The online magazine HIGHLIGHTING JAPAN

INDEX

Language
  • 小松Matere的原总部大楼使用CABKOMA Strand Rod进行抗震加固
  • CABKOMA的横截面
  • CABKOMA 的“芯鞘”结构,使用玻璃纤维的鞘裹住碳纤维的芯
  • 轻巧易携带的CABKOMA线卷
  • 作为抗震加固材料安装了CABKOMA的富冈3号仓库
  • “组纽”(编绳)

September 2020

一种比铁更坚韧更轻,且不会生锈的新材料

小松Matere的原总部大楼使用CABKOMA Strand Rod进行抗震加固

石川县的一家纺织公司采用日本的传统编织技术“组纽”(编绳)开发出一种比铁具有更高强度的新材料——碳纤维复合材料。在具备高强度的同时,其重量仅为铁的五分之一,作为一种新型的抗震加固材料受到关注。

CABKOMA的横截面

“组纽”是一种在日本已有1000多年历史的传统技术。通常的织物是将经线和纬线交叉来制作(即编织)。与此相比,“组纽”是一种编绳技术,它需要将诸如丝线之类的数根或数十根纤维并成一束,然后将三束或更多的线束组合在一起,斜向或前后、上下交叉以编织成线。其形状常被比喻为女性头发编成三股或四股的发辫。这种技术虽然难以制作平面状的大型织物,但非常适合制作长条的绳状物体。在日本,据说该技术是古代从中国大陆流传而来,到了平安时代(794~12世纪末),这项技术进一步发展,主要被用于和服细节部分的装饰,随后,又被用作盔甲等的装饰,一直延续至今。即使是现在,在日本穿和服时,通常也会作为装饰(带缔)在腰带外面绑上“组纽”。

石川县的纺织公司小松Matere开发的钢丝状碳纤维复合材料“CABKOMA Strand Rod”(以下简称“CABKOMA”),是将编绳技术应用于建筑用钢丝的案例。

CABKOMA 的“芯鞘”结构,使用玻璃纤维的鞘裹住碳纤维的芯

“石川县在2008年前后宣布了一项促进企业进入非服装领域的政策,旨在发展该县的重要产业”。公司董事兼技术开发总部长代理的奥谷明弘先生告诉我们。“为此,我们公司还利用纺织技术,推进了可用于建筑领域的新型钢丝的开发。用作建筑材料的传统钢丝很重,搬运和运输成本一直是个问题。因此,我们觉得如果能推出重量轻、具备柔软性且耐老化的产品,将会有巨大的需求。于是我们考虑将传统的“组纽”技术应用于产品开发。”

出于这样的想法而开发的CABKOMA使用编绳技术,将七根覆盖有玻璃纤维的碳纤维线拧成一股,使用树脂浸渍,使其形成钢丝状。产品最大的特点是“轻、牢、不生锈”。重量只有铁的五分之一,强度却是铁的约十倍,并且具有出色的耐热性和耐化学性。

轻巧易携带的CABKOMA线卷

通常,碳纤维对拉力有着高度的承受能力,但是对于平行方向的作用力较弱。但是,CABKOMA的结构是使用覆盖着碳纤维芯的玻璃纤维编织成编绳状,从而具备了坚牢且柔韧的特点。其直径为9毫米,即使是160米长的钢丝,也只有12公斤的重量,人们用手便可轻松携带。与具备相同强度的传统金属线相比,其重量仅为五分之一。

在地震频繁的日本,这种CABKOMA 作为抗震加固材料,如今正在引起瞩目。

2015年,该公司将CABKOMA用作当时总部大楼翻新工程的抗震加固材料。CABKOMA不仅呈交叉的状态被安装在建筑物的内侧,而且还被用于建筑物外侧,将建筑物的屋顶和地面连接在一起。这一崭新的设计出自于世界著名的建筑大师隈研吾之手,使用了约一千根CABKOMA拉伸在外侧,就像把建筑物整个包裹起来一样。东日本大地震之后,隈研吾先生预测,使用柔性材料制造建筑物的时代即将到来,他对同时具备柔韧性和坚牢度的CABKOMA 赞不绝口。

作为抗震加固材料安装了CABKOMA的富冈3号仓库

之后,公司继续积累了实际经验,如长野县的善光寺经藏和位于群马县的富冈制线场旧址的抗震修复等,2019年,CABKOMA作为碳纤维复合材料的抗震加固材料,首次被加入到日本工业标准(JIS)之中。

“据统计,日本有数百万栋不符合抗震标准的木结构住宅,这些建筑的抗震加固工程已成为当务之急。我们想先为这一领域做出贡献。”奥谷先生介绍说。 “未来我们的目标是希望它能够起到钢筋混凝土建筑中钢筋的作用。钢筋混凝土的劣化始于混凝土内部钢筋的锈蚀。如果使用CABKOMA代替钢筋,那么就可以把现在被认为只有50年的钢筋混凝土建筑的寿命,延长至100年以上,我们非常希望这种技术可以为延长全世界建筑物的寿命做出贡献。”

“组纽”(编绳)