纖維復(fù)合材料在土木建筑工程中的應(yīng)用

王茂鑫　周文杰

摘 要：改革開(kāi)放以后我國(guó)各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)工作大力開(kāi)展起來(lái)，很多的行業(yè)有了顯著地發(fā)展，這樣的發(fā)展趨勢(shì)也帶動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。建筑行業(yè)一直都是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的支柱型產(chǎn)業(yè)，從最近幾年的發(fā)展形勢(shì)上看，纖維復(fù)合材料的應(yīng)用已經(jīng)在土木工程中發(fā)揮了巨大的作用。

關(guān)鍵詞：纖維復(fù)合材料；土木建筑工程；具體應(yīng)用

纖維復(fù)合材料包括很多種類(lèi)，主要由玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等等一些重要材料組成。這些材料的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入到了成熟的階段，并且也已經(jīng)在土木工程工作中進(jìn)行了一定的推廣和應(yīng)用，纖維復(fù)合材料有很多的優(yōu)點(diǎn)：纖維復(fù)合材料具有極高的強(qiáng)度和剛度，并且質(zhì)量很輕，減震性能和抗疲勞性也很好，而且與一般混凝土的膨脹系數(shù)接近，具有極強(qiáng)的耐腐蝕性，使用壽命較長(zhǎng)。

1 土木建筑工程中纖維復(fù)合材料的重要特點(diǎn)

1.1 具有一定的設(shè)計(jì)性

首先，纖維復(fù)合材料具有一定的可設(shè)計(jì)性，我們可以根據(jù)自身的實(shí)際需要對(duì)纖維復(fù)合材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后結(jié)合纖維復(fù)合材料的特點(diǎn)進(jìn)行加工。纖維復(fù)合材料具有一定的復(fù)雜性，這種復(fù)雜性就決定其優(yōu)越的性能，纖維復(fù)合材料能夠保留一些原材料的基本特點(diǎn)和性質(zhì)，同時(shí)還可以融合其他合成材料的優(yōu)質(zhì)特性，并且比單一材料的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)高出很多，而且組成纖維復(fù)合材料的配比也會(huì)影響纖維材質(zhì)的整體特性。就目前的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，纖維復(fù)合材料具有很大的發(fā)展前景，并且還有一些深藏的特點(diǎn)等待專(zhuān)家們的發(fā)掘。我們需要針對(duì)這種可以自由設(shè)計(jì)的基本特性進(jìn)行進(jìn)一步深度研究，充分挖掘它的可用價(jià)值，然后應(yīng)用到土木建筑工程中去。

1.2 具有可靠的耐用性

無(wú)論使用什么樣的材料和工具都需要考慮到使用壽命問(wèn)題，耐用是一種材料突出優(yōu)勢(shì)。纖維復(fù)合材料的強(qiáng)度比鋁高出6倍，比鋼高出5倍，而剛度比鋁高出4倍。它的抗疲勞性要比一般的材料好很多，正常纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度是拉伸強(qiáng)度的45%～ 55%。而且纖維復(fù)合材料的某些纖維絲一旦發(fā)生斷裂可以把這種壓力進(jìn)行分化，將這部分?jǐn)嗔训膲毫Ψ稚⒌狡渌胤?，避免材質(zhì)瞬間斷裂，能為后續(xù)的補(bǔ)救工作爭(zhēng)取一定的時(shí)間，而且纖維復(fù)合材料一般很耐用，使用壽命比普通材料高出2倍之多，從剛才的實(shí)例中我們不難看出這種纖維復(fù)合材料具有一定的耐受力。纖維復(fù)合材料的抗疲勞性可以比金屬材質(zhì)高出很多，而且纖維復(fù)合材料的韌性很好，可以達(dá)到拉伸強(qiáng)度的60% -70%。通常情況下，我們會(huì)采用碳纖維材料規(guī)格為300mm ×4500mm的材料進(jìn)行加工，而粘貼間距一般保持為200mm左右。

1.3 具有一定的可觀賞性

纖維復(fù)合材料與普通的其他材料相比具有很強(qiáng)的美觀性，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們的眼光逐漸地增高，越來(lái)越多的人對(duì)美的追求也十分地強(qiáng)烈，所以在土木建筑工程中選用纖維復(fù)合材料使用是非常明智的選擇。纖維復(fù)合材料具有很強(qiáng)的可塑性，可以染成其他所需要的顏色，設(shè)計(jì)成各種所需要的形狀，而且能夠展示出極強(qiáng)的美感，為設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品提供了更加廣闊的發(fā)展空間，為建筑事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了更多有利的條件。

1.4 其他特性

纖維復(fù)合材料具有一定的抗腐蝕性，傳統(tǒng)的建筑類(lèi)型的材料多數(shù)都是鋼鐵材料，但是這種鋼鐵材料的耐腐蝕性很差，尤其是在沿海地區(qū)建筑材料的抗腐蝕性會(huì)對(duì)建筑工程的未來(lái)發(fā)展具有非常大的影響。那些空氣潮濕的地區(qū)建筑材料受腐蝕的程度特別大，因而造成巨大的損失。所以為了避免這種不必要的損失我們尋找到一種特殊的材料進(jìn)行代替，這種材料就是纖維復(fù)合材料，它的抗腐蝕性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼鐵材料，為土木建筑工程未來(lái)的發(fā)展提供了一定的空間和機(jī)會(huì)。

2 土木建筑工程中纖維復(fù)合材料的具體應(yīng)用

2.1 鋼筋混凝土中纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

過(guò)去的鋼筋混凝土抗腐蝕能力和力學(xué)抗性因其自身局限性所以限制了它在土木建筑工程的進(jìn)一步發(fā)展，將纖維復(fù)合材料應(yīng)用在鋼筋混凝土中能夠加強(qiáng)本身的抗腐蝕能力，同時(shí)提高它的力學(xué)抗性。現(xiàn)在的土木建筑工程一般會(huì)使用玻璃纖維混凝土和其他纖維增強(qiáng)混凝土等材料，這些材料與普通混凝土有極大的不同，具有很強(qiáng)的機(jī)械性能，而且在防水、抗腐蝕等方面也有了非常大地進(jìn)步。纖維復(fù)合材料已經(jīng)得到了越來(lái)越多人的認(rèn)可。此外它還有抗阻尼震動(dòng)的特點(diǎn)，能夠減少由于震動(dòng)引起的對(duì)建筑物所造成的傷害和影響。

2.2 水泥基中纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

傳統(tǒng)的建筑材料沒(méi)有電磁波抗干擾功能，為了改變這種劣勢(shì)情況我們?cè)谕凉そㄖこ讨惺褂昧四軌驅(qū)Υ艌?chǎng)進(jìn)行屏蔽的纖維復(fù)合材料，消除一定的電磁波，同時(shí)在混凝土中加入了鋼纖維能夠起到屏蔽磁場(chǎng)的功效。水泥基纖維材料是另一種應(yīng)用在土木建筑工程中的材料，這種材料是將鋼、碳、鋁等纖維添加到水泥基中形成新的復(fù)合型智能材料，它能夠更好地屏蔽掉周?chē)碾姶挪?。這種材料還可以應(yīng)用在智能導(dǎo)航系統(tǒng)中。土木建筑工程中還有這樣一種材料可以將碳纖維均勻地分散在水泥中進(jìn)行支撐，自動(dòng)感應(yīng)建筑應(yīng)力和損傷程度，同時(shí)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)受力情況，這種材料就是應(yīng)變自感應(yīng)混凝土材料。導(dǎo)電水泥混凝土也是纖維復(fù)合材料的另一種應(yīng)用，這種材料可以增加水泥的抗疲勞特性，進(jìn)一步改變建筑的使用壽命，提高建筑的安全性。將一定的導(dǎo)電纖維材料加入到水泥基中可以改變水泥的結(jié)構(gòu)，使水泥具有一定的導(dǎo)電性，對(duì)融雪工作也很大幫助。該項(xiàng)技術(shù)雖然在住宅供熱中發(fā)揮作用，但是技術(shù)尚不成熟，同時(shí)存在很多問(wèn)題。比如說(shuō)這種新型的技術(shù)工藝在造價(jià)方面的要求相對(duì)較高，但是它實(shí)際發(fā)揮的作用也巨大。相信在不久的將來(lái)，纖維復(fù)合材料在此方面會(huì)有更多技術(shù)上的革新。

2.3 補(bǔ)強(qiáng)中纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

土木建筑工程中可以使用纖維復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)上的補(bǔ)強(qiáng)材料。纖維復(fù)合材料可以對(duì)建筑的后期補(bǔ)修和防護(hù)工作起到一定的重要作用，它能夠加固建筑的整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。

3 結(jié)語(yǔ)

纖維復(fù)合材料在土木建筑工程中發(fā)揮了巨大的作用，而且有很多作用彌補(bǔ)了技術(shù)上的漏洞，幫助提高建筑的整體安全性和實(shí)用性。就現(xiàn)在的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，纖維復(fù)合材料具有很大的發(fā)展空間和前景，我們可以進(jìn)一步挖掘它隱藏的特性為人類(lèi)創(chuàng)造更多有意義的價(jià)值。

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