2009年春天發(fā)生在意大利中部的地震造成約300人死亡和15000間房屋毀壞。在此災(zāi)難之后，建筑工程人員對(duì)尚存建筑物的狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)估并確定了加固方法。工程師們選用了玻璃纖維或碳纖維織物作為加固材料。
研發(fā)項(xiàng)目
在距離震中500公里的威尼斯地區(qū)，一個(gè)研究中心接受了設(shè)計(jì)未來(lái)紡織品的任務(wù)，即要設(shè)計(jì)能夠保護(hù)那些易受地震、滑坡等自然災(zāi)害損傷的建筑物的材料，甚至更進(jìn)一步，要設(shè)計(jì)能夠自我檢測(cè)損傷的材料。
此中心的一個(gè)工程師解釋說(shuō)，道理很簡(jiǎn)單，必須致力建造更象人體的建筑物，要為它們?cè)煲黄樱脧膫鞲衅鳙@得的信息，就可以長(zhǎng)期監(jiān)視建筑物的狀態(tài)，并建立一種結(jié)構(gòu)模型。
沿著這個(gè)思路而設(shè)計(jì)的各種產(chǎn)品之一是一種復(fù)合抗震“壁紙”。此產(chǎn)品獲得了2010 JEC建筑和建設(shè)類的創(chuàng)新獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)?wù)呤且獯罄鸇’Appolonia公司，另外來(lái)自意大利、德國(guó)、瑞典、以色列、印度的27個(gè)廠商和機(jī)構(gòu)也是此項(xiàng)目的合作伙伴，其中包括意大利Selcom多軸向技術(shù)公司、德國(guó)馬里莫紡織機(jī)械公司
復(fù)合抗震壁紙
復(fù)合抗震壁紙由以下物件組成：光纖傳感器、玻璃纖維和聚合物纖維多軸向經(jīng)編織物、納米粒子改良涂料（涂覆織物用）、納米粒子改良砂漿（把織物粘貼到建筑結(jié)構(gòu)上用）和從傳感器獲取信息的詢問(wèn)系統(tǒng)。該項(xiàng)目配置了大型經(jīng)編設(shè)備來(lái)把光纖纜織入多軸向織物之中。所用纖維類型、取向和密度都經(jīng)過(guò)優(yōu)化來(lái)適配建筑物抵抗地震作用力所需的復(fù)雜材料要求。在這方面，多軸向織物結(jié)構(gòu)表現(xiàn)優(yōu)越。
然后對(duì)織物進(jìn)行涂層處理，以提高其耐久性和改善它與砂漿的粘結(jié)界面。所用納米粒子改良聚合物涂料是由合作團(tuán)隊(duì)成員生產(chǎn)的。繼后用砂漿把涂層織物粘貼到建筑結(jié)構(gòu)上。此砂漿也由納米粒子聚合物添加劑改良。再后把埋入的傳感器就位，以形成查詢點(diǎn)。可使用永久使或便攜式查詢器來(lái)采集和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，供工程分析。
顯著特點(diǎn)
這種復(fù)合抗震壁紙可用作未加固磚石建筑結(jié)構(gòu)的全覆蓋或大范圍加固。方法簡(jiǎn)單，成本低廉，容易施工。用作全覆蓋時(shí)，經(jīng)各大型實(shí)驗(yàn)室測(cè)試表明，此解決方案提高了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度200%以上和結(jié)構(gòu)韌性200%以上。易發(fā)生脆裂和坍塌的墻壁即使出現(xiàn)裂縫也能被此壁紙護(hù)牢。
加固作用只是此抗震壁紙的一半功能。因埋有傳感器，它在地震發(fā)生前、發(fā)生時(shí)和發(fā)生后都能進(jìn)行檢測(cè)，或靜態(tài)，或動(dòng)態(tài)（高頻）。工程人員利用這些測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估和量化修復(fù)工程的效益，控制新建工程和幫助建筑物安全度過(guò)其使用期。
此創(chuàng)新成果的初期應(yīng)用目標(biāo)是房屋等建筑工程。然而，這種帶傳感器的皮層原理還可應(yīng)用到任何復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，如船艇、風(fēng)力渦輪機(jī)、各種車輛和飛機(jī)。