Толщина сверхпрочного бетона вычисляется по формуле

26/07/2014

Толщина сверхпрочного бетона вычисляется по формулеНовый устойчивый тип железобетона предотвращает разрушение зданий от взрывов и землетрясений. Ученые разработали формулу для быстрого расчета требуемой толщины бетона. Этот материал используется при строительстве нового Всемирного Торгового Центра (One World Trade Center) на Ground Zero.

Землетрясения и взрывы имеют огромную мощность. Давление действует не только в непосредственной близости от взрыва, оно достаточно ощутимо и на расстоянии от эпицентра. "Таким образом, люди находящиеся на некотором расстоянии от точки взрыва находятся не только и не столько под угрозой взрывной волны – наши тела, как правило, хорошо с этим справляются. Опасаться нужно летящих обломков, которые представляют реальную опасность", -  объясняет д-р Александр Штольц из отдела безопасных технологий и защитных структур института Фраунгофера, который находится в одном из немецких городов к северу от Базеля. Это именно то, что происходит с обычным железобетоном, когда он попадает под воздействие взрывной волны: он настолько хрупок, что отдельные и часто большие куски отрываются и безконтрольно разлетаются в воздухе.

Доктор Стефан Хаузер, управляющий директор Дюкон Europe GmbH & CoKG, разработала бетон, который просто деформируется при воздействии давления. Он не ломается. Специальная смесь изготавливается ​​из очень жесткого высокопроизводительного бетона в сочетании с арматурной сталью. Институт EMI оказывает поддержку Хаузер в течение многих лет в оптимизации её запатентованной инновационной деятельности. В частности, исследователи взяли ответственность за испытания материала в условиях экстремальных нагрузок. Они разработали также математическую формулу, которая просто и быстро вычисляет требуемую толщину бетонной стены для каждого конкретного объекта строительства.

Формула была разработана во время серии испытаний с новой ударной трубой. "Мы можем имитировать взрывы различной силы. От 100 до 2500 килограммов тротилового эквивалента на расстояниях от 35 до 50 метров от зданий. И это даже без использования взрывчатых веществ", - говорит Штольц. Принцип заключается в следующем: ударная труба состоит из секции высокого давления и секции низкого давления. Они разделены стальной мембраной. В первой секции воздух может быть сжат при давлении до 30 бар. Когда желаемый уровень давления достигается, стальная мембрана разрушается. Воздух проходит через вторую секцию в виде равномерного фронта ударной волны, который попадает на конкретный тестируемый образец, прикрепленный к концу трубки.

"Обычный бетон, испытывая давление, распадается практически мгновенно. Пластичный же вариант более гибкий и безопасный. Он просто деформируется. Мусора нет. Материал сохраняется", - говорит Штольц . Благодаря своим пластичным качествам, безопасный бетон занимает значительно меньше места и является более стабильным, чем обычный железобетон. С ним возможны и более тонкие компоненты зданий. "Как правило, вы получаете ту же стабильность при половинной толщине", - говорит Штольц.