Eisenbahnschwellen werden als ein Teil der Gleisanlage verwendet, um die Schienen in einem definierten Abstand zu halten und um mechanische Belastungen auf das Gleisbett zu übertragen. Damit sind die wichtigsten Eigenschaften der Schwellen eine definierte Geometrie, Witterungsbeständigkeit, mechanische Belastbarkeit und geringe Wartungskosten. Bis heute werden Schwellen hauptsächlich aus Holz, Beton oder zu einem geringen Teil aus Stahl gefertigt. Das Ziel des Projektes war es, die Machbarkeit von Bahnschwellen aus einer intelligenten Mischung verschiedener Abfallströme zu zeigen. Der Einsatz von Mischkunststoffabfällen (MPW) als Matrixmaterial ist ein Beitrag zur nachhaltigen Nutzung von Sekundärrohstoffen. Die Kombination von MPW mit Glasfasern für die Verstärkung der Schwellen wurde als Grundlage für die Optimierung der Materialeigenschaften wie Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Langzeitstabilität gewählt. Im Vergleich mit konventionellen Schwellen wird erwartet, dass die Kunststoffschwelle eine bessere Witterungsbeständigkeit (ca. 40% längere Lebensdauer als Holzschwellen) und einen deutlich niedrigeren Verbrauch an Rohstoffen (aufgrund der Verwendung von Abfällen) zusammen mit verbesserten akustischen Dämpfungseigenschaften (gegenüber Metall- und Betonschwellen) zeigt. Der Schwerpunkt des Projekts lag auf der Verwendung von in Deutschland anfallenden Kunststoff- und Glasfaserabfällen. Kriterien für die Auswahl der Sekundärkunststoffe waren sowohl das Aufkommen und der Preis wie auch die Intention, verschiedene Materialtypen und -qualitäten zu verwenden. Als Glasfasern wurden verschiedene Typen von Produktionsreststoffen gewählt. In einer ersten Versuchsreihe wurde dabei ermittelt, welche der Glasfaserreststoffe für eine Verstärkung von Kunststoffen geeignet sind. Weiter wurde untersucht welcher Glasfasergehalt im Hinblick sowohl auf die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften als auch die Verarbeitbarkeit am Extruder optimal ist. In den Versuchen mit einer PE-Neuware und verschiedenen Glasfasertypen erwies sich eine Zuführung von Giasfaserstoffen als förderlich für die mechanischen Eigenschaften. Die Zugabe eines Haftvermittlers brachte keine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und wurde deshalb ausgeschlossen. In einer zweiten Versuchsreihe wurden die mechanischen Eigenschaften der Altkunststoffe und gezielter binärer Mischungen der Altkunststoffe ermittelt. Außerdem wurden verschiedene Additive zur Verbesserung der Temperaturstabilität getestet. Die Ergebnisse zeigten keine Indikation für die Verwendung dieser Additive. Es wurden mehrere Mischungen für die Versuche zur Schwellenextrusion ausgewählt. Dort zeigte sich, dass ein Teil der Ausgangsstoffe trotz guter Materialeigenschaften nicht für die Großprofilextrusion geeignet war, da unkontrollierte Blasen im Profil entstanden. Auch das Vortrocknen der Materialien verbesserte das Resultat nicht. Daher wurde angenommen, dass die Lunker durch das Ausgasen beispielsweise von Druckfarben gebildet wurden. Es wurden weitere Versuche mit definierten Altkunststoffmahlgütern und deren Mischungen durchgeführt. Insgesamt konnte damit ein geeigneter Werkstoff für die Schwellenextrusion identifiziert werden. Es wurden im Hinblick auf eine gleichmäßige Durchmischung der Materialschmelze verschiedene Dosiereinheiten zur Zugabe der Altkunststoffe und Glasfasern an einen Einschneckenextruder angebracht sowie eine Entgasungseinheit vorgesehen. Im Anschluss an die Düse des Extruders wurden eine Kalibriereinheit zur Erzeugung des Profilquerschnitts sowie eine Kühlstrecke und ein Rollentisch zum Transport des festen Profils angebaut. Mit Hilfe dieser Anlage gelang es ein maßhaltiges Schwellenprofil zu erzeugen. Nach verschiedenen Bearbeitungsversuchen wurden schließlich mit der endgültigen Materialmischung mehrere Großprofile gefertigt. Die Schwellen wurden als verwendbar eingestuft.


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    Titel :

    Materialbereitstellung und Materialaufbereitung, Teilprojekt. Teilprojekt: Verfahrensentwicklung. Abschlussbericht zum SUSPRISE Verbundprojekt RailWaste: Herstellung von Bahnschwellen aus Mischkunststoffen. Projektlaufzeit: 1.3.2008 bis 28.02.2010


    Beteiligte:
    Woidasky, Jörg (Autor:in) / Gräbe, Gudrun (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    58 Seiten, 51 Bilder, 9 Tabellen, Quellen


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch