Fapt puțin cunoscut: Betonul poate exploda. Și acum oamenii de știință știu de ce.
Într-un nou studiu, cercetătorii de la Empa, Laboratoarele Federale Elvețiene pentru Știința și Tehnologia Materialelor, au încălzit betonul până la 600 de grade Celsius (1111 grade Fahrenheit) și au urmărit-o să meargă la kaboom. Motivul exploziei, au descoperit cercetătorii, a fost modul în care cantitățile minime de umiditate blocate în beton se vaporizau și se deplasează atunci când sunt încălzite.
Exploziile de beton pot fi rezultate deosebit de periculoase ale incendiilor care afectează poduri sau tuneluri, se arată într-un comunicat. În martie 2017, un pod pe Interstate 85 din Atlanta s-a prăbușit parțial după ce un incendiu într-o unitate de depozitare de sub pod a deteriorat betonul și oțelul structurii. În 2003, un incendiu a provocat prăbușirea unei clădiri din beton armat din Hengyang, China, iar incidentul a ucis 20 de pompieri.
Boom merge
Betonul, în forma sa cea mai simplă, este fabricat din ciment, nisip și apă. Dar proiectele majore de construcții, cum ar fi poduri, tuneluri și zgârie-nori folosesc betoane de înaltă performanță, care au ingrediente suplimentare sau folosesc metode speciale de uscare pentru a îmbunătăți durabilitatea și rezistența lor.
Dar încălziți-le la peste 392 F (200 C), iar betoanele de înaltă performanță devin vulnerabile. Ele pot exploda chiar și trimițând bucăți de tir din beton departe de blocul principal.
Pentru a afla de ce, cercetătorii Empa s-au alăturat oamenilor de știință de la Universitatea din Grenoble din Franța și la Institutul Laue-Langevin din Grenoble pentru a urmări fierbinte betonul. Cercetătorii au urmărit interiorul betonului încălzit în timp real folosind tomografie cu neutroni, care se bazează pe absorbția neutronilor pentru a crea o imagine 3D.
Sub presiune
Imaginile au relevat faptul că betonul de înaltă performanță explodează din cauza acelorași proprietăți care îl fac puternic: Are foarte puțini pori, iar acei pori sunt minusculi. Când este încălzită, apa blocată în beton se îndepărtează de sursa de căldură și se vaporizează. Deoarece betonul este atât de dens și impermeabil, apa și aburul se blochează. Fără nicio modalitate de a descărca presiunea, părțile blocului se sting.
Chiar și atunci când sursa de căldură este îndepărtată, au descoperit cercetătorii, exploziile pot apărea în continuare până când presiunea internă scade. Într-un experiment, o bucată de beton a zburat către echipamentul de înregistrare a oamenilor de știință după ce căldura a fost oprită, bătând peste un cronometru nevinovat.
Rezultatele ar trebui să-i ajute pe oamenii de știință să înțeleagă modul în care umiditatea se mișcă în timpul incendiilor catastrofale, au scris cercetătorii anul trecut în revista Cement and Concrete Research.
