Vztah mezi poměrem kotevního materiálu a kotevní silou a trvanlivostí pražců kolejnicových hrotů
Když se obsah síry v sirné cementové maltě zvýší z 10 % na 25 %, jak se změní kotvící síla a proč existuje optimální rozmezí?
Při obsahu síry 10 % má malta špatnou tekutost a nedostatečnou kombinaci s póry pražce a kotvící síla je pouze 60 kN. Když je obsah 15 %-20 %, tekutost a lepivost jsou vyvážené a kotvící síla dosahuje 80–90 kN, což je optimální rozsah. Při obsahu 25% vede nadměrná síra ke zvýšené křehkosti malty, snadnému praskání po vytvrzení a kotevní síla klesá na 70kN. Síra totiž působí jako pojivo; příliš nízký obsah nemůže vytvořit hustou spojovací vrstvu a příliš vysoký obsah snižuje houževnatost malty a způsobuje praskliny. Optimální poměr může zajistit, že malta plně pronikne do pórů pražce a vytvoří stejnoměrnou spojovací vrstvu, která je základem poměru jádra pro kotvení dřevěných pražců na tratích běžné rychlosti.
Proč je pevnost spojení pryskyřicového kotvícího činidla s poměrem A:B=2:1 40% vyšší než 1:1?
Pryskyřičné kotvicí činidlo se skládá z pryskyřice (činidlo A) a vytvrzovacího činidla (činidlo B). Při poměru 2:1 je reakce mezi pryskyřicí a vytvrzovacím činidlem nejúčinnější, s nejvyšší hustotou zesítění- a pevnost spoje může dosáhnout 12 MPa. Při poměru 1:1 povede nadměrné množství vytvrzovacího činidla k nerovnoměrnému zesíťování-řetězců molekul pryskyřice, produkování přebytku malých molekul a pevnost vazby je pouze 8,5 MPa. Dostatečná-síťovací reakce může vytvořit pevnou chemickou vazbu mezi kotvicím činidlem, hroty a pražci, zatímco nadměrné vytvrzovací činidlo poškodí strukturu spojovací vrstvy a sníží pevnost spoje. Optimálním poměrem pryskyřičného kotvícího činidla je tedy poměr 2:1, který může maximalizovat kotvící sílu a splnit požadavky na kotvení betonových pražců na těžkých-traťových tratích.
Jaký dopad bude mít 5% odchylka v poměru kotevních materiálů na životnost pražců?
5% odchylka v poměru povede k 20%-30% snížení kotevní síly. Pod tažnou silou vlaku se hroty snadno uvolní, což způsobí lokální koncentraci napětí v kotevních otvorech pražců. Beton pražců bude produkovat radiální trhliny v důsledku koncentrace napětí, urychlení stárnutí a poškození. Například 5% odchylka obsahu síry v sirné cementové maltě zvyšuje výskyt trhlin v kotevních otvorech pražců o 40 % a životnost se zkracuje o 30 %. Uvolněné hroty zároveň zhorší tření mezi pražcem a hroty, zvýší míru opotřebení o 25 %, čímž dále sníží životnost pražce. Proto musí být poměr kotevních materiálů přísně kontrolován v rozmezí ±2 %, aby byla chráněna dlouhodobá stabilní služba pražců.
Jak přesně kontrolovat poměr kotevních materiálů na místě, aby nedošlo k odchylce?
Na místě lze použít zařízení pro kvantitativní dávkování. Sirocementová malta se přesně váží podle hmotnostního poměru síry, cementu a písku s chybou regulovanou v rozmezí ±1 %. Pryskyřičné kotvicí činidlo používá speciální poměrové zařízení k automatickému řízení toku činidla A a činidla B, čímž je zajištěn poměr 2:1. Během dávkování rovnoměrně promíchejte: sirná cementová malta by se měla míchat déle než 5 minut a pryskyřičné kotvicí činidlo by se mělo míchat déle než 3 minuty, aby se zajistilo rovnoměrné rozložení složek. Kromě toho náhodně extrahujte dávkové vzorky pro zjištění odchylky poměru; šarže s odchylkou přesahující 2 % je nutné znovu vsáknout, aby se zajistil přesný poměr ze zdroje, zlepšila se síla kotvení a životnost pražců.
Jaké jsou rozdíly v požadavcích na poměry kotevních materiálů mezi různými materiály pražců a jak se přizpůsobit?
Dřevěné pražce mají vysokou pórovitost, vhodnou pro poměr síry 15 % v sirné cementové maltě, která může plně pronikat do mezer dřevitých vláken a vytvářet mechanickou okluzi. Betonové pražce mají nízkou pórovitost, vhodné pro poměr pryskyřičného kotvícího činidla 2:1, se silnější chemickou vazebnou silou. Pražce z předpjatého betonu mají vyšší požadavky na kotvící sílu a rychle{5}}tuhnoucí pryskyřičné kotvicí činidlo musí být zvoleno s odchylkou poměru regulovanou v rozmezí ±1 %, aby se zabránilo nedostatečné kotvící síle v důsledku odchylky poměru, která ovlivňuje stabilitu předpětí pražců. Různé materiály pražců mají různé vazebné mechanismy kotevních materiálů a pro dosažení optimálního kotevního účinku je třeba poměr cíleně upravit.