Малко известен факт: Бетонът може да избухне. И сега учените знаят защо.
В ново проучване изследователи от Empa, Швейцарската федерална лаборатория за материалознание и технологии, нагряват бетон до 600 градуса по Целзий (1,112 градуса по Фаренхайт) и го наблюдават как става кабум. Причината за експлозиите, установили изследователите, е начинът, по който малките количества влага, заключени вътре в бетона, се изпаряват и придвижват при нагряване.
Бетонните експлозии могат да бъдат особено опасни резултати от пожари, които засягат мостове или тунели, се казва в изявление. През март 2017 г. мост на Interstate 85 в Атланта частично се срути след пожар в складово помещение под моста повреди бетона и стоманата на конструкцията. През 2003 г. пожар предизвика срутване на стоманобетонна сграда в Хенгян, Китай, а при инцидента загиват 20 пожарникари.
Настъпва бум
Бетонът в най-простата си форма е направен от цимент, пясък и вода. Но големите строителни проекти като мостове, тунели и небостъргачи използват високоефективни бетони, които имат допълнителни съставки или използват специални методи за сушене, за да подобрят тяхната издръжливост и здравина.
Но ги нагрява до над 392 F (200 C) и бетоните с висока производителност стават уязвими. Те дори могат да избухнат, изпращайки парчета бетон, стреляйки далеч от основния блок.
За да разберат защо, изследователите от Empa се присъединиха към учени от Университета в Гренобъл във Франция и Института Laue-Langevin в Гренобъл, за да гледат как бетонът се нагрява. Изследователите проследявали в реално време интериора на нагрятия бетон с помощта на неутронна томография, която разчита на абсорбцията на неутроните, за да създаде 3D изображение.
Под напрежение
Изображенията разкриха, че високоефективният бетон експлодира поради същите свойства, които го правят здрав: Той има много малко пори, а тези пори са малки. При нагряване водата, затворена в бетона, се отдалечава от източника на топлина и се изпарява. Тъй като бетонът е толкова плътен и непромокаем, водата и парата се залепват. Без да може да се издуши натрупването на налягане, части от блока издухват.
Дори когато източникът на топлина бъде отстранен, установиха изследователите, експлозиите все още могат да възникнат, докато вътрешното налягане падне. В един експеримент парче бетон полетя към записващото оборудване на учените, след като топлината беше изключена, пречупвайки невинен таймер.
Резултатите трябва да помогнат на учените да разберат как влагата се движи по време на катастрофални пожари, писаха изследователите миналата година в списанието Cement and Concrete Research.
