鉄筋は外され、繊維は入っている: Valley Metro が最新の延長のためのライトレールのスラブを完成

May 19, 2023

ライトレールの延伸はビジネスと交通を混乱させます。 線路下のコンクリートを補強するために鋼棒を使用すると、プロセスがさらに遅くなり、持続可能性と作業員の安全性への懸念が高まります。 そのため、バレーメトロは現在の北西延伸部分に代替案を使用した。

繊維強化コンクリートは、その言葉通りの効果を発揮します。0.5 インチの鉄筋のケージを、コンクリート全体に混ぜられたソーイングピンサイズのスチール、ガラス、セラミック、カーボン、またはポリマー繊維で置き換えます。

アリゾナ州立大学持続可能工学・建築環境学部のプロジェクトリーダー、バージン・モバッシャー氏は「繊維強化コンクリートの分野はかなり成熟した分野で、40～50年以上使われている」と語った。 「そして今、コンクリート材料の持続可能性と効率の問題に目を向けているとき、それは非常に重要なものになっています。」

この技術により重量が軽減され、腐食が軽減され、セメントの使用量が 5 分の 1 に削減され、顕微鏡レベルで亀裂が阻止されます。

「私たちは、亀裂が成長して広がって、大きなポットホールや大きな剥離になることを許しません。一度亀裂が発生すると、腐食の問題、耐久性の問題、その他の重大な問題が発生するからです」とモバッシャー氏は語った。

バレー メトロは、1.5 マイルの線路スラブにポリプロピレンと鋼繊維を選択し、作業員が 5 月初旬に完成させました。 ASU の構造材料研究所による、予想を超える負荷での 45 年間の使用をシミュレートした疲労テストの結果、提案された繊維強化が受け入れられました。

コンクリートは、押し込んだり圧縮したりする力には十分耐えますが、張力などの曲げたり伸ばしたりする力に対してはすぐに壊れてしまいます。 コンクリートは自然に収縮し、軌道スラブはそれ自身の張力を受けるレールを支えているため、これは問題です。

鉄筋でコンクリートを補強すると、亀裂の伝播が軽減され、亀裂が発生した後もコンクリートが荷重を支えることができます。

「橋の床版や高速道路での問題の多く、つまり高速道路の騒音は、これらの接合部に亀裂が入ると、接合部が自由に行き来できるようになるということです」とモバッシャー氏は言う。 「そのため、今では段差が生じ、基本的に交通の流れはあまりスムーズではありません。」

実際、ひび割れはコンクリートスラブの品質として想定されているため、建設業者はひび割れの広がりを抑えるためにダイヤモンドブレードのこぎりで制御ジョイントを切断します。

モバッシャー氏は、たとえヘアライン骨折であっても、亀裂が目に見える前に止められるよう努めることを好みます。

「亀裂は小さな微細な亀裂から始まることがよくあります」と彼は言う。 「そして、ここでのチャンスは、これらの微小な亀裂が互いにつながるのを防ぐことができれば、実際に材料の強度を高めることができるということです。」

鉄筋の製造ではかなりの二酸化炭素排出量が発生し、鉄筋補強を使用するには、数週間に及ぶ作業員が危険な位置で作業し、鉄筋を敷設し、溶接してコンポーネントを接地する必要があります。

モバッシャー氏は、繊維強化コンクリートの方が簡単で安全で、時間もほんのわずかしかかからないと言う。

「それは、工場で作られたものを現場に届けて、すべての作業を現場で行うのではなく、流し込むのとの違いのようなものです」と彼は言う。

同氏は、世界中で5億トンの鉄筋と200億～300億トンのコンクリートが使用されていることを考えると、持続可能性の観点から見ると、繊維強化はまさに建設技術の「簡単に実現できる成果」であると付け加えた。

「そして、持続可能な強化システムを開発し、100年以上前に開発された方法論を再考することができれば、それが私たちが行う必要があることです。」