试谈复合材料在土木工程中的发展与应用

2020-01-12李宗梅

河南建材 2020年10期

李宗梅苏新

四川大学锦城学院（611731）

1 复合材料在土木工程中的发展背景

1）土木工程的建设是一种较为复杂、涉及到较多工作流程、需要运转时间较长的工程，所以会需要大量的施工材料。在实际的建设过程中，工作人员会根据土木工程的实际需求，在现场建立一个较小的移动基站，有助于保证整体土木工程施工环节中的稳定性和可靠性。如果在现场增加多种材料就会增加现场的管理范围及现场管理材料人员的工作量，容易在此环节中出现较多的管理失误。现场的设备越多，混凝土的搅拌设备及移动基站，就会促使现场的管理处于一种超负荷状况。但是如果采用复合材料就会减少现场使用的较多种类材料，从根本上减少现场材料管理的工作量，有利于提升现场的管理质量和效率。

2）在建筑行业的发展过程中，采用大量的材料会出现较为严重的消耗及材料过度使用状况，使企业的前期成本增加。一旦出现规划环节上的调整和更换材料，就会导致严重的经济损失，不利于建设企业的发展。此外，现场的管理如果出现疏忽，会造成材料出现变形以及受损的状况[1]。

2 土木工程对复合材料的使用

复合材料主要是由碳纤维、玻璃纤维以及芳纶等高效的纤维原料构成，其中还会涉及到树脂基体，是经过科学加工而合成的一系列新型结构材料。复合材料涉及到树脂有多个品种，如聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢等类型，所以复合材料的质感较硬，导电的概率较低，回收利用次数较少，整体耐腐蚀的效果较好。

2.1 工程加固

现代城市化的建设，促使当前的建筑行业存在多种类型的工程施工。目前在国内存在较多的土石结构、砌体架构及木结构等建设环节，复合材料发挥了较为显著的效果。在实际的施工建设环节中，复合材料以下面两种形式为主。

2.1.1 缠绕加固

当前建筑物大部分会采用立式的架构，如廊柱、角柱等，由于自身承受的外部压力过大，以至于后期随着时间的延长，外部的形态会出现变化，影响到整体建设的美观性与可靠性。针对此环节的加固处理，施工人员可以使用强化纤维复合材料对柱体进行缠绕处理。纤维强化材料自身重量较轻，抗腐蚀性强，将其缠绕在柱体外侧，有助于提升柱体的可靠性及稳定性，还能抵御外界自然环境对建筑的影响。

2.1.2 片材稳固处理

在片材稳固处理方面，复合材料能够发挥较多的优势。在古建筑的设计中，较为常见的架构是横梁，如屋面梁、楼面梁及地下框架梁，均会分散在古建筑规划的多个位置中。这些横梁使整个结构构成一个主体。梁需要承受较多的竖向载荷，致使大量梁会出现弯曲变形，甚至导致横梁断裂，所以不仅要加强对裂缝的管控，还应提升整体的抗压效果和对外界施用力的抵御效果。采用复合材料可以对建筑的片材进行加固处理，在梁面上增加一层塑性能力较强的耐压材料，有助于增强整体的承受效果[2]。

2.2 工程建造

2.2.1 桥面结构

在此建设的环节中，施工人员往往会采用复合材料作为主要的桥梁面板的建设技术，此类技术最先使用的是美国，之后被普遍使用在多个国家的工程建设环节中。复合材料自身具备耐磨的效果，采用此类建设材料开展混凝土的施工建设，不仅可以强化整体的结构，同时还会降低桥身的承受重量，降低底部的压力。复合材料的耐热性较强，既使受到外部的腐蚀也不会变形，有助于降低前期材料的资金投资力度，延长桥梁的使用时间，在部分外部环境较为恶劣的自然状况中，会展现较为明显的优势。

2.2.2 曲面结构

建筑在规划设计时，会存在较多的曲面结构，如隧道、堤坝、海洋平台建设等环节。采用复合材料会有助于提升整体的建设质量，降低前期施工难度及对材料的消耗。复合材料自身具备较为明显的线条流线性，自身的抗压力较强，现阶段复合材料经常会在曲面结构中得以使用。