复合材料在土木工程中的发展与应用

周莉莉 王晓锋 周会超

摘 要：土木工程快速发展下，新材料、新技术的应用也逐渐增多，复合材料在土木工程结构加上方面有着重要作用。下面文章主要以此为基础对符合材料在土木工程中的应用展开探讨。

关键词：土木工程；复合材料；碳纤维；纤维复合

引言

建筑行业作为我国重要行业之一，影响着经济的发展和社会的进步，并且与人们的生活息息相关，因此必须要不断完善提高土木工程建筑质量，才能够为人们提供良好的住宅以及生活空间。纤维复合材料作为新型建筑材料具有其存在的特点，对于降低土木建筑工程的投入成本，提高建筑质量具有重要意义，因此在土木建筑工程中应充分的运用纤维复合材料，推动我国建筑行业的进一步快速稳定发展。

1纤维符合材料相关概述

碳纤维复合材料的获得是通过一系列浸泡，拿出其中的模具连续成型，制作过程较为复杂，具有弹性较高的特点，一旦制成后，在土木工程中施工操作简便易行，碳纤维具有一定应力，并且强度较高，碳纤维的主要原料为树脂，树脂的主要作用是抵抗外界杂质的侵袭，并且具有粘合的能力，碳纤维复合材料由碳纤维组成，并且不同的碳纤维具有不同强度和材料类型，比如根据碳纤维材料可以分为高强和高模类型的碳纤维材料。采用了碳纤维复合材料后，土木工程的承载力度将提高20%，抗弯力度将提高17%，使用了碳纤维复合材料的零部件与未使用复合材料的钢筋相比，钢筋更不容易折弯与屈服，碳纤维复合材料的维度要比原始材料更小，而且花纹分布更加均衡，裂缝的宽度和距离也更小，这些都是碳纤维复合材料的优势所在，在加固方面，碳纤维复合材料的使用主要是通过抗拉约束混凝土裂缝的出现来控制的，运用碳纤维加固的板材，具有更高的抗拉伸力，并阻止了裂缝的扩张。

2纤维复合材料的特征点分析

纤维复合材料作为新型的建筑材料，具有以下几个特点。第一，适应性更强，纤维复合材料主要由基本的材料以及增强的材料所组成，因此具备了单一材料所不具备的性能，这就使得纤维复合材料具有较强的可设计性。在施工中可以结合施工的需要以及结构的需要，对纤维复合材料进行重新优化设计，打破了传统的单一材料所带来的局限性，更好的满足了土木土木工程中对于建筑材料的要求，使得土木土木工程的性能设计更加完善。第二，具有较强的抗腐蚀性。传统建筑材料抗腐蚀性性能相对较低，但纤维复合材料受自然因素的影响就很小。其抗腐蚀性能既能进一步延长我国土木土木工程的使用寿命，降低使用过程中造成损害所需投入的经济费用，也降低了土木土木工程的投入成本，维护了施工企业的经济利益。尤其是沿海地区，增强建筑物的抗腐蚀性至关重要，通过采用新型纤维复合材料，能够起到这一作用。第三，具备更高的比刚度和比强度。与其他的材料相比，具备较强的比刚度和比强度，这样就能够进一步降低土木土木工程的复杂性，缩短工期确保如期交工，这些方面都体现了碳纤维符合材料的优越性。

3复合材料在土木工程中的应用

3.1复合材料夹芯板

复合材料夹芯板是采用纤维复合材料作为面层，采用泡沫、蜂窝或轻木等轻质材料作为芯材所构成的一种构件形式。与层合板相比，夹芯板在不显著增加板材自重的前提下，可以有效提高板材的抗弯刚度与抗弯强度，具有轻质、高强、刚度大等显著优点。从绿色环保角度出发，芯材的最佳选择为天然环保的材料———轻质木材。轻木不仅在力学性能上有大幅的提高，其刚度强于一般的聚苯乙烯板与聚氨酯板，可以有效提高现有夹层板的强度与刚度。相对其他材料，轻木的价格目前比较昂贵，致使轻木的应用还没有发挥最大效用。

3.2在混凝土加固中的应用

纤维复合材料的质量较轻，但是其具有很高的强度，同时纤维复合材料的纤度也非常好，纤维复合材料的拉力也较高。目前还没有发现另外一种物质能像纤维复合材料一样可以同时具有热学、电学和动力学的优良性能。一般采用纤维复合材料来进行土木工程的结构加固工作。纤维复合材料一般都用于因经历时间较长而产生结构损坏的建筑物。最近几年来，我国的结构加固技术已经非常成熟，在加固工程中已经取得了非常良好的效果。纤维复合材料的加固技术具有质量轻但强度高和作用效果好的优势，纤维复合材料不易与其他物质发生化学反应，同时纤维复合材料的抗腐蚀性较高，相对于其他物质来说更加持久，这些性能对于建筑物的加固而言非常重要，很好地解决了加固过程中产生的化学腐蚀问题。在利用纤维复合材料技术进行施工时，其操作方法是非常简便的，同时也适应很多的加固项目。纤维复合材料的柔软度较高，所以可以随意地对其进行裁剪。在采用纤维复合材料加固技术时，不需要动用太大的设备，很大程度上提高了施工的效率。

3.3碳纤维材料结构补强

首先，要先对碳纤维片材进行裁剪，但是碳纤维片材是极易碎的物质，所以需要做好保护措施，避免出现裁剪不合格的现象。再将环氧粘浸胶的主剂与固化剂按比例进行融合，使其具有较好的粘性，使用滚筒刷将粘浸胶涂抹在所需要补强的区域。然后就是对碳纤维复合材料的粘贴，在粘贴的过程中，需要采用脱泡罗拉反复滚压，使得粘贴的区域不能出现空隙，并且要使粘浸胶充分的粘合在补强区。最后需要加强对粘贴的效果进行检查，检测粘贴过程中，每个环都进行脱泡罗拉反复滚压操作，在达到要求后，在放置碳纤维之前，要把绝缘纤维片粘贴在补强区。在完成碳纤维复合材料的粘贴工作后，需要对防护层进行补强，主要采用的方式是将聚乙烯粘胶带对补强区进行二次加固，并且要与原管道防腐层的搭接的连接高于150mm。

3.4在承载结构中运用纤维复合材料

纤维复合材料可以制成多种形态的承载结构，比如说称重折板或是楼板等，这种纤维复合材料可以广泛的应用在化工厂的建筑中，复合材料作为建筑外墙板或者是防腐楼板，能够延长建筑的使用寿命，并且能够适应特特殊环境的需要，可以取代钢筋和混凝土，增强土木建筑的质量以及耐用度。尤其是当下很多建筑施工过程中的装饰材料都是由复合纤维材料所加工制成的。比如门窗或者是隔热板等，在安装时，工作人员只要在工厂内部按照合理的工序进行安装即可，既提高了工作效率，也提高了土木土木工程的质量，并且使得土木土木工程的美观度也大大提高。在進行公路建设、港口建设或者是水坝建设施工当中，借助于纤维复合材料，同样能够降低成本，提高建筑质量，减少质量问题的出现等，从而推动建筑行业的快速稳定发展。

结语

总之，复合材料应用技术水平将直接关系到我国建筑事业发展。与发达国家相比，我国的复合材料应用技术还存在一定欠缺，因此，为了提高应用技术水平，要积极吸取国外精华，不断创新，放眼世界，加强技术研究，为我国建筑工程发展做出贡献。

参考文献：

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