La primera de su tipo en Australia Occidental, la losa de vía de hormigón reforzado con fibra BarChip para 120 años de vida útil en el túnel de metro Forrestfield-Airport Link de 1.86 billones AUD, es un ejemplo de clase mundial de diseño de mezcla de hormigón, bombeo de hormigón y la colaboración de partes interesadas, con el equipo detrás de esto, ganó el Premio a la Excelencia del Proyecto de Infraestructura Estatal del Instituto de Concreto de Australia 2023.

Para obtener una revisión detallada de la losa de vía Forrestfield-Airport Link, descargue el documento de la conferencia 2021 del Concrete Institute of Australia: World’s Longest Pumping Distance Of Macro Synthetic Fiber Reinforced Concrete… (haga clic para abrir).

¿Qué aspecto tiene el hormigón reforzado con fibra BarChip bombeado 2 km? Respuesta – ¡Bastante bien!

El diseño especificó una losa de vía de hormigón con una metodología de construcción de arriba hacia abajo que constaba de una sección invertida no reforzada por encima de la cual se fijan los rieles a las traviesas de vía prefabricadas y se colocan en los niveles correctos. Luego, las traviesas de vía se encapsulan en una losa de vía de hormigón para sostenerlas en una posición permanente. Este enfoque se ha vuelto común en los túneles de metro con el requisito clave de que la losa de la vía absorba las cargas y resista el agrietamiento por los efectos de la edad temprana y la contracción.

Pistas listas para encapsular con concreto reforzado BarChip

El diseño original de la losa de vía requería una losa de hormigón rígido reforzado de forma continua con barra de refuerzo de acero, fibra de acero o ambos. Sin embargo, debido al tiempo requerido para instalar la barra de acero entre las traviesas de vía elevadas y la sección inferior y la dificultad de lograr el encapsulado correcto durante la colocación del hormigón, la barra de acero se eliminó como una opción viable en el proyecto. Además, debido a las preocupaciones sobre las presiones de la línea que bombean fibra de acero a largas distancias, se modificó el diseño para permitir el uso de refuerzo de hormigón con macro fibra sintética.

Se realizó una prueba inicial de colocación y bombeo de 300 m con hormigón simple, fibra de acero y fibra sintética BarChip. El hormigón simple y la macro fibra sintética BarChip se bombearon sin incidentes, sin embargo, la mezcla de fibra de acero tenía varios bloqueos que resultaron en la selección de BarChip para el proyecto. Una inspección de las losas colocadas después de 1 año mostró grietas por contracción en diversos grados en las losas simples y reforzadas con fibra de acero y sin grietas en la losa reforzada con BarChip, lo que respaldó aún más la decisión de especificar la fibra BarChip.

El bombeo de hormigón de casi 2 km requiere una colaboración significativa entre el contratista, el operador de la bomba y el proveedor de hormigón para garantizar que el hormigón no solo se pueda bombear hasta esa distancia, sino que aún tenga la trabajabilidad y el acabado adecuados cuando llegue el hormigón. Justin Rapp, ingeniero de proyectos sénior de Martinus Rail explica:

“Hay un buen equilibrio entre la consistencia y la trabajabilidad. Tener la capacidad de bombear el concreto hasta dos 2 km, pero luego poder trabajar ese concreto y colocarlo, especialmente cuando tiene una vía súper elevada dentro del túnel y el concreto quiere correr hacia el lado bajo del túnel”.

Losa de vía instalada Enlace Forrestfield-Aeropuerto

De hecho, la rampa más grande de los rieles fue de 100 mm, lo que resultó en una altura equivalente de 300 mm entre el lado bajo y el lado alto de la losa de la vía. Mantener el concreto en su lugar en tal pendiente requirió un esfuerzo significativo en el diseño de la mezcla. Sarvesh Mali, director técnico de Boral:

“Tenía muchas pendientes y rampas, y mantener ese nivel y esa trabajabilidad en el túnel fue el mayor desafío al diseñar este concreto”.

La mezcla de concreto final se determinó después de 14 pruebas de mezcla y múltiples pruebas de bombeo, incluida una prueba de bomba de superficie de 800 m y 1500 m. El hormigón final fue una mezcla Envisia de Boral de 32 MPa con árido de 14 mm, con 390 kg de materiales cementicios, relación A/C 0,49, reductores de agua, superplastificantes, retardadores y acelerantes variables en función de las condiciones climáticas. El objetivo de slump era de 200 ± 40; sin embargo, el aprendizaje en la obra mostró que el slump ideal era de 180 a 200. La mezcla también incluía el sistema de tecnología Zep para ablandar el concreto y reducir las presiones de bombeo. Chris Rakich, director y gerente de Meales Concrete Pumping:

“Antes de que comenzara el proyecto, hicimos dos pruebas, una con Envisia y otra sin ella. Descubrimos que el que tenía Envisia redujo la presión de nuestra línea de concreto en un 15 %, por lo que Envisia fue definitivamente la elección correcta”.

Las pruebas de contracción de la mezcla final dieron resultados de 300 microdeformación, una mejora del 45 % de la 540 microdeformación especificada para el proyecto. Antes del bombeo, las líneas se alisaron con 1 m3 de lechada por cada 500 m de línea, seguido de la mezcla de losa de vía. El hormigón reforzado con fibra se bombeó a través de una tubería de alta presión de 125 mm montada en la pared del túnel, reduciéndose a una línea de baja presión para su colocación. La presión de bombeo más alta realizada durante el proyecto fue de 220 hidráulicas (190 bar de hormigón).

Se implementaron importantes medidas de control de calidad desde las pruebas hasta el final del proyecto, incluidas pruebas de asentamiento en cada carga, pruebas de cilindros de compresión en intervalos seleccionados, pruebas de contracción y pruebas de lavado para el conteo de fibras. No se permitió el ingreso de concreto a la línea hasta que se aprobara.

Construcción Ambientalmente Consciente

Todas las partes interesadas hicieron un esfuerzo consciente para reducir la huella de carbono de la construcción y reducir los residuos. BarChip tiene la certificación EPD y en este proyecto representó solo 9,5 kg de carbono por m3 en la losa de vía, significativamente menos que las alternativas de acero. Un ejemplo del beneficio de carbono logrado con la fibra BarChip se puede ver en el tren ligero de Parramatta, donde 101 toneladas de fibra BarChip reemplazaron más de 2426 toneladas de barras de acero para un ahorro de carbono de más de 4800 toneladas de CO2e.

También certificada por EPD, la mezcla de concreto Envisia de Boral utiliza escoria como reemplazo del 50% de ggbs, para una reducción total de carbono del 40%.

También se pusieron en marcha procesos durante la construcción, como la recolección y el reciclaje del agua utilizada cada día para el pulido y limpieza de tuberías.

Para obtener una revisión detallada de la losa de vía Forrestfield-Airport Link, descargue el documento de la conferencia 2021 del Concrete Institute of Australia: World’s Longest Pumping Distance Of Macro Synthetic Fiber Reinforced Concrete… (haga clic para abrir).

La losa de vía Forrestfield-Airport Link es un ejemplo de clase mundial de construcción de infraestructura de vanguardia. Fue un placer trabajar con todas las partes en el proyecto. Salini Impregilo – NRW Empresa conjunta Salini Impregilo Mott MacDonald Meales Bombeo de hormigón Meales Bombeo de hormigón Australia Occidental Martinus Boral Whittens BarChip Inc.