日本帝人聯合熊谷組開發出CFRP增強耐火木質復合材料

　　

　　上述集成材料在建材試驗中心進行了梁的耐火試驗，結果顯示其性能滿足適用于需要2小時耐火的建筑物的標準。帝人與熊谷組兩家公司通過該集成材料，有力的促進了中大規模木制建筑物的普及，從而為實現可持續發展社會的目標作出貢獻。

　　

　　項目開發背景

　　

　　近年來，從環保角度和日本國產材料高效利用等方面出發，獨棟住宅以外的住宅和非住宅也開始選擇使用木質材料來制造。隨著對木質結構的大跨度化和高層化等日益期待，對構成木質結構建筑構件的性能要求也越來越高。另外，根據建筑基準法，一定規模以上的建筑物必須是耐火建筑物，必須使用具有規定耐火性能的木質結構件。

　　

　　帝人公司擁有“LIVELY WOOD?”的高性能纖維增強材料，這是一種通過使用碳纖維現有材料進行加固增強的集成材料，隨著碳纖維增強，使得集成材料的剛度和強度得以提升，從而有助于擴大木結構建筑物的用途。

　　

　　由于碳纖維具有高剛度、低熱膨脹率、尺寸穩定性優異，擁有鐵的10倍強度，重量卻只有鐵的四分之一，實現了高強度和輕量性的兼顧。“LIVELY WOOD?”的特點是將碳纖維強化塑料（CFRP）夾在集成材之間，在保持木材所具有的輕量性、絕熱性等優點的同時，實現高剛度和高強度的木質復合材料。作為梁使用時，有助于木質建筑的大跨度化等。另外，日本國內雖然杉樹資源豐富，但由于強度低，作為建筑材料沒有得到充分的利用，CFRP增強后可有效改善該局面。另一方面，“LIVELY WOOD?”不具有耐火性能，不能用于需要耐火性能的木造建筑物。

　　

　　

　　

　　熊谷組表示“環保型λ-WOODⅡ”具備該技術，它是一種將芯材作為木材，通過在其周圍添加耐火絕緣（覆蓋）層來確保耐火性能的木質耐火部件技術，可以用木質結構中獲得耐火建筑。“環保型λ-WOODⅡ”的特點則是以木材為芯材，在周圍施加由石膏板構成的耐火絕緣層的木質耐火部件。而耐火絕緣層和芯材木質結構的拆卸分離有助于建筑物拆卸時的產業廢棄物的降低和資源的再利用。但是“環保型λ-WOODⅡ”芯材所采用的木材是以現有的集成材料為基礎，在建造大跨度化建筑時木材的部件性能略顯不足。

　　

　　基于上述背景，帝人與熊谷組兩者強強聯合，通過將帝人的「LIVELY WOOD?」和熊谷組的「環保型λ-WOODⅡ」相結合，彌補彼此之間的性能得失，著手開發了可用于耐火建筑物的新的高性能纖維增強集成材料。

　　

　　耐火性能研究

　　

　　在對材料進行耐火性能確認的試驗中，通過使用以“LIVELY WOOD?”為芯材的結構構件，采用“環保型λ-WOODⅡ”規格的耐火絕緣層為基礎，在建材試驗中心進行了梁的耐火試驗，確認了梁的2小時耐火性能。

　　

　　

耐火試驗時材料結構示意圖

　　

　　梁的2小時耐火性能是指耐火建筑物頂層起10以上14以內的層梁所要求的耐火性能。此次，一邊施加負荷一邊給予模擬了2小時的火災的加熱，確認了在火災自然滅火之前的期間，即使受到加熱也能確保構造安全性，負荷支撐部不會碳化等。

　　

　　隨著熊谷組和帝人兩家公司專有的技術融合，開發出了耐火建筑物用高性能纖維增強材料，后續兩家公司將反復研究本集成材料的實用化，以采用該材料的實際物件并實現多種木制建筑物為目標。