廢橡膠粉制鐵道枕木董誠春1概述2007年4月18日是我國火車第六次大提速，現在時速已達200Km，將來計劃提高到300Km以上，目前鐵道用的是混凝土枕木，缺乏彈性，減震性能差，噪音大，列車震動嚴重，為解決這一問題，必須采用有彈性、減震性能好的枕木，美國、加拿大、日本、法國、韓國等已采用廢橡膠粉制的鐵道枕木，彈性好，減震效果優良，噪音也低。我國鐵路“十一五”規劃中明確提出：提升線路基礎設施技術水平，堅持科學的建設標準，提高工程結構的耐久性和使用壽命。重視路基基礎處理，確保路基工程質量。高速鐵路推廣采用無碴軌道結構技術和新型的鋼軌、道岔、軌枕及連接扣件技術，實現免維修、少維修。廢橡膠粉制的鐵道枕木彈性優越、減震效果優良、噪音低、使用壽命長達30年以上，正符合我國鐵路“十一五”規劃中的要求。我國鐵路“十一五”規劃中新建高速鐵路線17000公里，到2010年鐵路營業里程達到90000公里，估計需要有彈性的新型鐵路枕木數千萬條，此項目大有可為，我國發改委、科技部、國家環保總局于2005年發文（65）《國家鼓勵發展的資源節約綜合利用和環境保護技術》中的第85項的內容如下：課題名稱：廢橡膠廢塑料制復合型鐵路枕木技術。內容：該技術利用廢橡膠和廢塑料機械共混，制得性能優良的熱塑性彈性體，從而以該彈性體做枕木的外殼，強化水泥做枕木的芯，經特殊的加工工藝，制得兼有木制鐵路枕木和混凝土鐵路枕木的優點，又有克服上述兩種鐵路枕木固有缺點的，具有世界領先水平的復合型鐵路枕木。該技術的運用可消耗大量廢輪胎和廢塑料。該技術產品適用于各種重、輕軌鐵路，也可延伸到各種自然環境下應用木材的領域。該技術是國家鼓勵發展的項目，筆者建議，有條件的企業、科研院所、大專院校與鐵道部有關單位合作開發研制具有我國特色知識產權的該項技術。2國內外概況青島綠葉橡膠公司與美國上市公司Primix-Cor-poration公司合作研制成功復合型鐵路彈性枕木，由中美合資籌建的世界上第一條Primix鐵路軌枕專業生產線投產，到2008年將達到年產100萬條。這些復合軌枕將全部出口美國，年出口額逾億元。該項目設計生產能力為5萬條，可以消耗掉至少1250號廢塑料、相當于25億個塑料袋。據稱，把廢塑料、廢油漆及由廢輪胎制成的橡膠粉放在一起進行塑化共混，即可擠壓出一種新材料――再生橡塑復合材料。該材料性狀接近木材，但強度、彈性、耐腐蝕及加工性能等都超過木材。該公司的復合軌枕同時集成“再生橡膠復合材料”及美國“Primix鐵路軌枕”兩大核心技術，后者將再生橡塑復合材料用于Primix鐵路軌枕制造。利用“擠出法”研發出全套制造設備，生產一根新型復合軌枕的成本只有45美元。制造一根150公斤的新型軌枕需要約25公斤廢輪胎、25公斤廢塑料袋和5公斤的廢油漆，其他材料由鋼材和混凝土組成。韓國科學家開發研制成功用廢輪胎膠粉、沙子、石子與水泥混合，用模型壓成鐵道枕木，膠粉含量達30%以上，該枕木具有重量輕、有彈性、抗沖擊、耐腐蝕等優點，并能降低火車行駛時的噪音和提高運行時的平穩度，減震效果顯著，另一方面可大量處理廢輪胎，有利于環境保護。國處廢橡膠鐵道枕木專利簡介如下：廢橡膠鐵道枕木的規格長259cm，寬23cm，高18cm；重126Kg，只有混凝土枕木重量的55.5%，（混凝土枕木重227Kg）。枕木的外形。該枕木制成在至少一個縱向側面上設置若干個凹坑，它們比平滑的表面與礫石層摩擦結合得更好。以防止枕木與路基發生滑動。為了能正確地起作用，上述凹坑必須具有足夠的寬度，以允許礫石能夠進入上述凹入區域中，如果凹陷的寬度太小，則將在該凹入區域中形成過多無用的空間，因此不能有效地摩擦結合礫石層，決定是否設置凹陷的表面，將根據枕木的使用狀況而定。如果枕木被用在高速鐵路線上，則不用礫石層，而是將枕木置于硬的水泥路基表面上，在這種情況下，具有凹陷的枕木是不理想的，因為這將減小與硬表面接觸的表面面積，從面減小摩擦結合。在使用礫石層的情況中，在鋪設枕木時將面朝下的一個側面設置若干個凹坑。最好是在枕木的三個縱向側面上都設置若干個凹坑。在鋪設時面朝上的縱向側面上不需要設置凹坑。在枕木上設置凹坑的目的是在枕木就位時，它能更好地與礫石層摩擦結合。每個凹坑的深度將被如此限制，以不影響枕木的負載能力為原則。抗壓試驗。在619平方厘米的面積上承受54480Kg的負荷，卸去負荷后，無永久變形。物理機械性能。密度：1200Kg/m3；熱膨脹系數：0.003%/℃；折斷模數：186041kPa；彈性（彎曲）模數：463135kPa；彈性（壓縮）模數：1200723kPa；彈性極限：3361892kPa；硬度：165kg/cm；插入道釘的壓力：28959kPa；拉出道釘的壓力：23167kPa；預期壽命：30-60年；承載能力（每條枕木）：236534kg。原材料。30目廢輪胎膠粉，天然橡膠，聚合物（氯丁橡膠、聚乙烯、尿烷或ABS）。配方。30目廢輪胎膠粉：65~90；天然橡膠：35~10；聚合物：0.25~0.50。生產工藝。按配方量原料在密煉機中混煉，排料到開煉機上，切條下長片。長條膠投入擠出機進料口，擠出枕木要求之規格，按長度要求切斷，逐漸冷卻，即成為平滑無凹坑之枕木。如果需要生產有凹坑之枕木，需要將擠出的物料或開煉機下片的膠條裝入模型，經高溫高壓，壓制而成。枕木物理機械性能檢驗。制成的廢橡膠枕木送鐵道部科研院按國家標準作各項物理機械性能檢驗，枕木是安全性能要求極高的產品，必須全部達到國家標準并須經運行試驗。3廢橡膠鐵道枕木的優點3.1彈性好、抗沖擊、耐腐蝕，提高運行的平穩度，減震效果好。3.2噪音低、環境污染小。3.3使用壽命長達30年以上，維修費用低。3.4廢輪胎、廢塑料再利用，變廢為寶，發展循環經濟。3.5重量比混凝土枕木輕，有利于搬運。3.6可處理大量的廢輪胎、廢塑料，減少了對環境的污染。4結論筆者建議我國有關部門應大力快速開發研制廢橡膠粉制鐵道枕木，該項目是利國、利民的好項目，國家應大力支持，包括科研經費也應予以支持。筆者認為韓國利用膠粉制鐵道枕木的方案最易實現，只要現在生產水泥枕木的工廠與有關橡膠粉生產廠合作開發即可實現。