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碳纤维复合材料(CFRP)在建筑轻量化、防振及隔音方面的应用
发布时间:2023-02-22
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 使用碳纤维复合材料(CFRP)的承重、防振及隔音结构,由于重量轻,不受施工上的限制,可以轻松、容易地确保必要的隔音性能,所以适用于音乐工作室等需要静谧性的各种规模的空间。日本大成建设公司利用CFRP部件的承重隔振及隔音结构框架的特性,为迄今为止不易施工的需要静谧性的建筑物提供了一个有效的解决方案

 

一、CFRP建材的特点

轻量化、高强度

在录音棚、音响实验室等需要高度静谧性的设施中,为了防止内部的声音泄漏和外部的声音,需要高的隔音性能。通常,在这样的设施中,为了通过空气和建筑部件中来降低室内的声音的船舶,除了建筑物的构造之外,还采用了设置由防振橡胶支撑的空间来绝缘声音振动等防振隔音构造。这种情况下,用钢骨材料制作空间框架,设置壁材进行施工,但由于通常使用的钢骨材料非常重,所以给人力搬运和施工带来很多困难。特别是在改建工程中,在建筑物内采用防振隔音构造时,起重机等机械设备的使用也受到局限。

与一般作为隔振隔音结构的钢骨框架的重量相比,CFRP框架的重量约为钢骨的1/11,重量大幅度减轻,甚至不需要使用起重机等施工机械即可进行施工。

 

施工时间大幅度缩短

在无响室的构造框架中使用钢骨部件的情况下,施工需要2天,但是使用CFRP部件,施工时间可以缩短到原来的约1/3,约5个小时。

 

作为建筑物内的隔振隔音构造可以通用地活用

使用CFRP的轻量化防振隔音结构,由于重量轻而且不受施工上的限制,可以比较容易地确保必要的隔音性能,所以可以适用于音乐工作室等需要静谧性的各种规模的空间。

 

二、先进拉挤成型工艺(Advanced Pultrusion)

CFRP梁是采用拉挤成型工艺制造而成。拉挤成型是通过连续的拉拔进行赋形的方法,即是将纤维束在树脂中浸渍后,通过预定内腔型面的模具,以微波加热等手段使其形成迅速进入凝胶化状态,从而实现固化赋型的目的,其典型的型面有圆形、方形、工字型等。

航空设备制造企业JAMCO公司开发出的先进挤压成型(advanced pultrusion, ADP) 技术,是用碳纤维预浸料连续拉挤成型,理论上可以获得任意长度的CFRP材料。这种技术由于可以实现自动化的连续成型,因而加工效率高成本低,可以获得品质优良、内部孔隙率极低并且具有精确尺寸的产品。ADP技术特别适用于具有一定的断面形状(如 C、H、L、Ω等),且长度方向要求非常直的部件的成型,比如客机的主翼、垂直和水平尾翼等。目前,其产品已用于空客A300系列各型号飞机的垂直尾翼以及在A380中用于作为承力结构的二层地板。(来源:材料委天津院)

  

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