九寨沟地震，橡胶安全防护！橡胶人祈福平安！

    8月8日21时19分，四川省阿坝州九寨沟县（北纬33.2度，东经103.82度）发生7.0级地震，震源深度20公里。截至8月9日9时00分，经初步核查，“8·8”九寨沟地震已致13人死亡，175人受伤。

　　消息一经发布，引起国内外媒体和民众广泛关注。大家纷纷留言为中国四川九寨沟难区人民祈福，向救援兵致敬，希望受灾人员尽快脱险，愿难者安息。

　　橡胶在地震当中的防护作用！

　　地震在自然灾害中的危害性很强，橡胶作为一种高分弹性体材料，能起到减轻地震破坏力度的作用，从20世纪50年代起就被视作对付地震的特种材料。尽管迄今有关橡胶防震的应用仍处于初步阶段，但从已取得的效果来看，则有其他材料无可比拟的特点。以橡胶为基材的防地震制品相继问世，在日本、美国等取得了进展，在我国也开展了这方面的研究、试用，积累了成果。

　　橡胶减隔震支座利用橡胶特有的弹性和阻尼性能，结构上采取钢板和橡胶叠层的方法，保证了垂直方向具有足够的承载力，水平方向利用橡胶特有的粘弹性， 在地震发生时把地震的能量通过橡胶的阻尼性通过水平位移，延长建筑物的自震周期，从而有效地把地震活动隔开，O型圈选用，最终达到减震的目的。本文从橡胶减隔震支座类型、支座标准比较、阻尼橡胶材料发展状况和技术应用四方面介绍橡胶减隔震支座发展概况。

　　1、橡胶减隔震支座类型

　　1.1高祖尼橡胶支座

　　高祖尼橡胶支座采用了高祖尼橡胶，充分发挥橡胶粘弹性和阻尼特性。这类橡胶支座的等效阻尼比分为12%、15%、17%，超高阻尼橡胶支座的等效阻尼比在20%以上，不需要额外额阻尼器，简化安装程序，节省整体安装空间。由于高祖尼橡胶的粘弹性滞回曲线比较顺滑，地震时橡胶的能量吸收能力比较强，所以不但能够保护建筑物整体安全性，而且建筑物里面的设施都能受到保护。

　　1.2 天然橡胶支座

　　采用天然橡胶作为支座的主体材料，阻尼系数只有2-3%，滞回曲线接近线形，具有稳定的回复能力。这类橡胶支座必须配备阻尼器以提高阻尼效果。

　　1.3 铅芯橡胶支座

　　铅芯橡胶支座在天然橡胶支座中埋有铅芯，天然橡胶起到“弹簧”的弹性变形作用，铅芯起到“粘性”的阻尼作用。在板式橡胶支座的中部或中心周围部位竖直地压入纯度为99.9%的铅芯，它吸收耗散振动能量的功能是通过铅芯的剪切变形来实现的。由于可以通过调节铅芯的直径或截面积来选定阻尼，因而支座的设计有较大灵活性。使用金属铅的原因是因为铅在经过冷变形后，可在常温下再结晶。在荷载反复作用下，铅芯橡胶支座可以保持它的性能，具有良好的耐久性。铅棒的灌入，同时也增加了支座的早期刚度，对控制风反应和抵抗地基的微震动有利。这类橡胶支座阻尼系数可达到25%以上，阻尼性能良好，可单独使用。缺点为一旦在地震中支座发生破坏，外漏铅芯造成环境污染。

　　1.4弹性滑动支座

　　弹性滑动支座是由天然橡胶支座与滑动板组成。橡胶支座底部是一层与滑动板（SUS材料）接触的PTFE材料。当发生小位移的时候，橡胶支座会有所变形，而当发生大位移时，橡胶支座会在SUS板上产生滑动。为了使弹性滑动支座能够回到原来的设计位置，必须与天然橡胶支座或是高祖尼橡胶支座搭配使用以提供完整的隔震装置系统。

   用橡胶元件防8级地震

   国内的跨海大桥——港珠澳大桥，每个桥墩上就安装了时代新材研制的橡胶隔震支座，用来抵御台风、地震等外力对桥梁的破坏。

港珠澳大桥

   据时代新材宁响亮博士介绍，港珠澳大桥的橡胶隔震支座，长1.77米、宽1.77米，是目前世界上尺寸的橡胶隔震支座。当地震、台风等外力来袭，安装在桥墩与桥面之间的橡胶支座，就像打太极一样，“以柔克刚”，能转换、消耗约40%的震动能量，有效降低直接袭向建筑物的冲击力。一般来说，即使是遭受16级台风、8级地震或者30万吨巨轮撞击，该桥梁也能安然无恙。

  

   所谓隔震，就是在房屋和地面之间，加一层橡胶和钢板隔层叠加的隔震支座柔软层，通过延长结构自振周期，避开地面振动共震区，从而隔离地震，能使隔震结构地震反应衰减至非隔震结构的1／4至1／8，成倍提高建筑的耐震安全性。

   通俗点说，仿佛柔软的水托着海上行驶的船，地震中，船体与震动的海面之间隔着柔软的水层，三元乙丙o型圈，船体只会慢慢摇摆，加在船体的地震冲击力被卸去。

   近年来，周福霖发表的300多篇学术论文和三本创新性专著，O型圈，改变着我国的结构设计方法：从单纯采用抗震，改为抗震与隔震减震齐下，使我国在隔震领域处于世界前列。

   防震方面“世界上极佳安全的跨海大桥”

   5年前，即将开始设计的港珠澳大桥工程组和设计团队，与广州大学周福霖团队一起，对这座世界极佳的有地震断层穿过的跨海大桥，采用隔减震技术，解决抗震设计难题。

   在拥挤的实验室里，港珠澳大桥桥墩模型的底部布满细小裂纹，这是桥墩模型被放在地震振动台上进行地震波冲击试验时留下的。真正建设中的港珠澳大桥桥墩位于海底，一旦出现这些裂纹将极难修复，也威胁大桥的安全。

   周福霖带着团队，经过详细计算分析，将隔震层设置在桥墩顶部。地震来临时，桥墩和桥梁之间是柔软的，产生的地震力大概只有原来的1／3。

   “8级地震不怕，9级地震也不怕，这种设计将抗震级别提高了好几倍，实验中甚至将抗震级别提高到4倍”，周福霖称，经过隔震保护的港珠澳大桥，在防震上可以称得上是“世界上极安全的跨海大桥”。

   如今，桥墩上都已经安装了隔震支座。每个桥墩顶分开两个挑梁，挑梁上安装着不同类型的隔震装置，包括橡胶隔震支座、盆式摩擦滑板隔震支座等。

   除了港珠澳大桥，周福霖团队针对我国将要大量建设的近海桥梁地震破坏机理，都提出有效的解决方案。如论证中“一带一路”通过的川滇疆藏地区跨河大桥、琼州海峡跨海通道、渤海湾海峡跨海通道等。

    

   房屋防震领域大量应用

   山东潍坊一栋高达106米的高层建筑，其底部就安装了79个直径在1.3米至1.5米的隔震橡胶支座，将整栋大楼完全托举起来。后经多次反复模拟高强度地震试验，该楼依然完好。

   “用隔震橡胶支座，将地基与地面建筑隔开。地震发生时，橡胶支座可以有效缓冲、消纳来自地层的破坏力，做到大震不倒、中震可修、小震不坏。”宁响亮博士介绍，国内房屋隔震抗震尚处于起步阶段，这一领域将大有可为。

   橡胶改变生活

   以橡胶为主材加工出来的产品，日渐影响生产生活。利用橡胶“以柔克刚”特性，可用于高速列车、房屋、桥梁的减震、降噪。而用橡胶制造出来的高分子材料，在汽车、特种设备领域也有应用。

   随着轻量化发展趋势，现在家用汽车的一些零部件，已采用橡胶制品来代替，比如汽车座椅骨架、散热器叶片、引擎盖隔音垫、发动机隔热垫等部件，开始采用橡胶制品。当然，这种橡胶材质不同于弹性元件，而是另外的高分子材料。

   用橡胶制成的履带应用比较多。很多小型挖掘机、城市安保用特种车辆等，采用橡胶履带可以减少对路面的破坏，行进中噪音很小，且行进速度比传统履带快得多。

一种奇葩的耐高温性能的弹性体耐高温性，它能可达1200～1500℃！

    高分子材料如果有缺点，缺点就是不防火，容易燃烧，然而，在阻燃弹性体行业中，目前的技术主要采用无卤阻燃弹性体，主要有硅橡胶、乙丙橡胶等，这些橡胶在火中燃烧具有难燃性和自熄性，在火灾中起一定作用，但是持续高温燃烧后，烧余物没有机械强度，变成灰烬，不能保持制品的完整性，会造成更危险的二次灾害，例如电缆的护套和绝缘烧毁后，造成短路。那么，有没有一种可以耐受火灾的燃烧而能保持一定的强度完全耐火的弹性体呢？

     科技创造无限可能！有一种奇葩的耐高温性能弹性体——陶瓷化硅橡胶，具有非常好的耐高温性能，说出来你都可能不信，它的耐高温性能可达1200～1500℃！

    陶瓷化硅橡胶之所有这种性能，是和它的特殊的配方结构和燃烧性能分不开的。普通的高分子材料经过火焰烧蚀后绝大部分都变成了二氧化碳和水，所以肯定起不到防火的作用，但是陶瓷化硅橡胶却可以在500℃以上的高温和火焰烧蚀下，烧结成坚硬的陶瓷状物体，而且烧蚀时间越长、温度越高，陶瓷化效果越明显，部分型号的陶瓷化耐火硅橡胶的烧蚀温度可以达到1200～1500℃。

     陶瓷化耐火硅橡胶可用常规的橡胶加工设备进行加工，生产出的制品具备硅橡胶的各项性能。

     如果您还不明白，我可以说得更简单一点，就是陶瓷化硅橡胶是一种新配方设计的除了硅元素以外还含有一定比例的其它无机物元素的新型高分弹性体，硅橡胶在高温下燃烧时，发生裂解，分解生成二氧化硅（石头的主要成分之一），由于二氧化硅没有粘结能力，所以呈粉末状，当在配方中添加适当的助剂如硅酸盐类耐火填料后，O型圈计算，硅橡胶分解产生的二氧化硅与耐火填料发生反应，从而经粘结凝聚成为一种陶瓷化的产物，其和普通硅橡胶的区别是，遇火后不是被烧成灰烬，而是在很短的时间内转化成陶瓷体材料（注：陶瓷的主要成分之一就是硅元素），你想想，陶瓷、石头之类的东东的耐温性能是不是能耐到1000多℃？

     使用陶瓷化硅橡胶，可应用于电线电缆等产品的护套或防火层上时，其遇火焰会形成一层坚硬的保护层阻挡火焰的继续燃烧，起到隔绝外界火焰的作用，使电线电缆不会形成短路，起到很好的线路保护作用，避免很多火灾事故的发生。另外，其是一种无卤环保产品，因此可作为一种优异的新型防火材料，可以做成一些耐高温超级电缆，这些产品据说已经有一些商业化的产品了，可以预见，这真是个好东西……

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