Арматуры нет, оптоволокно есть: Valley Metro завершает работы над плитами легкорельсового транспорта для последней надстройки

Oct 14, 2023

Расширение легкорельсового транспорта мешает бизнесу и дорожному движению. Использование стальных стержней для армирования бетона под путями еще больше замедляет процесс, одновременно повышая проблемы устойчивости и безопасности работников. Поэтому Valley Metro использовала альтернативу своему нынешнему северо-западному расширению.

Фибробетон делает именно то, что заявлено на упаковке: он заменяет клетку из полудюймовой арматуры стальными, стеклянными, керамическими, углеродными или полимерными волокнами размером с швейную булавку, смешанными по всему бетону.

«Область фибробетона — довольно зрелая область; она используется уже более 40 или 50 лет», — сказал руководитель проекта Барзин Мобашер из Школы устойчивой инженерии и искусственной среды Университета штата Аризона. «И теперь, когда мы рассматриваем вопросы устойчивости и эффективности бетонных материалов, это становится весьма актуальным».

Эта технология позволяет снизить вес, уменьшить коррозию, сократить расход цемента на одну пятую и остановить появление трещин на микроскопическом уровне.

«Мы не позволяем трещине расти и расширяться настолько, чтобы она превратилась в большую выбоину или серьезное расслоение, потому что, как только она появится, у вас возникнут проблемы с коррозией, проблемы с долговечностью и другие серьезные проблемы», - сказал Мобашер.

Компания Valley Metro выбрала полипропилен и стальные волокна для строительства 1,5 миль путевых плит, которые бригады завершили в начале мая. Он принял предложенное волокнистое армирование после испытаний на усталость, проведенных Лабораторией конструкций и материалов ASU, имитирующих 45 лет службы при нагрузках, превышающих ожидаемые.

Бетон хорошо противостоит силам, которые его сжимают или сжимают, но он быстро разрушается от сил, которые его сгибают или растягивают, таких как растяжение. Это проблема, поскольку бетон естественным образом сжимается, а путевые плиты поддерживают рельсы, которые подвергаются собственному растяжению.

Армирование бетона арматурой уменьшает распространение трещин и позволяет бетону выдерживать нагрузки после появления трещин.

«Многие проблемы на мостах или на автомагистралях (шум на автомагистралях) заключается в том, что как только эти соединения трескаются, они могут свободно проходить мимо друг друга», — сказал Мобашер. «Итак, теперь вы получаете неровности, и, по сути, у вас не очень плавный транспортный поток».

Фактически, растрескивание является настолько предполагаемым свойством бетонных плит, что строители вырезают контрольные швы пилами с алмазными лезвиями, чтобы ограничить их распространение.

Мобашер предпочитает пытаться остановить трещины до того, как они станут заметны, даже если они небольшие.

«Трещины часто начинаются с небольшой микротрещины», — сказал он. «И возможность здесь заключается в том, что если я смогу предотвратить соединение этих микротрещин друг с другом, я действительно смогу увеличить прочность материала».

Производство арматуры оставляет значительный углеродный след, а использование арматуры требует нескольких недель работы бригад в опасных положениях, укладки стержней, их сварки и заземления компонентов.

Мобашер говорит, что фибробетон проще, безопаснее и требует меньше времени.

«Это похоже на разницу между чем-то, что было изготовлено на заводе, доставлено на рабочую площадку и разлито вместо того, чтобы выполнять всю работу на рабочей площадке», — сказал он.

Он добавил, что, учитывая, что во всем мире используется 500 миллионов тонн арматуры и 20-30 миллиардов тонн бетона, армирование волокнами действительно является «низко висящим плодом» строительных технологий с точки зрения устойчивости.

«И если мы сможем разработать устойчивые системы армирования и переосмыслить методологии, разработанные более 100 лет назад, это то, что нам нужно сделать».