Málo známy fakt: Betón môže explodovať. A teraz vedci vedia prečo.
V novej štúdii vedci z Empa, Švajčiarskych federálnych laboratórií pre vedu a techniku materiálov, zahrievali betón až na 600 stupňov Celzia (1112 stupňov Fahrenheita) a sledovali, ako to ide do kabín. Vedci zistili, že dôvodom výbuchov je spôsob, akým sa malé množstvá vlhkosti zamknuté vo vnútri betónu odparujú a pri zahrievaní sa pohybujú.
Konkrétne výbuchy môžu byť podľa hlásení obzvlášť nebezpečnými následkami požiarov, ktoré ovplyvňujú mosty alebo tunely. V marci 2017 sa most pri Interstate 85 v Atlante čiastočne zrútil po požiari v skladovacej jednotke pod mostom, ktorý poškodil betón a oceľ konštrukcie. V roku 2003 spôsobil požiar zrútenie železobetónovej budovy v čínskom meste Hengyang a incident zabil 20 hasičov.
Rozvíja sa
Betón vo svojej najjednoduchšej podobe je vyrobený z cementu, piesku a vody. Pri veľkých stavebných projektoch, ako sú mosty, tunely a mrakodrapy, sa však používajú vysokovýkonné betóny, ktoré obsahujú ďalšie prísady alebo používajú špeciálne metódy sušenia na zlepšenie ich trvanlivosti a pevnosti.
Zahrejte ich však na viac ako 200 ° C a vysokovýkonné betóny sa stávajú zraniteľnými. Môžu dokonca explodovať a posielať kúsky betónu mimo hlavného bloku.
Ak chcete zistiť, prečo sa vedci Empa pripojili k vedcom na univerzite v Grenobli vo Francúzsku a Laue-Langevinovmu inštitútu v Grenobli, aby sledovali, ako sa betón zohrieva. Vedci sledovali vnútro zahriateho betónu v reálnom čase pomocou neutrónovej tomografie, ktorá sa spolieha na absorpciu neutrónov pri vytváraní 3D obrazu.
Pod tlakom
Z obrázkov vyplynulo, že vysokovýkonný betón exploduje z dôvodu rovnakých vlastností, ktoré ho robia silným: Má veľmi málo pórov a tieto póry sú malé. Po zahriatí sa voda v betóne zamknutá od zdroja tepla a odparuje. Pretože je betón tak hustý a nepriepustný, voda a para uviaznu. Časti bloku nie je možné odvzdušniť, aby nedošlo k odvzdušneniu.
Vedci zistili, že aj keď sa zdroj tepla odstráni, môžu k výbuchom dôjsť až do poklesu vnútorného tlaku. V jednom experimente kus betónu preletel k záznamovému zariadeniu vedcov po tom, čo bolo teplo vypnuté a zrazilo nevinný časovač.
Výsledky by mali pomôcť vedcom pochopiť, ako sa vlhkosť pohybuje pri katastrofických požiaroch. Vedci napísali minulý rok v časopise Cement and Concrete Research.
