聚氨酯泡沫合成軌枕編制說明

PAGEPAGE5《聚氨酯泡沫合成軌枕》編制說明（征求意見稿）廣州市地下鐵道總公司中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所二〇一〇年一月任務(wù)來源及計劃要求1.任務(wù)背景隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，軌道交通以其運送量大、速度快、安全可靠、環(huán)境污染小、不占用地面道路等優(yōu)點，成為緩解城市交通擁擠和減少污染的最有效手段之一。我國軌道交通用軌枕材料通常有兩種：木枕和鋼筋混凝土軌枕，其中木枕是由木材直接加工而成，具有優(yōu)良的特性，但隨著人們環(huán)保意識的提高，加上我國森林資源匱乏的影響，要求人們放棄對木材的過度使用，木枕越來越難以滿足軌道交通的需求；鋼筋混凝土軌枕具有原料易得、使用壽命長、穩(wěn)定性高、養(yǎng)護(hù)量小等優(yōu)點，一度占據(jù)軌枕市場，但鋼混軌枕硬度大、彈性差、施工難度大，不能滿足軌道交通減振和高精度安裝的要求。因此隨著軌道交通的發(fā)展，尤其是直線電機(jī)運載系統(tǒng)的應(yīng)用，對感應(yīng)板的安裝精度要求很高，在道岔、橋梁、站臺等地段需使用合成軌枕。合成軌枕是采用連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯發(fā)泡成型的軌道用枕木，與普通木枕和鋼筋混凝土軌枕相比，具有彈性好、質(zhì)輕、耐化學(xué)腐蝕、耐老化、可釘可鉚、施工性能好等優(yōu)點。廣州地鐵首創(chuàng)在四號線建成新型軌道交通直線運載系統(tǒng)，由于軌道工程需要，廣州市軌道交通四號線采用了日本進(jìn)口的合成軌枕，解決了軌道安裝技術(shù)問題。為了打破日本的技術(shù)壟斷，廣州市地下鐵道總公司和中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所共同研究和開發(fā)了玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯泡沫合成軌枕。經(jīng)過一年多的共同努力，突破了多項關(guān)鍵技術(shù)，完成了材料設(shè)計、工藝設(shè)備研制、批量生產(chǎn)工藝研究、性能檢測和應(yīng)用技術(shù)研究等全部研究工作，研制的合成軌枕產(chǎn)品各項性能指標(biāo)達(dá)到或超過了國外同類產(chǎn)品的水平，填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白，并順利通過了專家組的驗收，該項目成果已在廣州市軌道交通五號線推廣應(yīng)用。為了規(guī)范國內(nèi)城市軌道交通用合成軌枕的技術(shù)要求、質(zhì)量控制和產(chǎn)品交驗，廣州市地下鐵道總公司和中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所共同申請了《聚氨酯泡沫合成軌枕》的編制工作。目前編制工作正在進(jìn)行中。2.任務(wù)來源及計劃要求本項目來源于建標(biāo)[2008]103號文“2008年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部歸口工業(yè)產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂、修訂計劃”。要求對合成軌枕的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)識、包裝、貯運等作出規(guī)定，編制時間為2008年～2009年。編制過程1.為了做好該標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，廣州市地下鐵道總公司作為主要起草單位（組長單位）、中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所作為參加單位共同組建了標(biāo)準(zhǔn)編制組，對編制人員進(jìn)行了合理分工，編寫了《標(biāo)準(zhǔn)編制工作大綱》和《標(biāo)準(zhǔn)編制大綱》，并于2009年7月在廣州召開了由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部組織的第一次標(biāo)準(zhǔn)工作會議，審查并通過了《標(biāo)準(zhǔn)編制工作大綱》和《標(biāo)準(zhǔn)編制大綱》。2.編制組成員根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)編制大綱》的要求，查閱了國內(nèi)外相關(guān)資料，如GB/T1.1-2000標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則、GB/T20154-1984枕木、JISE1203-2007合成まくらぎ（合成軌枕）、GB/T1446-2005纖維增強(qiáng)塑料性能試驗方法總則等，并與用戶多次溝通，了解目前我國木枕的規(guī)格型號及其使用要求，參照日本JISE1203-2007標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)我國制備的合成軌枕實際情況，確定了合成軌枕的技術(shù)要求。3.在建立試驗方法時，立足于國家標(biāo)準(zhǔn)，在無國標(biāo)時，力求建立適合于合成軌枕的試驗方法，如豎向抗壓強(qiáng)度、抗拔強(qiáng)度等；因為合成軌枕為非均質(zhì)材料，對于采用國標(biāo)會帶來較大誤差的試驗方法，在本標(biāo)準(zhǔn)中也建立了相應(yīng)的試驗方法，并與國標(biāo)測試結(jié)果進(jìn)行比較，如彎曲性能、剪切性能、吸水率等，驗證了本標(biāo)準(zhǔn)中試驗方法的合理性。4.按照GB/T1.1-2000要求，通過多輪次審核、修改，形成《聚氨酯泡沫合成軌枕》征求意見稿及其附件。編制原則本標(biāo)準(zhǔn)制定是根據(jù)國內(nèi)需求，具有適用性和適時性。編制過程遵循以下原則：1.參考國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有可操作性。2.充分采納具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)，且經(jīng)實踐檢驗經(jīng)濟(jì)合理的創(chuàng)新技術(shù)。3.與現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)，避免重復(fù)或矛盾。4.充分發(fā)揚(yáng)技術(shù)民主，充分采納業(yè)內(nèi)各相關(guān)單位的意見。5.條文說明編寫應(yīng)與設(shè)計規(guī)范條文同步編制。四.編制說明本標(biāo)準(zhǔn)共分9章，試驗方法（部分）見附錄A～附錄I。本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中，主要參考了GB/T1.1-2000《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》、GB/T20154-1984《枕木》、JISE1203-2007《合成軌枕》，編制內(nèi)容說明如下：1.范圍對本標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和適用范圍作出規(guī)定。2.規(guī)范性引用文件列舉了本標(biāo)準(zhǔn)所引用的國家標(biāo)準(zhǔn)，除GB/T2408-1996《塑料燃燒性能試驗方法水平法和垂直法》注日期外，其它標(biāo)準(zhǔn)均不需要注日期。因為在GB/T2408-2008中，水平燃燒的分級HB和HB40的判據(jù)不明確，本標(biāo)準(zhǔn)仍采用GB/T2408-1996的分級標(biāo)準(zhǔn)。3.術(shù)語和定義根據(jù)國標(biāo)GB/T1.1-2000的要求，對“合成軌枕”進(jìn)行了英文翻譯和中文解釋。4.規(guī)格型號參考GB/T20154-1984，對我國軌枕的類別、公差要求、斷面形狀及尺寸以表格的形式進(jìn)行了規(guī)定。5.要求在JISE1203-2007的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國軌枕的實際應(yīng)用情況，對合成軌枕的外觀、尺寸及性能作出了規(guī)定。在性能要求中，除了包含JISE1203-2007所涉及的性能外，對合成軌枕的沖擊強(qiáng)度、氧指數(shù)、熱變形溫度、纖維含量等性能提出了相應(yīng)的要求。6.試驗方法對取樣方法、取樣部位及性能試驗方法或執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)定。在建立試驗方法時，立足于國家標(biāo)準(zhǔn)，在無相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)時，參照J(rèn)ISE1203-2007，并結(jié)合實際測試條件，制定了適合合成軌枕測試的方法（見附錄A～I(xiàn)）。如沖擊強(qiáng)度、阻燃性、氧指數(shù)、交流破壞電壓、直流絕緣電阻、熱變形溫度、纖維含量、體積密度采用了國標(biāo)規(guī)定的試驗方法，其它性能如彎曲強(qiáng)度、豎向抗壓強(qiáng)度等因無相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或國標(biāo)具有一定的局限性，在本標(biāo)準(zhǔn)中具體作出了規(guī)定。7.檢驗規(guī)則本標(biāo)準(zhǔn)對合成軌枕的組批原則、出廠檢驗、型式檢驗的內(nèi)容進(jìn)行了全面規(guī)定。8.產(chǎn)品標(biāo)識按照國標(biāo)和用戶的要求作出規(guī)定。9.包裝、運輸、貯存根據(jù)產(chǎn)品的特點，對包裝、運輸、貯存作出有關(guān)規(guī)定。附錄A～附錄I附錄A～附錄I依次對彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量、豎向抗壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、粘接剪切性能、吸水量、成品抗彎曲荷載、螺紋道釘抗拔強(qiáng)度、疲勞性能、耐候性的試驗方法進(jìn)行了規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)試驗方法與國標(biāo)的對照試驗為了說明本標(biāo)準(zhǔn)建立試驗方法的必要性，分別依照本標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)國標(biāo)進(jìn)行了部分性能試驗，測試結(jié)果見表1。表1標(biāo)準(zhǔn)對照試驗測試結(jié)果序號測試項目試樣尺寸，mm測試結(jié)果本標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)本標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)1彎曲強(qiáng)度,MPa400×50×2047×12.5×2120,125,118，138，125137,136，134,132，1342彎曲彈性模量,GPa400×50×2047×12.5×27.05,8.26,7.38,9.51,8.134.72,5.01,2.25,6.92,6.513剪切強(qiáng)度,MPa52×50×4035×6×59.82,9.44,15.4,17.0,10.719.8,18.2,18.0,13.4,18.64吸水率,mg/cm2100×30×3050×50×46.34，8.15，5.626.87,9.09,5.60從表1可以看出：1.彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量測試依照GB/T3356-1999《單向纖維增強(qiáng)塑料彎曲性能試驗方法》的規(guī)定，與本標(biāo)準(zhǔn)試驗方法相比，試樣尺寸較小，彎曲強(qiáng)度測試結(jié)果平行性較好，彎曲彈性模量測試結(jié)果分散性較大，且結(jié)果偏低。這是因為合成軌枕為非均質(zhì)材料，試樣尺寸小，能反映整體的代表性差，測試必將產(chǎn)生較大誤差。適當(dāng)增加所測試樣的尺寸，可有效減少誤差，更真實反映材料的本質(zhì)。2.剪切強(qiáng)度測試依照GB/T3357-1982《單向纖維增強(qiáng)塑料層間剪切強(qiáng)度試驗方法》的規(guī)定，與本標(biāo)準(zhǔn)相比，試樣尺寸較小，測試結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)相比偏大，這是因為GB/T3357-1982規(guī)定的試驗方法是通過測試試樣的三點彎曲，通過計算得出層間剪切強(qiáng)度。用本標(biāo)準(zhǔn)測試，試樣尺寸較大，結(jié)果更接近實際情況。3.吸水率測試依照GB/T1462-2005《纖維增強(qiáng)塑料吸水性試驗方法》的規(guī)定，與本標(biāo)準(zhǔn)相比，試樣尺寸小，測試結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)較接近，平行性較好。但在試驗過程中，由于合成軌枕的密度小于1g/cm3，需要借助其它物件固定在水中，物件必然要與測試樣品接觸，從而影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性（國標(biāo)要求測六個面的吸水率）。而本標(biāo)準(zhǔn)則是將其中的四個面用耐水性材料進(jìn)行包覆，僅測試其余兩個面的吸水性能。測試時，固定物件與包覆面接觸，與國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比分析本標(biāo)準(zhǔn)與日本標(biāo)準(zhǔn)JISE1203-2007相比，在性能要求和試驗方法規(guī)定方面，更能代表國內(nèi)的實際要求，具有適用性。具體表現(xiàn)在：1.在性能要求中，除了包含JISE1203-2007所涉及的性能外，對合成軌枕的沖擊強(qiáng)度、氧指數(shù)、熱變形溫度、纖維含量等性能提出了相應(yīng)的要求。2.JISE1203-2007測試彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量、剪切強(qiáng)度時，加載速度通過應(yīng)力控制，而國內(nèi)的設(shè)備通常是通過位移控制，本標(biāo)準(zhǔn)采用位移控制，可操作性更強(qiáng)。3.在測試抗拔強(qiáng)度時，JISE1203-2007分別規(guī)定了道釘和螺栓抗拔強(qiáng)度的試驗方法，因為我國目前使用的是螺紋道釘，本標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了螺紋道釘抗拔強(qiáng)度的試驗方法及技術(shù)要求，適用性較強(qiáng)。