Pesquisa investiga o uso de escória granulada de alto forno e fibras de aço em dormentes ferroviários
Imagem: produção dos dormentes
A aplicação de escória granulada de alto forno (em inglês, Ground Granulated Blast Furnace Slag – GGBFS) e fibras de aço em dormentes ferroviários de concreto pré-carregados foi desenvolvida pela McGill University, no Canadá, em parceria com universidades da Coréia. Os resultados dos testes mostraram maior resistência do concreto impregnado com GGBFS e fibras de aço em comparação com uso apenas de GGBFS, e ambos provaram ser mais resistentes que o concreto utilizado em dormentes comuns.
A proporção de 56% de GGBFS e 0,75% de fibras de aço incorporadas ao concreto foi determinada por testes em laboratório e por uma avaliação do ciclo de vida. Estes valores atendem aos padrões Coreanos para ferrovias, e resultaram em maior capacidade de flexão e menor emissão de CO2 quando comparados com os dormentes tradicionais.
Utilizando esta mistura, 90 dormentes de concreto pré-carregados foram produzidos usando o mesmo processo de manufatura de dormentes tradicionais. Em seguida, foram avaliadas suas propriedades mecânicas e durabilidade. A mistura com substituição parcial do cimento Portland tipo III por GGBFS mostrou maior resistência a penetração de íons de cloreto, porém, são mais vulneráveis a carbonatação. O material com GGBFS e fibras de aço tem durabilidade ligeiramente maior que o mateiral impregnado apenas com GGBFS, além de maior resistência a carbonatação.
A demanda por dormentes de concreto pré-carregados vem crescendo, principalmente para sistemas de alta velocidade, devido a sua maior durabilidade e melhor performance, bem como um custo de vida menor em relação aos dormentes de concreto comuns. Entretanto, estudos anteriores já registraram alguns problemas com estes dormentes, como o peso, custo e a vulnerabilidade à corrosão no contato com o trilho e ao ataque químico. Por estarem submetidos a condições severas de operação e expostos ao tempo, sofrem com a fadiga e cargas de impacto, resultando em trincas, lascamento e deterioração dos dormentes. Além disso, há grande preocupação ambiental com os dormentes de concreto pré-carregados, visto que a produção de cimento consome muita energia e emite quantidades consideráveis de dióxido de carbono.
O uso do GGBFS é considerado ecologicamente correto, pois reduz as emissões de dióxido de carbono e o consumo de energia, além de aumentar a durabilidade dos dormentes. As fibras de aço, por sua vez, são responsáveis por aumentar a durabilidade e melhorar a performance dos dormentes com relação ao controle de trincas e redução do lascamento do concreto (spalling) e ainda substitui os reforços para cisalhamento.
Para mais informações, acesse: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958946516304760