Як вибухає бетон і чому це відбувається: видовищне відео

Вчені провели ряд випробувань і нарешті встановили точну причину того, чому бетон вибухає при нагріванні і як саме це відбувається. Зрозуміло, не обійшлося без видовищних експериментів!

Бетон - це, мабуть, одні з найдивовижніших матеріалів сучасності. Надзвичайно міцний, дешевий і довговічний склад з'явився ще в Стародавньому Римі, і саме завдяки йому багато римських будівель частково збереглися до наших днів. Довгий час рецепт бетону був втрачений, і знадобилося кілька століть, щоб відновити і поліпшити вихідну формулу.

Однак у бетону є одна велика слабкість: вогонь.

Як вибухає бетон

Якщо бетон нагріти до надзвичайно високих температур, він не оплавиться, як звичайний камінь, а вибухне з чималою силою. Такі вибухи можуть мати досить значні наслідки, коли поблизу бетонної конструкції спалахує пожежа. Примітно те, що фізика цього процесу все ще до кінця не зрозуміла вченим. Команда дослідників вирішила виправити це непорозуміння і замкнулася в лабораторії, де вчені почали методично підривати шматки бетону.

Вченим давно відомо, що вибухи при нагріванні бетону викликає випаровування води, частинки якої укладені всередині затверділого розчину. У міру збільшення температури водяний пар розширюється, і в кінцевому підсумку тиск досягає критичної точки і вивільняється в тих місцях, де структура речовини слабша всього. Однак дослідникам вперше вдалося встановити точний механізм того, що відбувається всередині бетону.

Що відбувається з бетоном при нагріванні

У рамках своєї роботи фахівці зі Швейцарії та Франції виготовили власний бетон вищої якості і нагріли його до декількох сотень градусів. Після цього процес вибуху був знятий на звичайну камеру, а за допомогою методу нейтронної томографії вдалося отримати тривимірне зображення самого вибуху, що розкриває його суть у всіх подробицях. Ось як це виглядало:

З'ясувалося, що при нагріванні бетон зневоднюється, втрачаючи частину води у вигляді пари. Цей пар починає віддалятися від джерела тепла, проте даному процесу перешкоджає сама структура бетону - вода опиняється в пастці. Звичайний бетон не володіє пористістю, а тому пар шукає будь-яку можливість для розширення і заповнює всі внутрішні дефекти і мікротріщини. Коли місця не залишається зовсім, тиск наростає до критичної межі, поки нарешті не відбувається розрив зсередини.

Озброївшись цією інформацією, фахівці вже розробили ряд добавок, які зможуть запобігти подібним вибухам бетону і зробити матеріал більш безпечним під час пожежі. Це хороша новина для пожежників - більше не доведеться ризикувати життям і заливати водою величезну площу бетонної будівлі в разі самого пустякового загоряння.