碳纤维混凝土材料与其在路面工程中的应用

2018-10-21王立龙程希才

装饰装修天地 2018年7期

王立龙　程希才

摘要：本文对碳纤维混凝土在公路路面施工中的应用展开了分析和研究，旨在为相关工作人员提供一些有益借鉴。

关键词：碳纤维混凝土；建筑工程；复合材料

1 前言

在路面工程施工过程当中，混凝土作为重要的建筑材料，其性能在很大层面上影响着整体建筑工程的质量，如何借助新材料新工艺来强化混凝土综合效能是当前建筑工程应用研究过程当中所关注的主要问题。文章尝试探讨，碳纤维混凝土在建筑工程中的具体应用具有一定的现实借鉴意义。

2 混凝土的基本内涵

在路面工程施工中，混凝土是重要的建筑材料。由于其自身存在着诸多的性能优势，因此无论是混凝土的使用数量方面还是在混凝土的综合性能要求方面都取得了很大水平的提高，特別是我国当前正在全面实施城镇化建设，对混凝土综合性能指标提出了更高的要求，如何发挥出混凝土自身的性能优势，不断的改善混凝土原有的性能缺陷已经作为一个重要的议题提上了议事日程。

3 碳纤维混凝土特点及优势分析

碳纤维材料不但拥有碳材料本身具备的强大的抗拉伸性能，同时还具备纤维材料的轻质柔软性能，在实际施工中非常容易进行加工，因此，这种材料是一种力学性能非常优秀的材料。其拉伸强度约为2～7GPa，是钢材的4～5倍。碳纤维由于其结构的特殊性，使得其在保持优秀性能的同时保持着较小的密度，因此其重量非常轻，其密度还未达到普通钢材的四分之一。碳纤维的热膨胀系数小，导热性好，耐剧烈温度变化。此外，碳纤维化学方面的性能依然良好，它耐酸性能突出，可抗浓盐酸、硫酸的腐蚀，还有抗辐射、吸收有毒气体等优点。

碳纤维混凝土是当前纤维混凝土在工程应用过程当中的一种主要类型，碳纤维本身是一种含碳量在百分之九十以上的纤维。由于碳纤维具有比较高的强度以及较好的耐高温特点，同时重量较轻、尺寸稳定，具有良好的抗疲劳阻尼特性，所以碳纤维正在应用在社会生产生活的诸多领域。通过将碳纤微应用在混凝土成分中，科学有效地提高混凝土综合的强度韧性，防止由于混凝土在过往使用过程当中存在的抗拉性能差、延性差等缺点问题的出现。

4 碳纤维在混凝土中的作用

4.1 可以制作复合材料

在混凝土中，掺入不同品质的碳纤微可以有效的提高混凝土在导电、屏蔽磁场等方面的作用，进行多功能水泥复合材料的生产，这样的水泥材料具有良好的抗拉抗弯、耐高温、抗腐蚀、抗渗透等方面的作用，从这一点来看，碳纤维应用在混凝土中可以制成智能材料。

4.2 有助于改善混凝土的性能

碳纤维应用在混凝土的施工过程当中，能够有效的发挥出碳纤维自身的性能优势，同时还可以在很大程度上改良混凝土的原有性能，增强混凝土的强度以及承载性能，这对于碳纤维混凝土材料进行高强度施工打下了坚实的基础。

4.3 碳纤维的应用是主要课题

有鉴于碳纤维材料具有诸多优势，所以其在混凝土中的应用有着巨大潜力以及拓展空间。怎样把碳纤维混凝土应用于建筑工程领域，是现代建筑工程实践研究的一个热点。

5 碳纤维混凝土在路面工程中的作用以及应用策略

5.1 碳纤维混凝土在路面工程中的作用

5.1.1 抗冲击性能

由于碳纤维混凝土具备非常强大的抗冲击性能，因此，在动荷载作用下，它能够更加有效的抵抗和承载形变，即便最终发生开裂也不会像传统混凝土材料一样出现碎裂。所以，碳纤维混凝土材料非常适合使用在公路路面工程建设中。

5.1.2 抗疲劳性能

已经有研究结果表明，普通混凝土公路路面在经过950 次荷载之后就会发生形变，进而出现开裂，使得路面破损。而碳纤维混凝土构成的路面，不但能够承载更多次数的荷载作用，同时还能够减小路面厚度，达到节省材料、节约成本的目的。

5.1.3 抗收缩性能

由于碳纤维对混凝土基体的抑制作用，应用于公路路面能够抑制了裂缝的发展，当材料用在路面工程中时，裂缝的减少对抗渗、抗冻等有明显的提高。

5.2 碳纤维混凝土在路面工程中的应用策略

5.2.1 正视碳纤维混凝土的使用

和传统的混凝土相比，碳纤维混凝土无论是在刚性方面，还是在韧性方面以及抗腐性方面都有着良好的优势。因此，在今后的路面工程施工中，应该充分的结合工程质量要求不断地加大对碳纤维的使用普及力度，通过碳纤维混凝土的使用，提高整体的工程施工质量。

5.2.2 注重碳纤维混凝土的创新应用

碳纤维混凝土本身就是科技发展到一定阶段的产物。如何有效地助推碳纤维混凝土在今后的路面工程施工过程当中发挥出更大的价值，需要施工人员以及碳纤维混凝土研发人员在新的理念和思想指导下，不断的探索碳纤维混凝土所具有的最大性能和价值，为碳纤维混凝土在今后建筑工程应用中发挥出更大的效能奠定良好的基础。

5.2.3 营造良好的应用环境

碳纤维混凝土作为一种新型环保材料，在满足路面工程施工质量要求的同时，对于提高整体建筑的绿色化环保化也发挥着重要的意义，因此在今后的路面工程施工应用过程当中，应该从长远的角度出发，本着绿色循环的发展理念，重视对碳纤维混凝土的科学应用，借助政策支持舆论引导来为碳纤维混凝土在路面工程施工过程当中的具体应用营造良好的环境。

5.2.4 重视标准建设

碳纤维本身具有一定的标准要求，在进行具体混凝土施工应过程当中，应该在相关的施工标准以及具体的施工细则方面进行严格的规范和要求，在彰显碳纤维混凝土价值和作用同时，为施工安全和施工质量保驾护航。从这点来看，我国在路面工程施工过程当中还应该借鉴欧美等国家在碳纤维混凝土使用中的相关标准，来不断的完善相关的制度与法律体系，最大限度地促进碳纤维混凝土的科学使用。

6 碳纤维混凝土发展趋势分析

6.1 智能化材料的进一步发展

由于碳纤维本身具有一定的强性、韧性、磁性，因此在今后的碳纤维混凝土具体应用过程当中，随着工艺的不断发展，其自身的智能化也将得到更大层面的体现，智能材料将会成为碳纤维混凝土今后发展的主要趋势。

6.2 应用范围不断扩大

由于碳纤维混凝土具有良好的优势和性价比，因此在今后的建筑工程发展过程当中，无论是在民用工程还是商用工程使用范围方面，都将得到更大层面的扩大，这不仅有助于我国建筑工程质量的科技发展，也为我国今后在建筑领域不断地赶超世界标准提供良好的条件。

6.3 施工标准不断完善

为了更好的促进碳纤维混凝土在建筑工程的科学应用，在今后的碳纤维混凝土运用和发展过程当中，国家会根据整个行业的发展要求来不断的明确碳纤微混凝土的具体标准要求，从而更好地发挥出碳纤维混凝土的价值。

7 结语

碳纤维混凝土作为混凝土工艺发展到一定阶段的产物，其本身具有很大的应用价值，在今后的运用和发展过程当中，需要不断的在工艺方面、标准方面、研发方面进行系统的提升，只有这样，碳纤维混凝土才会更好的促进我国建筑工程质量综合水平的提升。

参考文献：

[1] 代业宁，李子晗，张宝磊.碳纤维混凝土材料与其在路面工程中的应用[J].黑龙江科技信息，2017（1）：275～276.

[2] 林凤森，李光友，李盛林.碳纤维混凝土材料与其在路面工程中的应用[J].建筑工程技术与设计，2017（20）.