纤维复合材料在建筑工程中的应用研究

刘薇

摘要：纤维复合材料具有较强的抗腐蚀性能、抗震性能、拉伸强度等，因其具有很多良好的特性，在很多领域中具有广泛的使用。建筑工程关系到我国的经济发展，与人民生活具有紧密的联系，所以将纤维复合材料运用到建筑工程中能够发挥很大的作用。首先通过分析纤维复合材料在建筑工程中的研究现状，发现我国在建筑工程中纤维复合材料已经有了40年的发展应用。然后再阐述纤维复合材料的特点，纤维复合材料的优势是明显多于缺点。再根据纤维复合材料的特征将其运用到建筑工程的不同方面中，以提高建筑工程的质量和使用寿命。最后为了纤维复合材料能够在建筑工程中发挥该有的价值，提出了几点应用策略。文章旨在通过纤维复合材料的运用，能够提高建筑工程的质量、降低建设成本、增加使用时间。

关键词：纤维复合材料;建筑工程;应用

中图分类号：TQ340 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）12-0073-04

建筑行业占有我国总体经济的重要一部分，是我国重要的行业之一，其发展速度可以直接影响着我国的经济变化和社会发展，而且建筑行业与人民的生活有着直接的影响，所以提高建筑工程质量是非常重要的。良好的建筑工程质量能够对建筑行业的发展起到推动作用，还能为我国、社会、人民的安全起到一定的保障作用。纤维复合材料的出现，让我国建筑材料变得更加的丰富和先进。纤维复合材料作为一种新型材料有很多的优势和特点，不仅能够降低建筑工程的造价成本，还能够对工程质量有很大的提高。所以纤维复合材料能够在建筑工程中得到广泛和充分的利用，将会对我国的建筑工程质量起到很大程度的提高，将会推动我国的建筑行业得到更快的发展。所以本文将会研究纤维复合材料在建筑工程中的应用，希望对我国的建筑工程质量起到一定的帮助作用。

1 纤维复合材料应用于建筑工程中的现状

20世纪70年代复合材料就已经被应用于工程建设中，直到20世纪80年代末，人们才开始对纤维复合材料产生重视，开始注意到纤维复合材料能够加固混凝土，其加固程度不亚于钢筋，所以慢慢的随着纤维复合材料的不断应用与发展，开始替代预应力钢材、钢筋混凝土的市场地位。目前，纤维复合材料在国内外都得到了普遍的发展，对力学性能、生产效率和技术等都有着不断的发展，在这些方面也有着不错的成绩。但是直到1997年，工程师将纤维复合材料运用于桥梁中，对桥梁进行修建、修复、加固等，这些方面的应用能够起到很好的作用，获得了很好的科研成果。当前纤维复合材料广泛使用，对于该材料的生产很多的制造企业在加大生产，对纤维复合材料的生产效率得到了非常的提高，与原始的生产效率相比，当前的生产效率大概提高了百倍以上，所以生产速度的提高，就会降低材料的成本，对建筑工程中运用纤维复合材料提供了一个很有利的条件，可以降低建筑工程的成本[1]。

建筑工程在建设过程中将纤维复合材料运用其中，可以明显发现纤维复合材料的优势所在，比如纤维复合材料的耐久性比较好，因为碳纤维布增强复合材料在加强建筑工程构件上已经有了40年的成功应用;张颀的研究中通过实验研究的方法，得出碳纤维增强复合材料能够极为明显的提高钢筋混凝土梁的剪切性能，对剪力受损比较严重的梁，依然能够取得非常好的加固效果[2];纤维复合材料利用于桥梁中的拉锁中，能够很大程度上的将梁跨度增加一倍多到两倍多，如表1所示。

2 纤维复合材料的特点

纤维复合材料被广泛使用，究其原因就是因为该材料有很多的特点，比如具有可设计性能、抗腐蚀性、抗震性能，纤维复合材料还有两个特点就是制约性能和区域性能，该性能只需要在建筑施工之前做好合理的施工方案即可，所以纤维复合材料有很大的优势，在建筑工程中能够发挥很大的作用。接下来将对其性能進行简单的介绍。

2.1可设计性能

可设计性能就是说纤维复合材料能够通过不同的设计，呈现出不同能能够的性能。因为纤维复合材料组成包括主要的两个部分，其中之一就是基础的材料，二就是相关的增强材料，通过将两种材料进行组合成纤维复合材料既可以拥有基础材料的特征还能够拥有相关增强材料的特征。两组材料可以根据建筑工程施工的实际需求所设计出符合要求的纤维复合材料。通过这种复合材料的设计与利用，比传统单一材料的性能更加多，打破了这种局限性。纤维复合材料有更多的广泛性，能够在很多的领域中发挥作用，在建筑工程中应用纤维复合材料可以利用其可设计性能，针对不同的建筑工程结构要求、施工要求等设计出符合要求的纤维复合材料[3]。

2.2抗腐蚀性能

建筑工程也会受到腐蚀侵害，尤其是在沿海城市，然而一般的建筑材料是不具有防腐蚀作用的，或者其防腐蚀作用比较弱，建筑就会出现一定程度的腐蚀，不及时处理，也将会造成比较严重的经济损失和人员安全问题。纤维复合材料是具有很强的抗腐蚀作用。因此建筑工程中应用纤维复合材料能够降低其发生腐蚀的概率，将会对其建筑和设备都起到延长寿命的作用[4]。

2.3抗震能力

纤维复合材料有一种很大的优势，即该材料在受到加速和频率变化时，对纤维复合材料都不会产生影响，不会出现断裂的情况，应用到建筑工程就可以起到很好的防震作用和减震作用。建筑工程中也会运用到其他的抗震性能的材料，但是纤维复合材料与这些材料想比，同样大小形状的材料，纤维复合材料减震的作用比一般的材料好很多，能够将震动时间缩短很多，所以纤维复合材料应用建筑工程中能够起到很好的抗震作用。

2.4区域性能

区域性就是说纤维复合材料在不同的施工环境和条件中，不同的纤维复合材料有着不同的特征，最终将材料运用于建筑工程建设中所使用的施工方式都会有所不同。区域性能是纤维复合材料的一个很大特点。所以会造成一种现象就是在同一个施工场地里，会使用到不同的纤维复合材料和施工方式。针对纤维复合材料的区域性能，在建筑工程施工之前就需要做好详细的研究和规划，不然就会出现很多的问题，不仅要做到“因地制宜”，还要能够杜绝掉“经验主义”。因为这种区域性能，稍微规划不科学合理，纤维复合材料的应用就达不到该有的效果，所以一定要做好详细、科学、合理的研究。

2.5制约性能

纤维复合材料有很多的优势，但是也存在其局限性。因为建筑工程的施工环境是比较负责的，其中会存在很多的材料选择和存储问题，在对材料进行选择时还会受到单一材料局限性的影响。而且建筑工程的施工场地比较乱，不仅包含着施工建筑、完成建筑，还有很多的地下管线、各种设施等，这些种种的因素都会影响到纤维复合材料在建筑工程中的应用，会给施工带来一些问题。所以在决定应用纤维复合材料之前，就需要根据现场施工环境，将设计图纸进行非常详细的检查，要能够考虑到多方面的影响因素，从而制定出科学、合理的施工方案，在施工过程中还要能及时应变。

3 纤维复合材料在建筑工程中的应用

纤维复合材料有很多的优点，可以在建筑工程进行应用，其在建筑工程中的应用也有很多的方面，文章主要从以下4点分析纤维复合材料的应用。

3.1运用在增强混凝土的质量上

对于建筑工程，混凝土是其组成的基本材料，也是必不可少的材料，在建筑工程中很多的地方都需要应用到混凝土，将纤维复合材料用到混凝土中，就可以对混凝土起到很好的抗腐蚀性能。一般情况下，使用钢筋混凝土比较多，也比较常见，钢筋的使用可以起到加固的作用，但是钢筋非常容易受到腐蚀侵害，钢筋是起到加固增强的作用，发生腐蚀了就会影响到建筑工程的质量。所以，可以将纤维复合材料加入到混凝土中，不仅能够起到防腐蚀的作用，还能够增强混凝土的拉伸强度、抗震性能，让混凝土变得更加的有价值。建筑工程应用纤维复合材料，能够对其自身起到的很好质量加强作用，增加建筑工程的使用寿命，还具有很好的抗冲击能力和耐火能力，能够减少建筑工程的造价成本，对企业的经济利益将会更高。

3.2运用在结构补强材料上

对于结构补强材料，传统的方式就选择钢板进行加强，但是这种方式的缺点在于钢板容易收到腐蚀侵害，而且它的重量过大[5]。所以利用钢板对质量会产生危害。将纤维复合材料运用到结构补强材料中，纤维复合材料的重量很轻，具有防腐蚀的作用，利用胶粘剂将纤维复合材料粘贴在建筑结构中个，就可以达到很好的结构补强作用。纤维复合材料虽然轻，但是其承载能够是很大的，也不容易开裂，所以，作为结构补强材料可以起到很好的作用。

3.3运用在涂层织物上

涂层织物在建筑工程中起着非常重要的骨架作用，作为骨架，必然需要拥有很好的抗张力、承载力，而且还需要有具有尺寸稳定。将纤维复合材料运用到涂层织物中，由于纤维复合材料的各种优势，作为涂层织物可以有效的起到保护作用，而且还可以增强美观[6]。建筑工程中选择的棉织物作为涂层织物也能够起到保护的作用，但是这种材质容易腐蚀并且发霉，所以其使用寿命也将会受到很大的影响，将纤维复合材料应用其中，更有利于建筑工程施工。

3.4运用于承载结构中

纤维复合材料因其优势比较突出，可以在很多的承载结构中应用，例如应用于承重折板、楼板等结构中。因为纤维复合材料具有很强的防腐蚀作用，所以将其运用到化工厂的建筑结构中，加入到化工厂的外墙中，或者是需要防腐蚀的楼板中都可以进行利用，化工厂由于其自身环境的特殊，是非常容易收到腐蚀侵害的，这样就会造成承载结构发生问题，所以将纤维复合材料运用到建筑结构中，尤其是化工厂结构中，能够延长建筑的使用寿命。纤维复合材料还可以取代钢筋作为承载结构的加固作用，不仅能节约钢材的使用，还可以提高建筑工程中承载结构的承载能力。

4 建筑工程中纤维复合材料的具体应用策略

通过对上述分析纤维复合材料在建筑工程中的应用可知，该材料能够在建筑工程多个方面进行利用，并且能够达到很好的作用。然而要想运用好纤维复合材料并不是非常容易的，如果在建筑工程施工过程中没有运用好纤维复合材料将会达不到应有的效果。于是为了达到纤维复合材料的合理应用，起到其应用价值，提出了以下策略。

4.1规划建筑工程施工方针

将纤维复合材料应用与建筑工程中，首要做的就是需要规划好建筑工程施工方针，这是应用好纤维复合材料的基础条件。因为在建筑工程的结构设计中，存在很多的影响因素，需要考虑到的问题将会很多，设计非常复杂，因此，对于建筑工程施工的设计流程需要花费大量时间和精力，需要专业的设计人员考虑到纤维复合材料的特性、利用方式、施工方式等等，需要一个合理、科学的施工流程计划，可以保障在利用纤维复合材料时能够发挥其作用。

4.2合理细化材料采购流程

对建筑工程所需要的材料采购流程进行细分，看似对纤维复合材料的应用没有作用，但是其发生着间接的影响。因为对于一个建筑工程来讲，其做需要的材料将会非常复杂繁琐，其中涉及到材料种类的选择、预算、运输、管理等等，整个采购流程是非常的复杂，所以必须对其进行细化，才能够保障建筑工程在施工时能够顺利的进行，其中施工也包含着纖维复合材料的施工程序。如果采购流程不合理，将会浪费很多的人力、物力、财力，还会对建筑工程质量造成一定程度的影响。

4.3规范现场安装设计流程

在建筑工程施工过程中，会存在很多的规章制度，以防出现安全事故，对于这些规章制度，工作人员必须严格遵守。纤维复合材料的施工作为建筑工程中的一部分，也需要严格按照规章制度进行执行，尤其是现场的安装设计流程，需要进行统一的规范。在纤维复合材料施工之前，就需要制定出详细、科学、规范的安装设计流程，便于在施工过程中执行。每一步的流程将会对后续工作产生不同程度的影响，所以在规范流程时，要结合纤维复合材料的施工特点，要能够进行多方面的考虑。只有考虑全面，在施工过程才会更加的顺利，对纤维复合材料的更好应用也会有所帮助。

4.4提升建筑工程施工现场人员的管理水平

将纤维复合材料应用于建筑工程中，会涉及到纤维复合材料的施工管理和其他方面的施工管理，可是不管哪种的施工管理，都会对纤维复合材料的应用起到一定程度的影响。对于这些施工管理的主体是人，所以通过提高相关工作人员的施工管理水平就可以直接的提高纤维复合材料的应用。在提高相关工作人员的管理水平时，还要能够提高他们的自身素质。一个拥有专业能力和良好素质的工作人员，在对待自己的工作时就会发挥最大的力量，就会对纤维复合材料施工水平不断提升，从而提升纤维复合材料的应用水平。

5 结语

综上所述，纤维复合材料在我国的发展相对比较成熟，在建筑工程中的应用也较为广泛，随着时代的发展，将来对纤维复合材料在建筑工程中的应用只会越来越多。从上文中可知，纤维复合材料具有可设计性能、抗腐蚀性能、抗震性能、区域性和制约性。将纤维复合材料运用到建筑工程中也能够发挥很好的作用，能够提高建筑工程的质量、降低成本、延长寿命等。为了更好的发挥纤维复合材料在建筑工程的应用，还提出了几点应用对策。总体来讲，纤维复合材料具有很大的优势，但是也并不是一种万能的材料，其也存在一定的缺陷，比如剪切和层间强度比较低。所以在将纤维复合材料运用到建筑工程时要考虑到建筑与材料的性能、材料的特性和使用范围等，要能够将纤维复合材料运用到恰到好处，从而将其优势发挥出来，提高建筑工程的发展。

参考文献

[1]徐文娟.纤维复合材料在土木建筑工程中的应用探究[J].四川水泥，2016（11）：305。

[2]张颀.侧贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁剪切性能的试验研究[D].重庆：重庆大学，2007.

[3]王孝龙，孙成蛟.纤维复合材料在土木建筑工程中的应用[J].室内设计与装修，2016（05）：228.

[4]李静.土木建筑工程中纤维复合材料的应用[J].价值工程.2017（29）：206-208.

[5]姜长会，娄保锋.土木建筑工程中纤维复合材料的应用[J].城市建筑，2017（3）：178.

[6]侯剑飞.土木建筑工程中纤维复合材料的运用概述[J].河北建筑工程学院学报，2012（04）：22-24.