鐵道混凝土枕軌下用50-10-9型橡膠墊板靜剛度的初步探討

張合霞 張遠慶 曹建偉

（1.北京鐵科首鋼軌道技術(shù)股份有限公司，北京，102206；2中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京，100081）

鐵道混凝土枕軌下用50-10-9型橡膠墊板靜剛度的初步探討

張合霞[1]張遠慶[2]曹建偉[1]

（1.北京鐵科首鋼軌道技術(shù)股份有限公司，北京，102206；2中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京，100081）

研究了橡膠墊板靜剛度的影響因素，做了不同配方的橡膠墊板的靜剛度試驗，研究結(jié)果表明：模具溝槽結(jié)構(gòu)的不一致性是墊板靜剛度不完全一致的原因之一；微晶蠟與si-1對橡膠墊板靜剛度的影響不同，微晶蠟在一定程度上降低墊板的靜剛度，而Si-1偶聯(lián)劑對墊板的靜剛度有利。

配方；靜剛度；微晶蠟；Si-1

鐵道混凝土枕軌下用橡膠墊板（簡稱墊板）用于鋼軌和混凝土枕（含寬枕和整體道床）之間，墊板是軌道結(jié)構(gòu)中的重要部件之一，墊板在降低軌道剛度、提高線路彈性、改善輪軌互相動力作用和降低動態(tài)效益方面起著重要的不可替代的作用[1]；墊板使鋼軌與軌枕(地面)絕緣，保證聯(lián)絡(luò)信號在鋼軌中的傳送[2]。TB/T 2626-1995規(guī)定了墊板的墊板類型、技術(shù)要求、試驗方法、驗收規(guī)則、標志、包裝、貯存和運輸，50-10-9是其中的一種標示，本文主要初步探討了本標示墊板性能的影響因素，主要是靜剛度的影響因素。采用TB/T 2626-1995規(guī)定的試驗方法測試靜剛度。

1 試驗

1.1 主要原材料

丁苯橡膠（SBR）1502E：中國石油蘭州石化分公司產(chǎn)品；

炭黑N330∶ 龍星化工股份有限公司產(chǎn)品；

炭黑N774：龍星化工股份有限公司產(chǎn)品；

微晶蠟：滄州市東光霞鑫蜂蠟廠產(chǎn)品；

Si-1：北京至誠昆泰科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品。

1.2 主要儀器設(shè)備

密煉機，四川亞西橡塑機器有限公司墊板，規(guī)格型號XMY-150E；

開煉機，四川亞西橡塑機器有限公司墊板，規(guī)格型號XK-660；

真空熱壓成型機，新勁力機械有限公司墊板，規(guī)格型號XJL-P-400T-VCF-2RT；

電腦系統(tǒng)拉力試驗機，高鐵檢測儀器有限公司墊板，規(guī)格型號TCS-2000。

1.3 測試分析

墊板靜剛度的測試按照墊板技術(shù)條件中的檢驗方法進行檢驗。圖1為試驗裝置圖。予加靜載140kN，卸載，停留10s，再一次加載140kN，卸載而后正式進行試驗。

圖1

1.4 煉膠工藝注意事項

為了防止膠料焦燒，小料在開煉機中加入。

1.5 試驗配方

膠種選用丁苯橡膠（基本質(zhì)量份數(shù)為100，其它原材料的用量全都為質(zhì)量份數(shù)）；N330與N774的總份數(shù)為50份左右；為了在提高墊板硬度的同時，保證墊板的電阻，同時降低成本，本配方中采用了大量的填充劑，其份數(shù)為30份左右。本試驗中，主要探討Si-1偶聯(lián)劑與微晶蠟對墊板靜剛度的影響，配方中都含有Si-1，只是量上有所不同；在研究微晶蠟對靜剛度的影響時，配方分為含有微晶蠟與不含有微晶蠟兩種。

2 結(jié)果與討論

2.1 微晶蠟的影響

選擇微晶蠟的用量分別為0、0.6份的配方進行對比，模具為一出九。分別對九個模腔的墊板進行靜剛度測試（停放時間為一天），測試結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同微晶蠟份數(shù)的墊板的靜剛度對比

從圖2可以看出，含有微晶蠟的配方的墊板的靜剛度比未含有微晶蠟的配方的墊板的靜剛度偏低。這是因為微晶蠟為非極性增塑劑，在墊板中，并沒有與橡膠大分子形成化學鍵，只是作為一種小分子分散在交聯(lián)的大分子鏈中間，起到增塑的作用，在相同力值的作用下，壓縮位移大，所以靜剛度偏小。

從圖2中還可以看出，不同模腔生產(chǎn)的墊板，即使是同工藝、同配方，其靜剛度也不相同，這說明模具對墊板的靜剛度是有影響的。圖3為墊板模具溝槽的尺寸。

圖3 模具的溝槽尺寸

從圖3中，可以看出，即使是同一套模具，其溝槽結(jié)構(gòu)還是有差別的，這也是墊板靜剛度不完全一致的原因之一。

2.2 Si-1偶聯(lián)劑的影響

變換偶聯(lián)劑的用量，Si-1的用量為1份和2份，分別進行靜剛度測試，如圖4所示。

圖4 不同Si-1份數(shù)的墊板的靜剛度對比

從圖4可以看出，Si-1用量越多，墊板的靜剛度越大，這可能是因為Si-1起到一定交聯(lián)劑的作用，Si-1越多，橡膠墊板的交聯(lián)密度越大[3]，造成墊板的靜剛度增大。

2.3 停放時間對靜剛度的影響

分別對不同停放時間的墊板做靜剛度測試，停放時間分別為1天、13天，試驗結(jié)果見圖5與圖6。

圖5 不同停放時間的墊板的靜剛度對比（含有微晶蠟）

圖6 不同停放時間的墊板的靜剛度對比（未含有微晶蠟）

從圖5與圖6可以看出，含有微晶蠟與未含有微晶蠟的墊板的靜剛度隨時間的變化規(guī)律不同：含有微晶蠟的墊板，隨著停放時間的增加，其靜剛度變小；未含有微晶蠟的墊板，隨著停放時間的增加，其靜剛度變大。這可能是因為，微晶蠟屬于非極性增塑劑[4]，根據(jù)相似相容的原理，其能在橡膠中溶解，但是溶解需要一定的時間，隨著時間的增加，微晶蠟與橡膠相容地越來越好，微晶蠟對橡膠的增塑效果越來越明顯，致使墊板的靜剛度，隨著時間的增加，其值變??；未含有微晶蠟的墊板，根據(jù)時-溫等效原理[5]，墊板的交聯(lián)密度，隨著時間的增加，在一定程度上有所增加，也就是說交聯(lián)密度的增加，導致了墊板的靜剛度增加。

3 結(jié)論

⑴模具溝槽結(jié)構(gòu)是墊板靜剛度不完全一致的原因之一；

⑵微晶蠟在一定程度上能夠降低墊板的靜剛度。且含有微晶蠟的墊板的靜剛度，隨著時間的增加，其值降低；未含有微晶蠟的墊板的靜剛度，隨著時間的增加，其值增加；

⑶隨著Si-1偶聯(lián)劑的增加，墊板的靜剛度增加。

[1] 蔡文鋒,王平,趙偉.關(guān)于橡膠墊板剛度計算方法的研究[J].鐵道建筑, 2008(4)∶83-85;

[2]賀春江,毛鯤鵬,吳智強.青藏鐵路軌枕橡膠墊板的研制[J].橡膠工業(yè),2005,52(10)∶619-621;

[3] 葛國杰,李超芹,黃兆閣,等. 硅烷偶聯(lián)劑對熱空氣老化過程中溶聚丁苯橡膠/白炭黑復合材料性能的影響[J].合成橡膠工業(yè),2013,36(4)∶298-302;

[4] 趙天波, 唐瑞昆, 冀德坤, 等. 柱頭進樣氣相色譜法測定石蠟、微晶蠟的組成[J].石油化工,1996,25(09)∶646-650;

[5]趙培仲,文慶珍,朱金華.時溫等效方程的研究[J].橡膠工業(yè),2005,52(3)∶142-145.

The influencing factors of the static stiffness of the rubber plate were studied. Different formulations of the rubber plate for static stiffness were carried out. The results show that∶ Inconsistency in mould groove structure is one of the reason of not completely consistent on the static stiffness of the plate; the static stiffness of the rubber plate were affected differently by microcrystalline wax and Si-1. The static stiffnes of plate can be reduced by microcrystalline wax,howerer, Si-1 coupling agent is beneficial to the static stiffness of the rubber plate.

formulation; static stiffnes; microcrystalline wax; Si-1

張合霞（1982-），女，山東臨清，碩士，工程師，研究領(lǐng)域為橡膠制品加工