Ученые впервые измерили динамическую прочность бетона при взрыве

Специалисты Томского государственного университета (ТГУ) вместе с коллегами из ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) исследовали, как тяжелый бетон ведет себя при динамическом воздействии, например, при взрывах природного и техногенного характера. Результаты помогут проектировать взрывобезопасные конструкции атомных станций, хранилищ ядерных отходов и других критически важных объектов.

Авторы работали с бетонами высоких классов прочности, которые используют при строительстве атомных станций, тоннелей и других взрывобезопасных объектов.

«Тяжелые бетоны — особый класс композиционных материалов с высокой прочностью. Это цементная матрица, упрочненная крупнофракционными включениями со специально отобранными компонентами. Мы взрывали специальную линзу, которая создает плоскую ударную волну в образце, что имитирует реальный взрыв конструкций. Так мы обнаружили, что взрывная волна проходит через бетон неоднородно: внутри материала возникает сложная волновая картина, приводящая к одновременному появлению зон разрушения при сжатии и растяжении, обнаружены «диссипативные структуры», которые гасят или перераспределяют энергию деформации», — рассказал один из авторов исследования, сотрудник физико-технического факультета (ФТФ) ТГУ, кандидат физико-математических наук Александр Козулин.

Команда изучала образцы тяжелого бетона класса прочности В45 длиной от 2,5 см до полуметра и «била» по ним микросекундными ударными импульсами. С помощью уникальных бесконтактных лазерных датчиков ученые замеряли скорости движения ударных волн в образцах от момента удара до разрушения с временным разрешением до наносекунд, а затем по записанным данным рассчитывали динамическую прочность при сжатии и растяжении.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации