, including high hygroscopicity, which makes it far from the optimal option for use in the railway.

В качестве прототипа предлагаемому решению служит конструкция композиционной шпалы, в которой для армирования используются два сплошных деревянных бруска, расположенных симметрично относительно оси шпалы в матрице, представляющей собой смесь древесной щепы и связующего сложного состава на основе, в частности, феноло-формальдегидной смолы [3]. Помимо экологической небезопасности композиционной шпалы на таких смолах и больших энергетических затратах на их отверждение, определяющих ее высокую себестоимость, в данной конструкции шпалы применение сплошных брусков из древесины ограничивает регулирование свойств армирующих элементов и, тем самым, возможность создавать широкий спектр конструкций шпал, предназначенных для эксплуатации в условиях поездных нагрузок различной интенсивности. Кроме того, как показал опыт эксплуатации таких шпал, наличие сучков в сечении армирующих деревянных элементов может приводить к разрушению композиционной шпалы в пути вследствие потери ею несущей способности [3].The prototype of the proposed solution is the construction of a composite sleepers, in which two solid wooden bars are used symmetrically relative to the axis of the sleepers in a matrix, which is a mixture of wood chips and a complex binder based on, in particular, phenol-formaldehyde resin [3] . In addition to the environmental insecurity of composite sleepers on such resins and the high energy costs of curing them, which determine its high cost, in this design sleepers the use of solid bars of wood limits the regulation of the properties of reinforcing elements and, therefore, the ability to create a wide range of designs of sleepers designed for use in conditions of train loads of varying intensity. In addition, as experience in the operation of such sleepers has shown, the presence of knots in the cross section of reinforcing wooden elements can lead to the destruction of the composite sleepers in transit due to the loss of its bearing capacity [3].

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническим результатом изобретения является регулирование прочности, физико-механических свойств шпалы и повышение ее экологичности, а также в возможности ее простой и дешевой утилизации путем многократной переработки и повторного применения шпалы.The technical result of the invention is the regulation of strength, physico-mechanical properties of the sleepers and increase its environmental friendliness, as well as the possibility of its simple and cheap disposal by repeated processing and reuse of sleepers.

Для достижения вышеуказанного технического результата предложена композиционная шпала, состоящая из матрицы в виде композиционного материала на основе органического связующего, армированной группой бамбуковых элементов, полости которых заполнены цементным раствором.To achieve the above technical result, a composite sleeper is proposed, consisting of a matrix in the form of a composite material based on an organic binder, reinforced with a group of bamboo elements, the cavities of which are filled with cement mortar.

Согласно настоящему изобретению органическим связующим матрицы может являться продукт переработки пластиковых бытовых отходов, дисперсно-армированной органическим, например, бамбуковой щепой и/или волокнами, и/или минеральным, например, кварцевым песком, наполнителем.According to the present invention, the organic matrix binder can be a product of the processing of household plastic waste, dispersively reinforced with organic, for example, bamboo chips and / or fibers, and / or mineral, for example, quartz sand, a filler.

Согласно настоящему изобретению группа бамбуковых элементов может представлять собой бамбуковые стержни в количестве двух или четырех штук, расположенные симметрично относительно продольной оси шпалы.According to the present invention, the group of bamboo elements can be bamboo rods in the amount of two or four pieces, located symmetrically relative to the longitudinal axis of the sleepers.

Согласно настоящему изобретению лишь частичное число полостей бамбуковых элементов может быть заполнено цементным раствором, например, только в зонах возникновения максимальных изгибающих моментов.According to the present invention, only a partial number of cavities of the bamboo elements can be filled with cement mortar, for example, only in areas where maximum bending moments occur.

Согласно настоящему изобретению цементный раствор может быть получен с использованием цемента, к которому предъявляются специальные требования, например, по объемным деформациям при твердении.According to the present invention, a cement mortar can be obtained using cement, which has special requirements, for example, for volumetric deformation during hardening.

Техническая характеристика предлагаемой шпалы обобщается в следующие пункты.The technical characteristics of the proposed sleepers are summarized in the following paragraphs.

(1) В данных шпалах пластиковые бытовые отходы служат для создания матрицы, дисперсно-армированной, например, бамбуковой щепой/волокном, служащими наполнителем матрицы, стержни (жерди) бамбука служат в качестве армирующих элементов (арматуры), цементный раствор, например, на безусадочном цементе, частично заполняет полости бамбуковых стержней (жердей), что усиливает прочность шпалы на изгиб и сопротивление на сжатие стержней (жердей) бамбука в высоконапряженных зонах шпалы, вследствие чего улучшаются физико-механические свойства композиционной шпалы в целом.(1) In these sleepers, plastic household waste is used to create a matrix dispersed reinforced, for example, with bamboo chips / fiber, serving as a matrix filler, bamboo rods (poles) serve as reinforcing elements (reinforcement), cement mortar, for example, on non-shrink cement, partially fills the cavity of bamboo rods (poles), which increases the strength of the sleeper on bending and the compressive strength of the rods (poles) of bamboo in high-tension zones of the sleepers, thereby improving the physicomechanical properties of the compositions ionic sleepers in general.

(2) Волокна бамбука имеют многослойную конструкцию, отличную от клеточных стенок волокон древесины, и благодаря особой анатомической конструкции и волокнистой структуре физико-механические свойства бамбука и их волокон выше (по таким показателям, например, как базисная плотность, пористость, коэффициент усушки, предел прочности, модуль упругости, твердость, ударная вязкость, сцепляемость щепы/волокна с матрицей) обычной древесины.(2) Bamboo fibers have a multilayer structure that is different from the cell walls of wood fibers, and due to the special anatomical structure and fibrous structure, the physicomechanical properties of bamboo and their fibers are higher (in terms of, for example, basic density, porosity, shrinkage coefficient, limit strength, modulus of elasticity, hardness, toughness, adhesion of chips / fiber to the matrix) of ordinary wood.

(3) Прочность и вязкость бамбука высокие, обеспечивая его хорошую сочетаемость с полимерной матрицей, в результате чего при разрыве бамбука трещины расширяются медленно, проходя упругий этап, нелинейный этап, устойчивый расширительный этап, неустойчивый расширительный этап и другие стадии, что дает хороший запас прочности при механических повреждениях, обеспечивает не внезапное разрушение бамбука и, как следствие, композиционной шпалы [4].(3) The strength and viscosity of bamboo are high, ensuring its good compatibility with the polymer matrix, as a result of which, when the bamboo breaks, cracks expand slowly, passing the elastic stage, non-linear stage, stable expansion stage, unstable expansion stage and other stages, which gives a good margin of safety with mechanical damage, it does not provide sudden destruction of bamboo and, as a consequence, composite sleepers [4].

(4) Предлагаемая композиционная шпала может быть подвергнута переработке и использоваться для получения новой шпалы, при этом процессы ее получения, применения и утилизации потребляют мало энергии, не сопровождаются образованием газообразных, жидких и твердых отходов, что позволяет отнести шпалы к экологически безопасной продукции и реализовать на практике принцип устойчивого развития.(4) The proposed composite sleepers can be processed and used to obtain new sleepers, while the processes of its production, use and disposal consume little energy, are not accompanied by the formation of gaseous, liquid and solid wastes, which makes it possible to attribute sleepers to environmentally friendly products and realize in practice, the principle of sustainable development.

(5) Предлагаемая шпала укладывается в железнодорожный путь по стандартной технологии укладки деревянных и железобетонных шпал на балласт железнодорожного пути, не требуя дополнительного оборудования и дополнительных кадров при укладке, но существенно сокращая при этом эксплуатационные расходы.(5) The proposed sleepers are laid on a railway track according to standard technology for laying wooden and reinforced concrete sleepers on the ballast of a railway track, without requiring additional equipment and additional personnel when laying, but significantly reducing operating costs.

Кроме того, у данной шпалы есть следующие экономические и экологические преимущества.In addition, this sleepers have the following economic and environmental benefits.

(1) В мире потребность в древесине постоянно увеличивается, а запасы лесных ресурсов уменьшаются, что все больше и больше заставляет обратить внимание на бамбук в качестве заменителя традиционно применяемым породам древесины. Развитие производства предлагаемой шпалы имеет существительный смысл для обширных стран юго-восточной Азии, которые испытывают острый дефицит в древесине, но имеют богатые недоиспользуемые бамбуковые материалы.(1) In the world, the demand for wood is constantly increasing, and forest resources are decreasing, which more and more makes us pay attention to bamboo as a substitute for traditionally used species of wood. The development of the production of the proposed sleepers makes sense for the vast countries of Southeast Asia, which are experiencing an acute shortage of wood, but have rich underutilized bamboo materials.

(2) По сравнению с древесиной бамбук растет очень быстро и при рациональной рубке после разовой посадки эти участки могут длительно использоваться, что не только позволяет получать большую массу бамбука с низкой стоимостью, но и способствует сохранению почвы, улучшает экологическую среду.(2) Compared to wood, bamboo grows very quickly and when rationally chopped after a single planting, these sites can be used for a long time, which not only allows you to get a large mass of bamboo at a low cost, but also helps to preserve the soil, improves the ecological environment.

(3) Искусственные волокна, например, углеродные или асбестовые небезопасны для человека и животных, а бамбук является экологически безопасным, разлагаемым и возобновляемым материалом, применение которого не окажет на окружающую среду отрицательное воздействие.(3) Artificial fibers, such as carbon or asbestos, are unsafe for humans and animals, and bamboo is an environmentally friendly, degradable and renewable material, the use of which will not have an adverse effect on the environment.

(4) По мере последовательно возрастающей добыче нефти, пластиковые отходы постоянно и быстро накапливаются, что наносит серьезный экологический ущерб природе и способствует всеобъемлющему экологическому кризису. Ввиду этого переработка и утилизация этих отходов являются весьма актуальными. В предложенной шпале пластиковые отходы применяются в качестве сырьевого материала, что превращает бытовой мусор в ценное сырье, предотвращая при этом загрязнение окружающей среды.(4) As oil production increases steadily, plastic waste accumulates constantly and quickly, causing serious environmental damage to nature and contributing to a comprehensive environmental crisis. In view of this, the recycling and disposal of this waste is highly relevant. In the proposed sleepers, plastic waste is used as a raw material, which turns household waste into valuable raw materials, while preventing environmental pollution.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг. 1 представлено поперечное сечение композиционной шпалы, армированной бамбуком, а именно, двумя брусками и четырьмя брусками, соответственно согласно настоящему изобретению.In FIG. 1 is a cross-sectional view of a composite sleeper reinforced with bamboo, namely, two bars and four bars, respectively, according to the present invention.

На Фиг. 2 представлено продольное сечение композиционной шпалы, армированной бамбуком (половина, симметрично) согласно настоящему изобретению.In FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a composite reinforced bamboo tie (half symmetrically) according to the present invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На Фиг. 1 и Фиг. 2 ссылочными позициями обозначены следующие элементы: 1 - матрица в виде композиционного материала на основе полимерного связующего, армированная группой бамбуковых элементов 2; 2 - бамбуковые элементы; 2а - стенка бамбуковых элементов; 3 - затвердевший цементный раствор; 4 - шурупы, или костыли, или болты; 5 - рельсовая подкладка; 5а - междоузлия бамбуковых элементов; 6 - рельсы.In FIG. 1 and FIG. 2 reference numerals denote the following elements: 1 - a matrix in the form of a composite material based on a polymer binder, reinforced with a group of bamboo elements 2; 2 - bamboo elements; 2a - wall of bamboo elements; 3 - hardened cement mortar; 4 - screws, or crutches, or bolts; 5 - rail lining; 5a - internodes of bamboo elements; 6 - rails.

В предлагаемой конструкции композиционной шпалы в качестве армирующих элементов используются бамбуковые стержни (жерди) в количестве двух или четырех штук, расположенные симметрично относительно продольной оси шпалы и предназначенные как для повышения несущей способности шпалы, так и обеспечения стабильности ее формы в продольном направлении, нарушаемой поперечной нагрузкой на шпалу от подвижного состава, приводящей к накоплению остаточных деформаций полимерной матрицей, полости в которых для повышения несущей способности шпалы заполнены цементным раствором, например, в местах максимальных изгибающих моментов, возникающих в подрельсовых сечениях и в среднем сечении шпалы при ее эксплуатации в железнодорожном пути, а в качестве матрицы (полимерной) используется композиционный материал на основе органического связующего (пластика), например, в виде продукта переработки пластиковых бытовых отходов, дисперсно-армированной органическим, например, бамбуковой щепой и/или волокнами, и/или минеральным, например, кварцевым песком, наполнителем.In the proposed design of composite sleepers, bamboo rods (poles) in the amount of two or four pieces are used symmetrically relative to the longitudinal axis of the sleepers and are designed both to increase the bearing capacity of the sleepers and to ensure the stability of its shape in the longitudinal direction, violated by the transverse load on the railroad ties from rolling stock, leading to the accumulation of residual deformations by the polymer matrix, cavities in which to increase the bearing capacity of the railroad ties filled with cement mortar, for example, at the places of maximum bending moments that occur in the rail sections and in the middle section of the sleepers when it is used in a railway track, and a composite material based on an organic binder (plastic) is used as a matrix (polymer), for example, in the form a product for processing household plastic waste dispersed-reinforced with organic, for example, bamboo chips and / or fibers, and / or mineral, for example, quartz sand, a filler.

Композиционная шпала согласно настоящему изобретению изготавливается следующим образом: а) смешиваются составляющие матрицы в виде композиционного материала на основе органического связующего; б) полностью или частично заполняют полости бамбуковых элементов цементным раствором; в) используя особую экструзионную технологию комбинируют перемешанные составляющие композиционной матрицы и бамбуковые элементы с получением композиционной (пластиковой) шпалы.The composite sleepers according to the present invention are made as follows: a) the components of the matrix are mixed in the form of a composite material based on an organic binder; b) completely or partially fill the cavity of the bamboo elements with cement mortar; c) using special extrusion technology, the mixed components of the composite matrix and bamboo elements are combined to produce composite (plastic) sleepers.

Источники информации:Information sources:

[1] Manalo A, Aravinthan Т, Karunasena W, et al. A review of alternative materials for replacing existing timber sleepers [J]. Composite Structures, 2010, 92(3): 603-611.[1] Manalo A, Aravinthan T, Karunasena W, et al. A review of alternative materials for replacing existing timber sleepers [J]. Composite Structures, 2010, 92 (3): 603-611.

[2] YU Xue-fei, LIU Lei, YU Wen-ji. Discussion of reconsolidated bamboo (wood) replacing traditional railway sleeper material. Wood Processing Machinery, 2011, 22(6), 40-43. (На китайском). Обсуждение замены традиционных материалов шпалы консолидированном бамбуком (деревом).[2] YU Xue-fei, LIU Lei, YU Wen-ji. Discussion of reconsolidated bamboo (wood) replacing traditional railway sleeper material. Wood Processing Machinery, 2011, 22 (6), 40-43. (In Chinese). Discussion of replacing traditional sleepers with consolidated bamboo (wood).

[3] Кондратенко, Валерий Иванович. Оптимизация составов и технологических параметров получения изделий брускового типа методами компьютерного материаловедения. Diss. [Моск. гос.ун-т путей сообщения (МИИТ)], 2005.[3] Kondratenko, Valery Ivanovich. Optimization of the compositions and technological parameters of the production of bar-type products by methods of computer materials science. Diss. [Mosk. State University of Railway Transport (MIIT)], 2005.

[4] XIAN Xingjuan XIAN Dingguo (Institute of Mechanics; Academia Sinica)(Hong Kong Polytechnic Institute). Chin J Mater Res, 1991, 5(4): 336-341.(На китайском). «Поведение разрыва бамбука».[4] XIAN Xingjuan XIAN Dingguo (Institute of Mechanics; Academia Sinica) (Hong Kong Polytechnic Institute). Chin J Mater Res, 1991, 5 (4): 336-341. (In Chinese). "Behavior of a bamboo break."

Claims (5)

1. Композиционная шпала, состоящая из матрицы в виде композиционного материала на основе органического связующего, армированная группой бамбуковых элементов, полости которых заполнены затвердевшим цементным раствором.1. Composite sleepers, consisting of a matrix in the form of a composite material based on an organic binder, reinforced with a group of bamboo elements, the cavities of which are filled with hardened cement mortar. 2. Шпала по п. 1, в которой органическим связующим матрицы является продукт переработки пластиковых бытовых отходов, дисперсно-армированная органическим, например бамбуковой щепой и/или волокнами, и/или минеральным, например кварцевым песком, наполнителем.2. The sleeper according to claim 1, wherein the organic matrix binder is a product of processing household plastic waste, dispersively reinforced with organic, such as bamboo chips and / or fibers, and / or mineral, such as silica sand, filler. 3. Шпала по п. 1, в которой группа бамбуковых элементов представляет собой бамбуковые стержни в количестве двух или четырех штук, расположенные симметрично относительно продольной оси шпалы.3. The sleeper according to claim 1, in which the group of bamboo elements is bamboo rods in the amount of two or four pieces, located symmetrically relative to the longitudinal axis of the sleepers. 4. Шпала по п. 1, в которой лишь частичное число полостей бамбуковых элементов заполнено цементным раствором, например, только в зонах возникновения максимальных изгибающих моментов.4. The sleeper according to claim 1, in which only a partial number of cavities of the bamboo elements is filled with cement mortar, for example, only in areas where maximum bending moments occur. 5. Шпала по п. 1, в которой цементный раствор получен с использованием безусадочного цемента.5. The sleeper according to claim 1, wherein the cement slurry was obtained using non-shrink cement.
RU2019105718A 2019-02-28 2019-02-28 Composite sleeper RU2707435C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105718A RU2707435C1 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Composite sleeper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019105718A RU2707435C1 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Composite sleeper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707435C1 true RU2707435C1 (en) 2019-11-26

Family

ID=68653021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019105718A RU2707435C1 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Composite sleeper

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707435C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738498C1 (en) * 2020-05-22 2020-12-14 Валерий Иванович Кондращенко Device for composite reinforced under rail bases extrusion manufacturing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536569C2 (en) * 2013-03-15 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Composite sleeper for railroads
US20160208441A1 (en) * 2015-01-21 2016-07-21 Jason Avraham Bamboo railroad tie manufacturing system
CN106381775A (en) * 2016-08-30 2017-02-08 辽宁铁道职业技术学院 Railway sleeper reinforcing structure
CN107009457A (en) * 2017-05-08 2017-08-04 北京交通大学 A kind of bamboo glue sleeper and preparation method thereof
RU2654652C2 (en) * 2012-12-03 2018-05-21 Коля КУЗЕ Railway sleeper composed of fibre-reinforced earthenware

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654652C2 (en) * 2012-12-03 2018-05-21 Коля КУЗЕ Railway sleeper composed of fibre-reinforced earthenware
RU2536569C2 (en) * 2013-03-15 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Composite sleeper for railroads
US20160208441A1 (en) * 2015-01-21 2016-07-21 Jason Avraham Bamboo railroad tie manufacturing system
CN106381775A (en) * 2016-08-30 2017-02-08 辽宁铁道职业技术学院 Railway sleeper reinforcing structure
CN107009457A (en) * 2017-05-08 2017-08-04 北京交通大学 A kind of bamboo glue sleeper and preparation method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738498C1 (en) * 2020-05-22 2020-12-14 Валерий Иванович Кондращенко Device for composite reinforced under rail bases extrusion manufacturing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ferdous et al. Composite railway sleepers–Recent developments, challenges and future prospects
Shamsaei et al. Experimental investigation of using cross-linked polyethylene waste as aggregate in roller compacted concrete pavement
Radford et al. Composite repair of timber structures
CN104563389A (en) High-strength reinforced and functionally-graded concrete beam
RU177753U1 (en) BEDROOM COMPOSITE CONCRETE
Ho et al. Use of recycled tire rubber to modify track–substructure interaction
RU2707435C1 (en) Composite sleeper
Ferdous et al. Hybrid FRP-concrete railway sleeper
Cecen et al. Incremental LUR tests of new LCR concrete railway sleepers
Çeçen et al. Decarbonization of the concrete railway sleeper production: bringing the low-dosage pozzolanic cement usage in the sleeper production via novel laminated CFRPU reinforcement technique
Karimi Pour et al. Experimental investigation of GFRP‐reinforced concrete columns made with waste aggregates under concentric and eccentric loads
Siahkouhi et al. An experimental and numerical study on the mechanical behavior of Kunststof Lankhorst Product (KLP) sleepers
CN210315076U (en) Bamboo-reinforced railway composite sleeper
Wang et al. Modification of Concrete Railway Sleeper Mix Design, Using a Hybrid Application of Steel Fibers
CN210104563U (en) Pavement structure of steel bridge deck
Hadhood et al. Performance of Innovative Precast Concrete Sleepers Prestressed with Glass Fiber-Reinforced Polymer Reinforcing Bars.
Jhatial et al. Influence of long polypropylene fibre on the properties of concrete
CN101037315A (en) Steel fiber concrete with super high pump-conveying property
Momoh et al. Enhancing the behaviour of broom-strands reinforced concrete using hose-clamps
SCHAUmANN Hybrid FRP-lightweight concrete sandwich system for engineering structures
CN112411269A (en) Novel bamboo fiber reinforced prestressed concrete sleeper and performance enhancing method
Shanour et al. Experimental and analytical investigations of innovative composite materials using GFRP and iron slag for railway sleepers
Bagal et al. Recent developments and future prospects of manufacturing of broad gauge railway sleepers using waste materials in India
Louie Sustainable solutions for railroad trackwork
Sumon Innovative retrofitted reinforcement techniques for masonry arch bridges

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210301