Томские ученые обнаружили шестикратное упрочнение бетона при взрывной нагрузке

Ученые ТГУ совместно с коллегами из Московской области исследовали поведение тяжелого бетона при взрывах и ударных нагрузках. Специалисты выяснили, что в таких условиях материал становится до шести раз прочнее, чем при обычных статических испытаниях, сообщила пресс-служба вуза.

Исследованием занимаются сотрудники физико-технического факультета ТГУ и лаборатории ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН (город Черноголовка, Московская область).

Ученые изучали тяжелые бетоны высоких классов прочности. Такие материалы используют при строительстве атомных станций, тоннелей и других объектов с повышенными требованиями безопасности.

Для экспериментов исследователи использовали бетон от крупного отечественного производителя. Образцы длиной от 2,5 сантиметра до полуметра подвергали микросекундным ударным импульсам, имитирующим взрыв.

Как рассказал кандидат физико-математических наук Александр Козулин, ученые взрывали специальную линзу, создающую плоскую ударную волну внутри образца. Это позволило увидеть, как взрывная волна проходит через бетон.

Исследование показало, что материал разрушается неравномерно. Внутри одновременно возникают зоны упругого и пластического поведения, а также структуры, которые частично гасят энергию удара.

Испытания проходили во взрывной камере в Черноголовке. После этого данные анализировали уже в Томске.

Для измерений специалисты использовали лазерные датчики с точностью до наносекунд. Они фиксировали скорость ударных волн и движение частиц внутри бетона.

По словам ученых, полученные данные помогут точнее рассчитывать прочность зданий и сооружений при взрывах и других экстремальных воздействиях. Ранее строительные конструкции оценивали в основном только по статическим нагрузкам.

На основе экспериментов команда ТГУ создала физико-математическую модель поведения тяжелого бетона при ударно-волновом воздействии. Она позволяет прогнозировать, как материал поведет себя в реальных условиях.

Заведующий лабораторией нанотехнологий и металлургии ФТФ ТГУ Илья Жуков отметил, что в будущем ученые планируют создать полный атлас тяжелых бетонов разных классов прочности — от B30 до B60 и выше — с их динамическими характеристиками.