Maz zināms fakts: betons var eksplodēt. Un tagad zinātnieki zina, kāpēc.
Jaunā pētījumā Šveices Federālās materiālu zinātnes un tehnoloģijas laboratorijas Empa pētnieki karsēja betonu līdz 600 grādiem pēc Celsija (1112 grādi pēc Fārenheita) un vēroja, kā tas notiek ar kaboomu. Pētnieku atklātais sprādzienu iemesls bija veids, kā niecīgs mitruma daudzums, kas bloķējās betona iekšpusē, iztvaiko un pārvietojas karsējot.
Betona sprādzieni var būt īpaši bīstami ugunsgrēkiem, kas ietekmē tiltus vai tuneļus, teikts paziņojumā. 2017. gada martā tilts uz autoceļa 85 starpniecību Atlantā daļēji sabruka pēc tam, kad ugunsgrēks krātuvē zem tilta sabojāja konstrukcijas betonu un tēraudu. 2003. gadā ugunsgrēks izraisīja dzelzsbetona ēkas sabrukumu Hengyangā, Ķīnā, un negadījumā gāja bojā 20 ugunsdzēsēji.
Notiek uzplaukums
Betons visvienkāršākajā formā ir izgatavots no cementa, smiltīm un ūdens. Bet lielos būvniecības projektos, piemēram, tiltos, tuneļos un debesskrāpjos, tiek izmantoti augstas kvalitātes betoni, kuriem ir papildu sastāvdaļas, vai arī tiek izmantotas īpašas žāvēšanas metodes, lai uzlabotu to izturību un izturību.
Bet sildiet tos līdz vairāk nekā 392 F (200 C), un augstas veiktspējas betoni kļūst viegli ievainojami. Viņi pat var eksplodēt, nosūtot betona gabalus no galvenā bloka.
Lai noskaidrotu, kāpēc Empa pētnieki pievienojās zinātniekiem Grenobles universitātē Francijā un Laue-Langevin institūtā Grenoblē, lai noskatītos, kā betons sakarst. Pētnieki izsekoja apsildāmā betona iekšpusi reālā laikā, izmantojot neitronu tomogrāfiju, kas 3D attēla izveidošanai ir atkarīga no neitronu absorbcijas.
Zem spiediena
Attēli atklāja, ka augstas kvalitātes betons eksplodē to pašu īpašību dēļ, kas padara to spēcīgu: Tam ir ļoti maz poru, un šīs poras ir niecīgas. Sildot, betonā iesprūdušais ūdens attālinās no siltuma avota un iztvaiko. Tā kā betons ir tik blīvs un necaurlaidīgs, ūdens un tvaiks iestrēgst. Nevarot atbrīvot spiedienu, bloka daļas izpūstas.
Pat pēc siltuma avota noņemšanas, pētnieki atklāja, sprādzieni joprojām var notikt, kamēr iekšējais spiediens samazinās. Vienā eksperimentā pēc tam, kad tika izslēgts karstums, betona gabals virzījās pretī zinātnieku reģistrācijas kontrolierīcēm, pārmācot nevainīgu taimeri.
Rezultātiem būtu jāpalīdz zinātniekiem izprast, kā mitrums pārvietojas katastrofisku ugunsgrēku laikā, pētnieki pagājušajā gadā rakstīja žurnālā Cement and Concrete Research.
