上述集成材料在建材試驗(yàn)中心進(jìn)行了梁的耐火試驗(yàn)，結(jié)果顯示其性能滿足適用于需要2小時(shí)耐火的建筑物的標(biāo)準(zhǔn)。帝人與熊谷組兩家公司通過該集成材料，有力的促進(jìn)了中大規(guī)模木制建筑物的普及，從而為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展社會的目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。

　　

　　項(xiàng)目開發(fā)背景

　　

　　近年來，從環(huán)保角度和日本國產(chǎn)材料高效利用等方面出發(fā)，獨(dú)棟住宅以外的住宅和非住宅也開始選擇使用木質(zhì)材料來制造。隨著對木質(zhì)結(jié)構(gòu)的大跨度化和高層化等日益期待，對構(gòu)成木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的性能要求也越來越高。另外，根據(jù)建筑基準(zhǔn)法，一定規(guī)模以上的建筑物必須是耐火建筑物，必須使用具有規(guī)定耐火性能的木質(zhì)結(jié)構(gòu)件。

　　

　　帝人公司擁有“LIVELY WOOD?”的高性能纖維增強(qiáng)材料，這是一種通過使用碳纖維現(xiàn)有材料進(jìn)行加固增強(qiáng)的集成材料，隨著碳纖維增強(qiáng)，使得集成材料的剛度和強(qiáng)度得以提升，從而有助于擴(kuò)大木結(jié)構(gòu)建筑物的用途。

　　

　　由于碳纖維具有高剛度、低熱膨脹率、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異，擁有鐵的10倍強(qiáng)度，重量卻只有鐵的四分之一，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度和輕量性的兼顧。“LIVELY WOOD?”的特點(diǎn)是將碳纖維強(qiáng)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(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高剛度和高強(qiáng)度的木質(zhì)復(fù)合材料。作為梁使用時(shí)，有助于木質(zhì)建筑的大跨度化等。另外，日本國內(nèi)雖然杉樹資源豐富，但由于強(qiáng)度低，作為建筑材料沒有得到充分的利用，CFRP增強(qiáng)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(huán)保型λ-WOODⅡ”具備該技術(shù)，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(zhì)耐火部件技術(shù)，可以用木質(zhì)結(jié)構(gòu)中獲得耐火建筑。“環(huán)保型λ-WOODⅡ”的特點(diǎn)則是以木材為芯材，在周圍施加由石膏板構(gòu)成的耐火絕緣層的木質(zhì)耐火部件。而耐火絕緣層和芯材木質(zhì)結(jié)構(gòu)的拆卸分離有助于建筑物拆卸時(shí)的產(chǎn)業(yè)廢棄物的降低和資源的再利用。但是“環(huán)保型λ-WOODⅡ”芯材所采用的木材是以現(xiàn)有的集成材料為基礎(chǔ)，在建造大跨度化建筑時(shí)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(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，通過將帝人的「LIVELY WOOD?」和熊谷組的「環(huán)保型λ-WOODⅡ」相結(jié)合，彌補(bǔ)彼此之間的性能得失，著手開發(fā)了可用于耐火建筑物的新的高性能纖維增強(qiáng)集成材料。

　　

　　耐火性能研究

　　

　　在對材料進(jìn)行耐火性能確認(rèn)的試驗(yàn)中，通過使用以“LIVELY WOOD?”為芯材的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，采用“環(huán)保型λ-WOODⅡ”規(guī)格的耐火絕緣層為基礎(chǔ)，在建材試驗(yàn)中心進(jìn)行了梁的耐火試驗(yàn)，確認(rèn)了梁的2小時(shí)耐火性能。

　　

　　

耐火試驗(yàn)時(shí)材料結(jié)構(gòu)示意圖

　　

　　梁的2小時(shí)耐火性能是指耐火建筑物頂層起10以上14以內(nèi)的層梁所要求的耐火性能。此次，一邊施加負(fù)荷一邊給予模擬了2小時(shí)的火災(zāi)的加熱，確認(rèn)了在火災(zāi)自然滅火之前的期間，即使受到加熱也能確保構(gòu)造安全性，負(fù)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(shù)融合，開發(fā)出了耐火建筑物用高性能纖維增強(qiáng)材料，后續(xù)兩家公司將反復(fù)研究本集成材料的實(shí)用化，以采用該材料的實(shí)際物件并實(shí)現(xiàn)多種木制建筑物為目標(biāo)。