Fait peu connu: le béton peut exploser. Et maintenant, les scientifiques savent pourquoi.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l'Empa, les Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux, ont chauffé du béton jusqu'à 600 degrés Celsius (1112 degrés Fahrenheit) et l'ont regardé se décomposer. Les chercheurs ont découvert que la raison de ces explosions était la façon dont de minuscules quantités d'humidité enfermées dans le béton se vaporisaient et se déplaçaient lorsqu'elles étaient chauffées.
Les explosions de béton peuvent être des résultats particulièrement dangereux des incendies qui affectent les ponts ou les tunnels, selon un communiqué. En mars 2017, un pont sur l'Interstate 85 à Atlanta s'est partiellement effondré après qu'un incendie dans une unité de stockage sous le pont a endommagé le béton et l'acier de la structure. En 2003, un incendie a provoqué l'effondrement d'un bâtiment en béton armé à Hengyang, en Chine, et l'incident a tué 20 pompiers.
Going boom
Le béton, dans sa forme la plus simple, est fait de ciment, de sable et d'eau. Mais les grands projets de construction tels que les ponts, les tunnels et les gratte-ciel utilisent des bétons à haute performance, qui ont des ingrédients supplémentaires ou utilisent des méthodes de séchage spéciales pour améliorer leur durabilité et leur résistance.
Mais chauffez-les à plus de 392 F (200 C), et les bétons haute performance deviennent vulnérables. Ils peuvent même exploser, envoyant des morceaux de béton loin du bloc principal.
Pour découvrir pourquoi, les chercheurs de l'Empa ont rejoint des scientifiques de l'Université de Grenoble en France et de l'Institut Laue-Langevin de Grenoble pour regarder le béton chauffer. Les chercheurs ont suivi l'intérieur du béton chauffé en temps réel à l'aide de la tomographie à neutrons, qui repose sur l'absorption des neutrons pour créer une image 3D.
Sous pression
Les images ont révélé que le béton à haute performance explose en raison des mêmes propriétés qui le rendent solide: il a très peu de pores et ces pores sont minuscules. Lorsqu'elle est chauffée, l'eau emprisonnée dans le béton s'éloigne de la source de chaleur et se vaporise. Parce que le béton est si dense et imperméable, l'eau et la vapeur se bloquent. Sans aucun moyen d'évacuer l'accumulation de pression, des parties du bloc se détachent.
Même lorsque la source de chaleur est supprimée, les chercheurs ont découvert que les explosions peuvent toujours se produire jusqu'à ce que la pression interne baisse. Dans une expérience, un morceau de béton a volé vers l'appareil d'enregistrement des scientifiques après que la chaleur a été coupée, renversant une minuterie innocente.
Les résultats devraient aider les scientifiques à comprendre comment l'humidité se déplace lors d'incendies catastrophiques, ont écrit les chercheurs l'année dernière dans la revue Cement and Concrete Research.
