Rebar está fora, fibra está dentro: Valley Metro termina lajes de trilhos leves para a mais recente extensão

Oct 14, 2023

Extensões de trilhos leves atrapalham os negócios e o tráfego. O uso de hastes de aço para reforçar o concreto sob os trilhos retarda ainda mais o processo, aumentando as preocupações com a sustentabilidade e a segurança do trabalhador. Então Valley Metro usou uma alternativa em sua atual extensão noroeste.

O concreto reforçado com fibra faz exatamente o que diz na lata: ele substitui uma gaiola de vergalhão de meia polegada por fibras de aço, vidro, cerâmica, carbono ou polímero do tamanho de um alfinete de costura misturadas em todo o concreto.

"A área de concreto reforçado com fibra é uma área bastante madura; está em uso há mais de 40 ou 50 anos", disse o líder do projeto, Barzin Mobasher, da Escola de Engenharia Sustentável e Ambiente Construído da Arizona State University. "E agora, quando olhamos para as questões de sustentabilidade e eficiência dos materiais de concreto, isso se tornou bastante relevante."

A técnica economiza peso, reduz a corrosão, reduz o uso de cimento em um quinto e interrompe as rachaduras no nível microscópico.

“Não permitimos que a rachadura cresça e se alargue de modo que se torne um grande buraco ou uma grande separação porque, uma vez que você tenha isso, haverá problemas de corrosão, problemas de durabilidade e outros problemas significativos”, disse Mobasher.

A Valley Metro escolheu polipropileno e fibras de aço para seus 2,4 quilômetros de lajes de trilhos, que as equipes concluíram no início de maio. Ele aceitou o reforço de fibra proposto após testes de fadiga pelo Laboratório de Materiais e Estruturais da ASU, simulando 45 anos de serviço com cargas maiores do que o esperado.

O concreto resiste bem a forças que o espremem ou comprimem, mas falha rapidamente contra forças que o flexionam ou esticam, como a tensão. Isso é um problema porque o concreto encolhe naturalmente e as lajes dos trilhos suportam os trilhos que sofrem sua própria tensão.

O reforço do concreto com vergalhões reduz a propagação de trincas e permite que o concreto carregue cargas após o aparecimento de trincas.

"Muitos dos problemas em pontes ou rodovias - o barulho nas rodovias - é que, uma vez que essas juntas quebram, elas ficam livres para passar umas pelas outras", disse Mobasher. "Então agora você tem solavancos e basicamente não tem um fluxo de tráfego muito bom."

Na verdade, a fissuração é uma qualidade tão presumida das lajes de concreto que os construtores cortam juntas de controle com serras diamantadas para limitar sua propagação.

Mobasher prefere tentar parar as rachaduras antes que elas sejam visíveis, mesmo como fraturas finas.

"As rachaduras geralmente começam como uma pequena microfissura", disse ele. "E a oportunidade aqui é que, se eu conseguir impedir que essas microfissuras se conectem umas às outras, posso realmente aumentar a resistência do material."

A fabricação de vergalhões gera uma pegada de carbono substancial, e o uso de reforços de vergalhões requer semanas de equipes trabalhando em posições precárias, estabelecendo barras, soldando-as e aterrando componentes.

Mobasher diz que o concreto reforçado com fibra é mais simples, mais seguro e leva uma fração do tempo.

"É como a diferença entre algo que é feito na fábrica e entregue no local de trabalho e derramado em vez de fazer todo o trabalho no local de trabalho", disse ele.

Ele acrescentou que, dados os 500 milhões de toneladas de vergalhão e 20-30 bilhões de toneladas de concreto usados ​​em todo o mundo, o reforço de fibra é realmente o "fruto mais fácil" das técnicas de construção, do ponto de vista da sustentabilidade.

"E se pudermos desenvolver sistemas de reforço sustentáveis ​​e repensar as metodologias desenvolvidas há mais de 100 anos, é isso que precisamos fazer."