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加热后的混凝土为什么会爆炸

归档日期:06-07       文本归类:地面爆炸      文章编辑:爱尚语录

  从楼梯到地面再到办公大楼,现代文明的基础设施几乎都依赖于其建造。虽然不会燃烧是一件好事,但混凝土在暴露于高温时确实也存在其脆弱性:可能像一袋微波爆米花一样爆炸。对此,科学家们正在更好地探究其原理。

  最近发表于《Cement and Concrete Research》期刊上的一篇论文对这种不寻常现象提出了一些见解。

  瑞士联邦材料科学与技术实验室Empa、法国格勒诺布尔大学、以及法国劳厄-朗之万研究所的研究人员针对混凝土块展开了实验,后者通常由水泥、沙子、水以及其他增加其强度或降低其渗透性的添加剂组成。当被加热到1112华氏度(600摄氏度)时,部分混凝土块发生了爆炸。

  利用中子断层扫描技术,研究人员得以观察到在加热时混凝土内的水积累。其背后的原理与爆米花大致相同。在这两种情况下,加热后的水都在蒸发后被捕获。由于蒸汽无处可去,而积聚的能量又在释放,从而使得混凝土受压并分崩。

  而蒸汽被捕获的部分原因在于:水会远离热源,并逃往混凝土的较冷一侧。在这么做时,水就起到了防潮层的作用,从而阻止蒸汽通过孔隙。此外,通常用于商业建筑的高性能混凝土具有很少的孔隙,这就使得来自蒸汽的压力更为集中。当温度达到392华氏度(200摄氏度)时,混凝土中的水分就会变为蒸汽。

  所以说,了解这个过程为何非常重要?答案是:通过探究混凝土如何以及为何会爆裂,就可以开发出减少或消除这种效应的添加剂,从而创造出更安全、更耐火的建筑物。

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