ЗАЩИТА ЗАПОЛНИТЕЛЯ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ В МАТЕРИАЛАХ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

PROTECTION AGGREGATE OF WOOD IN THE MATERIALS FOR PRODUCTS OF TRANSPORT CONSTRUCTION

Стородубцева T.H., д.т.н., профессор;

Томилин А.И., аспирант ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

г. Воронеж, Россия DOI: 10Л2737/3210

Аннотация: в этой статье рассмотрены способы обработки деревянных образцов из сосны, ели и березы, пропитанных креозотом, антисептиком ЖТК и отработанным машинным маслом, а затем обрезиненных различными составами на основе измельченной резиновой крошки.

Summary: in this article the methods of processing of wood samples from pine, spruce and birch, impregnated creosote, antiseptic GTK and spent oils, and then rubber-coated different formulations on the basis of crushed rubber crumb. Ключевые слова: древесина, защита, креозот, антисептик Keywords: wood, protection, creosote, antiseptic

Объем перевозок, выполняемый железнодорожным транспортом, постоянно увеличивается. По прогнозу, в целом, в мире объем пассажирских перевозок должен возрасти на 34 %, а грузовых на 47 %. Этот прогноз подтверждается тем, что страны мира строят новые железные дороги, например, Трансазиатская и Трансафриканская магистрали, железные дороги в Канаде и Австралии. Наиболее целесообразной и распространенной конструкцией верхнего строения пути остаётся рельсошпальная решетка на балластном основании. Деревянные шпалы, по исследованиям ведущих институтов мира, являются наилучшей конструкцией для упругой передачи

137

динамических нагрузок от рельсов на земляное полотно.

Анализ конструкций верхнего строения пути в 91 стране мира показал, что деревянные шпалы применяются на 92,4 % железных дорог. Рельсошпальные решетки, включающие только деревянные шпалы, составляют 71,6 % железных дорог мира, на 8,5 % применяются деревянные и железобетонные шпалы; на 7,3 % - деревянные и металлические шпалы.

Самым большим производителем деревянных шпал была Российская Федерация. Однако дефицит крупномерного сырья и переход промышленности на рыночные отношения резко сократили объемы производства деревянных цельно-брусковых шпал.

Многие предприятия, ранее производившие такие шпалы, закрыли свои шпалопильные цеха по экономическим соображениям. В этих условиях ведущие специалисты шпалопильного производства начали поиск новых инновационных конструкций шпал, новых композиционных материалов для железнодорожных шпал и новых способов их изготовления. Появились предложения: взамен стационарных шпалопильных цехов, строящихся на лесопромышленных складах лесозаготовительных предприятий, создать в заводских условиях специализированные реторты и технологические процессы по производству композиционных шпал. При этом должны быть исключены проблемы сырьевого обеспечения цехов крупномерным сырьем с максимальным использованием отходов лесозаготовок и деревообработки для создания нового композиционного материала [1].

Широкое распространение деревянных шпал обусловлено рядом ценных качеств древесины, а именно: простота их изготовления, упругость, смягчающая удары колес по рельсам, надёжная опора рельсам, большая величина трения о балласт, и сравнительно небольшая их цена. Основные причины выхода деревянных шпал из пути их механический износ и гниение, особенно на участках с повышенной влажностью [2].

Срок службы стандартных не обрезиненных шпал приведен на рисунке 1, где по горизонтали - первый способ (1 сп.), второй способ (2 сп.); по вертикали - срок службы (лет).

В лаборатории ВГЛТА мы провели испытания деревянных образцов из сосны, березы и ели на изгиб по стандартной методике по ГОСТу. На каждый вид древесины использовали по 3 образца.

Но нашей целью была защита древесины от воды с помощью резиновой

крошки, обработанной различными связующими. Экспериментальные данные

138

подтвердили правильность теоретических расчетов, т.е. можно продлить срок службы деревянных шпал (рисунок 2), где показано: по горизонтали - первый способ (1 сп.), второй способ (2 сп.); по вертикали - срок службы (лет).

Диаграмма показателей срока службы деревянных шпал, пропитанных креозотом (1 сп.) и антисептиком ЖТК (2 сп.)

Рисунок 1 - Диаграмма показателей срока службы деревянных шпал, пропитанных креозотом (1 сп.) и антисептиком ЖТК (2 сп.)

Для испытаний были изготовлены образцы в форме бруска с сечением h=20 мм, Ь=30 мм и длиной 300 мм [3, 4]. При испытании образец укладывали на две неподвижные опоры с пролетом 240 мм. Предварительно каждый образец был пропитан креозотом, антисептиком ЖТК и отработанным машинным маслом; в последствии они покрывались 12 миллиметровым слоем использованной переработанной зимней и летней резины. Оба типа резины обладают высокой эластичностью в широких интервалах температур, т. е. способностью существенно изменять форму при приложении внешних сил и восстанавливать эту форму после того, как внешняя сила будет снята. Основное отличие зимней и летней покрышек это интервал температур (в среднем он составляет от минус 35 до плюс 70 °С).

Диаграмма показателей срока службы обрезиненных шпал, пропитанных креозотом (1 сп.), антисептиком ЖТК (2 сп.) и отработанным машинным маслом (3 сп.) [5]

Рисунок 2 - Диаграмма показателей срока службы обрезиненных шпал, пропитанных креозотом (1 сп.), антисептиком ЖТК (2 сп.) и отработанным машинным маслом (3 сп.) [5]

В качестве связующего для резиновой крошки использовали эпоксидную смолу (ее температурный интервал составляет от минус 40 до плюс 40 °С), которая придает хорошую сцепку как самой резиновой крошке, так и ее составляющей с пропитанным образцом. Нагрузка передавалась на образец в одной точке посередине пролета и составила 9,7 кН (рисунок 3) [6].

Схема испытания на статический изгиб, где F - разрушающая нагрузка

Рисунок 3 - Схема испытания на статический изгиб, где F - разрушающая нагрузка

Выводы

Проведенные исследования по использованию резины совместно с деревом позволили нам сделать выводы, которые помогут, в перспективе, значительно уменьшить вибрацию, передаваемую от поездного состава, продлить срок службы обрезиненных шпал, по сравнению с деревянными, повысить влагостойкость, уменьшить железнодорожные расходы и др., что сохранит лесные ресурсы Российской Федерации. Но все это реально только в том случае, если найдутся необходимые инвестиции для производства и эксплуатационных испытаний шпал.

Список литературы

  • 1. Занегин, Л.А. Инновационная конструкция шпал и способы их изготовления [Текст]: монография / Л.А. Занегин, А.Т. Пчелин. - Иркутск, 2008. - 89 с.
  • 2. ГОСТ 78-89. Шпалы деревянные для железных дорог широкой колеи. Технические условия. - Введ. 1991-01-01 [Текст]. - М, 1989. - 7с.
  • 3. Попов, Л.Н. Лабораторные испытания строительных материалов и изделий [Текст] / Л.Н. Попов. - М. : Высш. шк., 1984. - 168 с.
  • 4. Долидзе, Д.Е. Испытание конструкций и сооружений [Текст] / Д.Е. Долидзе. - М. : Высш. шк., 1975. - 252 с.
  • 5. Цены на креозот, антисептик ЖТК и отработанное машинное масло [Электронный ресурс]. - Режим отступа: http://forum.riccom.ru/forum-290938-
  • 2008 01 - 2008 01 -0.htm. - Загл. с экрана.
  • 140

6. Стородубцева, Т.Н. Применение гидрофобизирующих и модифицирующих составов для пропитки древесного армирующего заполнителя [Текст] / Т.Н. Стородубцева, В.И. Харчевников, А.И. Томилин, К.В. Батурин // Лесотехнический журнал. - 2012. - № 2 (6). - С. 36-46.

УДК 630*377

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >