加熱後的混凝土為什麼會爆炸

與木材、隔熱材料以及其他建築材料所不同的是，混凝土不會燃燒。

從樓梯到地面再到辦公大樓，現代文明的基礎設施幾乎都依賴於其建造。雖然不會燃燒是一件好事，但混凝土在暴露於高溫時確實也存在其脆弱性：可能像一袋微波爆米花一樣爆炸。對此，科學家們正在更好地探究其原理。

最近發表於《Cement and Concrete Research》期刊上的一篇論文對這種不尋常現象提出了一些見解。

瑞士聯邦材料科學與技術實驗室Empa、法國格勒諾布爾大學、以及法國勞厄-朗之萬研究所的研究人員針對混凝土塊展開了實驗，後者通常由水泥、沙子、水以及其他增加其強度或降低其滲透性的添加劑組成。當被加熱到1112華氏度(600攝氏度)時，部分混凝土塊發生了爆炸。

利用中子斷層掃描技術，研究人員得以觀察到在加熱時混凝土內的水積累。其背後的原理與爆米花大致相同。在這兩種情況下，加熱後的水都在蒸發後被捕獲。由於蒸汽無處可去，而積聚的能量又在釋放，從而使得混凝土受壓並分崩。

而蒸汽被捕獲的部分原因在於：水會遠離熱源，並逃往混凝土的較冷一側。在這麼做時，水就起到了防潮層的作用，從而阻止蒸汽通過孔隙。此外，通常用於商業建築的高性能混凝土具有很少的孔隙，這就使得來自蒸汽的壓力更為集中。當溫度達到392華氏度(200攝氏度)時，混凝土中的水分就會變為蒸汽。

所以說，了解這個過程為何非常重要？答案是：通過探究混凝土如何以及為何會爆裂，就可以開發出減少或消除這種效應的添加劑，從而創造出更安全、更耐火的建築物。

本文譯自 Mentalfloss，由譯者 HTT110 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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