混凝土可能是我们所能得到的最接近奇迹的材料。这是非常强大,便宜,持久的建筑材料。
但是混凝土有一个很大的弱点:火灾。
当混凝土被加热到极高的温度时,它实际上会爆炸。当混凝土结构附近发生火灾时,这些爆炸可能会造成相当严重的后果,但科学家对爆炸发生的实际过程并不十分了解。
然而,新的研究试图通过在实验室中重现这些爆炸来改变这一状况。
在这项研究中,来自瑞士和法国的科学家制造了高性能混凝土,并将其加热到几百度。然后,他们用标准相机拍摄了这一过程,并使用中子层析成像技术,得到了爆炸混凝土的三维图像。
为什么加热混凝土会爆炸实验(视频来自YouTub)
研究人员已经知道这些爆炸是由困在混凝土内的水蒸气蒸发引起的。水随着温度的升高而膨胀,最终压力达到临界点,使结构破碎。但在这项研究中,科学家们确定了确切的机制。
当混凝土受热时,里面的水泥就会脱水,失去一些水蒸气形式的水。水蒸气开始远离热源,但被困在混凝土结构中。
典型的高性能混凝土是非常封闭的,所以最终水蒸气会跑出膨胀的地方。当这种情况发生时,压力开始增加,爆炸只是时间问题。
有了这些知识,研究人员能够开发出一系列添加剂,可以防止这些爆炸发生,使混凝土在加热时更安全。
这对在可能要在混凝土附近工作的消防员来说是个好消息。在未来,他们将不必担心整个建筑物在灭火时爆炸。