Malo znano dejstvo: beton lahko eksplodira. In zdaj znanstveniki vedo, zakaj.
V novi študiji so raziskovalci iz Empe, švicarskega zveznega laboratorija za znanost in tehnologijo, segrevali beton do 600 stopinj Celzija (1,112 stopinj Fahrenheita) in opazovali, kako gre v kaboom. Razlogi za eksplozije so raziskovalci ugotovili v tem, kako so se majhne količine vlage, ki so se v betonu zaklenile, izhlapile in se segrevale pri segrevanju.
Konkretne eksplozije so lahko še posebej nevarne posledice požarov, ki prizadenejo mostove ali predore, piše v izjavi. Marca 2017 se je most na Interstate 85 v Atlanti delno podrl, potem ko je požar v skladiščni enoti pod mostom poškodoval beton in jeklo konstrukcije. Leta 2003 je požar zrušil armiranobetonsko zgradbo v mestu Hengyang na Kitajskem, v incidentu pa je umrlo 20 gasilcev.
Going boom
Beton je v svoji najpreprostejši obliki iz cementa, peska in vode. Toda veliki gradbeni projekti, kot so mostovi, predori in nebotičniki, uporabljajo visokozmogljive betone, ki imajo dodatne sestavine ali uporabljajo posebne metode sušenja, da izboljšajo svojo vzdržljivost in trdnost.
Vendar jih segrejemo na 200 C (39 C) in visokozmogljivi betoni postanejo ranljivi. Lahko celo eksplodirajo in pošljejo koščke betona streljaj stran od glavnega bloka.
Da bi ugotovili, zakaj, so se raziskovalci Empe pridružili znanstvenikom z univerze v Grenoblu v Franciji in inštituta Laue-Langevin v Grenoblu, da bi opazili, kako se beton segreje. Raziskovalci so v realnem času spremljali notranjost segretega betona z nevtronsko tomografijo, ki se pri ustvarjanju 3D slike opira na absorpcijo nevtronov.
Pod pritiskom
Slike so razkrile, da visoko zmogljiv beton eksplodira zaradi enakih lastnosti, zaradi katerih je močan: ima zelo malo pore in te pore so majhne. Pri segrevanju se voda, zaklenjena v beton, odmakne od vira toplote in izpari. Ker je beton tako gost in neprepusten, se voda in para zatakneta. Del bloka ne odzračuje, da bi se pritisk povečal.
Tudi ko odvzamejo vir toplote, so ugotovili raziskovalci, eksplozije še vedno lahko nastanejo, dokler notranji tlak ne pade. V enem poskusu je košček betona odletel proti snemalni napravi znanstvenikov, potem ko je bila vročina ugasnjena in je trkala po nedolžnem časovniku.
Rezultati naj bi znanstvenikom pomagali razumeti, kako se vlaga premika med katastrofalnimi požari, lani so raziskovalci zapisali v reviji Cement and Concrete Research.
