隨著鐵路的高速發(fā)展,目前參與研究或應(yīng)用的軌枕模具有木軌枕模具、混凝土軌枕模具、鋼軌枕模具、玻璃鋼軌枕模具、橡膠軌枕模具、熱塑性塑料軌枕模具、玻璃纖維增強聚氨酯泡沫軌枕模具等。
混凝土軌枕是最常用的軌枕模板,其彈性好、加工性強、價格低、電絕緣性優(yōu),所以一直以來在鐵路上得到廣泛應(yīng)用;但木軌枕模板耐腐蝕性差、耐候性差、機械損傷性高、易蟲蛀蝕、資源匱乏,木軌枕模具經(jīng)防腐處理后壽命僅5~15年,使用壽命低。所以,目前在一些特殊區(qū)域(如橋梁等區(qū)域)的木軌枕模板正逐步被其他軌枕模具所替代"?;炷淋壵砟0迮c木軌枕模板相比,其具有資源充足、強度高、耐腐蝕、耐候性、穩(wěn)定性好、后期養(yǎng)護工作少等優(yōu)點,但使用過程中也會出現(xiàn)很多問題:①常出現(xiàn)裂縫,且該裂縫最初多出現(xiàn)于內(nèi)部,隨著時間推移,裂縫表現(xiàn)為縱向裂縫及龜裂,且更換費用為原軌枕模具費用的4~5倍;②由于其強度大、硬度大、彈性低,阻礙了列車提速;③其本身密度大、耐沖擊性低、脆性高、震動噪音大。所以,混凝土軌枕模具在如道岔、橋梁等區(qū)域正逐步被其他軌枕模具替代。
目前,用于混凝土軌枕模板中的纖維主要有鋼纖維、聚合物纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維等。鋼纖維混凝土軌枕模具能夠提高混凝土韌性和抗拉強度,但鋼纖維在工藝過程中易出現(xiàn)團聚、分布不均的現(xiàn)象,且存在與混凝土相容性差、易被腐蝕、電絕緣性低、成本高等缺點。
聚合物纖維混凝土軌枕模板中所用聚合物纖維一般為聚丙烯纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維等。這些纖維具有一-定的抗拉強度(但較玻璃纖維和玄武巖纖維低),其減弱了混凝土裂縫問題,使裂縫不至于前后、左右貫通;但該種類型的纖維由于直徑小使得混合料黏度大、攪拌難,且較玻纖價位高玻璃纖維混凝土軌枕模具現(xiàn)已應(yīng)用于很多區(qū)域。玻璃纖維相較鋼纖維來說,具有價位低、密度小、耐酸、電絕緣性好、抗拉強度高、分散性好等特點。據(jù)資料介紹,鐵道科學研究院聯(lián)合其他單位于1958年就開始了進行玻璃纖維混凝土軌枕模具的研制,并取得了顯著的成果。但近來發(fā)現(xiàn),由于混凝土為疏松多孔結(jié)構(gòu),所以當其內(nèi)部水分足夠多時,混凝土與水反應(yīng)會生成含有堿性的物質(zhì),從而使普通不耐堿的玻璃纖維強度降低。耐堿玻璃纖維雖可減弱上述現(xiàn)象,但仍未廣泛應(yīng)用。
綜上所述,鑒于鋼纖維成本高、與混凝土相容性差,以及聚合物纖維強度較低等原因,又因玻璃纖維的成本優(yōu)勢及工藝優(yōu)勢凸顯,使玻璃纖維混凝土軌枕模具在鐵路軌枕模具中占據(jù)一定份額。另外,近幾年玄武巖纖維熱度劇增,與玻璃纖維性能相近,同時還具有耐堿性能、與混凝土相容性好等優(yōu)點所以,玻璃纖維及玄武巖纖維混凝土軌枕模具代表了混凝土軌枕模具的發(fā)展方向。