纖維復(fù)合材料在建筑工程中的應(yīng)用研究

劉薇

摘要：纖維復(fù)合材料具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能、抗震性能、拉伸強(qiáng)度等，因其具有很多良好的特性，在很多領(lǐng)域中具有廣泛的使用。建筑工程關(guān)系到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，與人民生活具有緊密的聯(lián)系，所以將纖維復(fù)合材料運(yùn)用到建筑工程中能夠發(fā)揮很大的作用。首先通過分析纖維復(fù)合材料在建筑工程中的研究現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)我國(guó)在建筑工程中纖維復(fù)合材料已經(jīng)有了40年的發(fā)展應(yīng)用。然后再闡述纖維復(fù)合材料的特點(diǎn)，纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)是明顯多于缺點(diǎn)。再根據(jù)纖維復(fù)合材料的特征將其運(yùn)用到建筑工程的不同方面中，以提高建筑工程的質(zhì)量和使用壽命。最后為了纖維復(fù)合材料能夠在建筑工程中發(fā)揮該有的價(jià)值，提出了幾點(diǎn)應(yīng)用策略。文章旨在通過纖維復(fù)合材料的運(yùn)用，能夠提高建筑工程的質(zhì)量、降低建設(shè)成本、增加使用時(shí)間。

關(guān)鍵詞：纖維復(fù)合材料;建筑工程;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TQ340 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2019）12-0073-04

建筑行業(yè)占有我國(guó)總體經(jīng)濟(jì)的重要一部分，是我國(guó)重要的行業(yè)之一，其發(fā)展速度可以直接影響著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)變化和社會(huì)發(fā)展，而且建筑行業(yè)與人民的生活有著直接的影響，所以提高建筑工程質(zhì)量是非常重要的。良好的建筑工程質(zhì)量能夠?qū)ㄖ袠I(yè)的發(fā)展起到推動(dòng)作用，還能為我國(guó)、社會(huì)、人民的安全起到一定的保障作用。纖維復(fù)合材料的出現(xiàn)，讓我國(guó)建筑材料變得更加的豐富和先進(jìn)。纖維復(fù)合材料作為一種新型材料有很多的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，不僅能夠降低建筑工程的造價(jià)成本，還能夠?qū)こ藤|(zhì)量有很大的提高。所以纖維復(fù)合材料能夠在建筑工程中得到廣泛和充分的利用，將會(huì)對(duì)我國(guó)的建筑工程質(zhì)量起到很大程度的提高，將會(huì)推動(dòng)我國(guó)的建筑行業(yè)得到更快的發(fā)展。所以本文將會(huì)研究纖維復(fù)合材料在建筑工程中的應(yīng)用，希望對(duì)我國(guó)的建筑工程質(zhì)量起到一定的幫助作用。

1 纖維復(fù)合材料應(yīng)用于建筑工程中的現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代復(fù)合材料就已經(jīng)被應(yīng)用于工程建設(shè)中，直到20世紀(jì)80年代末，人們才開始對(duì)纖維復(fù)合材料產(chǎn)生重視，開始注意到纖維復(fù)合材料能夠加固混凝土，其加固程度不亞于鋼筋，所以慢慢的隨著纖維復(fù)合材料的不斷應(yīng)用與發(fā)展，開始替代預(yù)應(yīng)力鋼材、鋼筋混凝土的市場(chǎng)地位。目前，纖維復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)外都得到了普遍的發(fā)展，對(duì)力學(xué)性能、生產(chǎn)效率和技術(shù)等都有著不斷的發(fā)展，在這些方面也有著不錯(cuò)的成績(jī)。但是直到1997年，工程師將纖維復(fù)合材料運(yùn)用于橋梁中，對(duì)橋梁進(jìn)行修建、修復(fù)、加固等，這些方面的應(yīng)用能夠起到很好的作用，獲得了很好的科研成果。當(dāng)前纖維復(fù)合材料廣泛使用，對(duì)于該材料的生產(chǎn)很多的制造企業(yè)在加大生產(chǎn)，對(duì)纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)效率得到了非常的提高，與原始的生產(chǎn)效率相比，當(dāng)前的生產(chǎn)效率大概提高了百倍以上，所以生產(chǎn)速度的提高，就會(huì)降低材料的成本，對(duì)建筑工程中運(yùn)用纖維復(fù)合材料提供了一個(gè)很有利的條件，可以降低建筑工程的成本[1]。

建筑工程在建設(shè)過程中將纖維復(fù)合材料運(yùn)用其中，可以明顯發(fā)現(xiàn)纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)所在，比如纖維復(fù)合材料的耐久性比較好，因?yàn)樘祭w維布增強(qiáng)復(fù)合材料在加強(qiáng)建筑工程構(gòu)件上已經(jīng)有了40年的成功應(yīng)用;張頎的研究中通過實(shí)驗(yàn)研究的方法，得出碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料能夠極為明顯的提高鋼筋混凝土梁的剪切性能，對(duì)剪力受損比較嚴(yán)重的梁，依然能夠取得非常好的加固效果[2];纖維復(fù)合材料利用于橋梁中的拉鎖中，能夠很大程度上的將梁跨度增加一倍多到兩倍多，如表1所示。

2 纖維復(fù)合材料的特點(diǎn)

纖維復(fù)合材料被廣泛使用，究其原因就是因?yàn)樵摬牧嫌泻芏嗟奶攸c(diǎn)，比如具有可設(shè)計(jì)性能、抗腐蝕性、抗震性能，纖維復(fù)合材料還有兩個(gè)特點(diǎn)就是制約性能和區(qū)域性能，該性能只需要在建筑施工之前做好合理的施工方案即可，所以纖維復(fù)合材料有很大的優(yōu)勢(shì)，在建筑工程中能夠發(fā)揮很大的作用。接下來將對(duì)其性能進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

2.1可設(shè)計(jì)性能

可設(shè)計(jì)性能就是說纖維復(fù)合材料能夠通過不同的設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)出不同能能夠的性能。因?yàn)槔w維復(fù)合材料組成包括主要的兩個(gè)部分，其中之一就是基礎(chǔ)的材料，二就是相關(guān)的增強(qiáng)材料，通過將兩種材料進(jìn)行組合成纖維復(fù)合材料既可以擁有基礎(chǔ)材料的特征還能夠擁有相關(guān)增強(qiáng)材料的特征。兩組材料可以根據(jù)建筑工程施工的實(shí)際需求所設(shè)計(jì)出符合要求的纖維復(fù)合材料。通過這種復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與利用，比傳統(tǒng)單一材料的性能更加多，打破了這種局限性。纖維復(fù)合材料有更多的廣泛性，能夠在很多的領(lǐng)域中發(fā)揮作用，在建筑工程中應(yīng)用纖維復(fù)合材料可以利用其可設(shè)計(jì)性能，針對(duì)不同的建筑工程結(jié)構(gòu)要求、施工要求等設(shè)計(jì)出符合要求的纖維復(fù)合材料[3]。

2.2抗腐蝕性能

建筑工程也會(huì)受到腐蝕侵害，尤其是在沿海城市，然而一般的建筑材料是不具有防腐蝕作用的，或者其防腐蝕作用比較弱，建筑就會(huì)出現(xiàn)一定程度的腐蝕，不及時(shí)處理，也將會(huì)造成比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員安全問題。纖維復(fù)合材料是具有很強(qiáng)的抗腐蝕作用。因此建筑工程中應(yīng)用纖維復(fù)合材料能夠降低其發(fā)生腐蝕的概率，將會(huì)對(duì)其建筑和設(shè)備都起到延長(zhǎng)壽命的作用[4]。

2.3抗震能力

纖維復(fù)合材料有一種很大的優(yōu)勢(shì)，即該材料在受到加速和頻率變化時(shí)，對(duì)纖維復(fù)合材料都不會(huì)產(chǎn)生影響，不會(huì)出現(xiàn)斷裂的情況，應(yīng)用到建筑工程就可以起到很好的防震作用和減震作用。建筑工程中也會(huì)運(yùn)用到其他的抗震性能的材料，但是纖維復(fù)合材料與這些材料想比，同樣大小形狀的材料，纖維復(fù)合材料減震的作用比一般的材料好很多，能夠?qū)⒄饎?dòng)時(shí)間縮短很多，所以纖維復(fù)合材料應(yīng)用建筑工程中能夠起到很好的抗震作用。

2.4區(qū)域性能

區(qū)域性就是說纖維復(fù)合材料在不同的施工環(huán)境和條件中，不同的纖維復(fù)合材料有著不同的特征，最終將材料運(yùn)用于建筑工程建設(shè)中所使用的施工方式都會(huì)有所不同。區(qū)域性能是纖維復(fù)合材料的一個(gè)很大特點(diǎn)。所以會(huì)造成一種現(xiàn)象就是在同一個(gè)施工場(chǎng)地里，會(huì)使用到不同的纖維復(fù)合材料和施工方式。針對(duì)纖維復(fù)合材料的區(qū)域性能，在建筑工程施工之前就需要做好詳細(xì)的研究和規(guī)劃，不然就會(huì)出現(xiàn)很多的問題，不僅要做到“因地制宜”，還要能夠杜絕掉“經(jīng)驗(yàn)主義”。因?yàn)檫@種區(qū)域性能，稍微規(guī)劃不科學(xué)合理，纖維復(fù)合材料的應(yīng)用就達(dá)不到該有的效果，所以一定要做好詳細(xì)、科學(xué)、合理的研究。

2.5制約性能

纖維復(fù)合材料有很多的優(yōu)勢(shì)，但是也存在其局限性。因?yàn)榻ㄖこ痰氖┕きh(huán)境是比較負(fù)責(zé)的，其中會(huì)存在很多的材料選擇和存儲(chǔ)問題，在對(duì)材料進(jìn)行選擇時(shí)還會(huì)受到單一材料局限性的影響。而且建筑工程的施工場(chǎng)地比較亂，不僅包含著施工建筑、完成建筑，還有很多的地下管線、各種設(shè)施等，這些種種的因素都會(huì)影響到纖維復(fù)合材料在建筑工程中的應(yīng)用，會(huì)給施工帶來一些問題。所以在決定應(yīng)用纖維復(fù)合材料之前，就需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，將設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行非常詳細(xì)的檢查，要能夠考慮到多方面的影響因素，從而制定出科學(xué)、合理的施工方案，在施工過程中還要能及時(shí)應(yīng)變。

3 纖維復(fù)合材料在建筑工程中的應(yīng)用

纖維復(fù)合材料有很多的優(yōu)點(diǎn)，可以在建筑工程進(jìn)行應(yīng)用，其在建筑工程中的應(yīng)用也有很多的方面，文章主要從以下4點(diǎn)分析纖維復(fù)合材料的應(yīng)用。

3.1運(yùn)用在增強(qiáng)混凝土的質(zhì)量上

對(duì)于建筑工程，混凝土是其組成的基本材料，也是必不可少的材料，在建筑工程中很多的地方都需要應(yīng)用到混凝土，將纖維復(fù)合材料用到混凝土中，就可以對(duì)混凝土起到很好的抗腐蝕性能。一般情況下，使用鋼筋混凝土比較多，也比較常見，鋼筋的使用可以起到加固的作用，但是鋼筋非常容易受到腐蝕侵害，鋼筋是起到加固增強(qiáng)的作用，發(fā)生腐蝕了就會(huì)影響到建筑工程的質(zhì)量。所以，可以將纖維復(fù)合材料加入到混凝土中，不僅能夠起到防腐蝕的作用，還能夠增強(qiáng)混凝土的拉伸強(qiáng)度、抗震性能，讓混凝土變得更加的有價(jià)值。建筑工程應(yīng)用纖維復(fù)合材料，能夠?qū)ζ渥陨砥鸬降暮芎觅|(zhì)量加強(qiáng)作用，增加建筑工程的使用壽命，還具有很好的抗沖擊能力和耐火能力，能夠減少建筑工程的造價(jià)成本，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益將會(huì)更高。

3.2運(yùn)用在結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料上

對(duì)于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料，傳統(tǒng)的方式就選擇鋼板進(jìn)行加強(qiáng)，但是這種方式的缺點(diǎn)在于鋼板容易收到腐蝕侵害，而且它的重量過大[5]。所以利用鋼板對(duì)質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生危害。將纖維復(fù)合材料運(yùn)用到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料中，纖維復(fù)合材料的重量很輕，具有防腐蝕的作用，利用膠粘劑將纖維復(fù)合材料粘貼在建筑結(jié)構(gòu)中個(gè)，就可以達(dá)到很好的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)作用。纖維復(fù)合材料雖然輕，但是其承載能夠是很大的，也不容易開裂，所以，作為結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料可以起到很好的作用。

3.3運(yùn)用在涂層織物上

涂層織物在建筑工程中起著非常重要的骨架作用，作為骨架，必然需要擁有很好的抗張力、承載力，而且還需要有具有尺寸穩(wěn)定。將纖維復(fù)合材料運(yùn)用到涂層織物中，由于纖維復(fù)合材料的各種優(yōu)勢(shì)，作為涂層織物可以有效的起到保護(hù)作用，而且還可以增強(qiáng)美觀[6]。建筑工程中選擇的棉織物作為涂層織物也能夠起到保護(hù)的作用，但是這種材質(zhì)容易腐蝕并且發(fā)霉，所以其使用壽命也將會(huì)受到很大的影響，將纖維復(fù)合材料應(yīng)用其中，更有利于建筑工程施工。

3.4運(yùn)用于承載結(jié)構(gòu)中

纖維復(fù)合材料因其優(yōu)勢(shì)比較突出，可以在很多的承載結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，例如應(yīng)用于承重折板、樓板等結(jié)構(gòu)中。因?yàn)槔w維復(fù)合材料具有很強(qiáng)的防腐蝕作用，所以將其運(yùn)用到化工廠的建筑結(jié)構(gòu)中，加入到化工廠的外墻中，或者是需要防腐蝕的樓板中都可以進(jìn)行利用，化工廠由于其自身環(huán)境的特殊，是非常容易收到腐蝕侵害的，這樣就會(huì)造成承載結(jié)構(gòu)發(fā)生問題，所以將纖維復(fù)合材料運(yùn)用到建筑結(jié)構(gòu)中，尤其是化工廠結(jié)構(gòu)中，能夠延長(zhǎng)建筑的使用壽命。纖維復(fù)合材料還可以取代鋼筋作為承載結(jié)構(gòu)的加固作用，不僅能節(jié)約鋼材的使用，還可以提高建筑工程中承載結(jié)構(gòu)的承載能力。

4 建筑工程中纖維復(fù)合材料的具體應(yīng)用策略

通過對(duì)上述分析纖維復(fù)合材料在建筑工程中的應(yīng)用可知，該材料能夠在建筑工程多個(gè)方面進(jìn)行利用，并且能夠達(dá)到很好的作用。然而要想運(yùn)用好纖維復(fù)合材料并不是非常容易的，如果在建筑工程施工過程中沒有運(yùn)用好纖維復(fù)合材料將會(huì)達(dá)不到應(yīng)有的效果。于是為了達(dá)到纖維復(fù)合材料的合理應(yīng)用，起到其應(yīng)用價(jià)值，提出了以下策略。

4.1規(guī)劃建筑工程施工方針

將纖維復(fù)合材料應(yīng)用與建筑工程中，首要做的就是需要規(guī)劃好建筑工程施工方針，這是應(yīng)用好纖維復(fù)合材料的基礎(chǔ)條件。因?yàn)樵诮ㄖこ痰慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，存在很多的影響因素，需要考慮到的問題將會(huì)很多，設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，因此，對(duì)于建筑工程施工的設(shè)計(jì)流程需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力，需要專業(yè)的設(shè)計(jì)人員考慮到纖維復(fù)合材料的特性、利用方式、施工方式等等，需要一個(gè)合理、科學(xué)的施工流程計(jì)劃，可以保障在利用纖維復(fù)合材料時(shí)能夠發(fā)揮其作用。

4.2合理細(xì)化材料采購流程

對(duì)建筑工程所需要的材料采購流程進(jìn)行細(xì)分，看似對(duì)纖維復(fù)合材料的應(yīng)用沒有作用，但是其發(fā)生著間接的影響。因?yàn)閷?duì)于一個(gè)建筑工程來講，其做需要的材料將會(huì)非常復(fù)雜繁瑣，其中涉及到材料種類的選擇、預(yù)算、運(yùn)輸、管理等等，整個(gè)采購流程是非常的復(fù)雜，所以必須對(duì)其進(jìn)行細(xì)化，才能夠保障建筑工程在施工時(shí)能夠順利的進(jìn)行，其中施工也包含著纖維復(fù)合材料的施工程序。如果采購流程不合理，將會(huì)浪費(fèi)很多的人力、物力、財(cái)力，還會(huì)對(duì)建筑工程質(zhì)量造成一定程度的影響。

4.3規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)計(jì)流程

在建筑工程施工過程中，會(huì)存在很多的規(guī)章制度，以防出現(xiàn)安全事故，對(duì)于這些規(guī)章制度，工作人員必須嚴(yán)格遵守。纖維復(fù)合材料的施工作為建筑工程中的一部分，也需要嚴(yán)格按照規(guī)章制度進(jìn)行執(zhí)行，尤其是現(xiàn)場(chǎng)的安裝設(shè)計(jì)流程，需要進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范。在纖維復(fù)合材料施工之前，就需要制定出詳細(xì)、科學(xué)、規(guī)范的安裝設(shè)計(jì)流程，便于在施工過程中執(zhí)行。每一步的流程將會(huì)對(duì)后續(xù)工作產(chǎn)生不同程度的影響，所以在規(guī)范流程時(shí)，要結(jié)合纖維復(fù)合材料的施工特點(diǎn)，要能夠進(jìn)行多方面的考慮。只有考慮全面，在施工過程才會(huì)更加的順利，對(duì)纖維復(fù)合材料的更好應(yīng)用也會(huì)有所幫助。

4.4提升建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)人員的管理水平

將纖維復(fù)合材料應(yīng)用于建筑工程中，會(huì)涉及到纖維復(fù)合材料的施工管理和其他方面的施工管理，可是不管哪種的施工管理，都會(huì)對(duì)纖維復(fù)合材料的應(yīng)用起到一定程度的影響。對(duì)于這些施工管理的主體是人，所以通過提高相關(guān)工作人員的施工管理水平就可以直接的提高纖維復(fù)合材料的應(yīng)用。在提高相關(guān)工作人員的管理水平時(shí)，還要能夠提高他們的自身素質(zhì)。一個(gè)擁有專業(yè)能力和良好素質(zhì)的工作人員，在對(duì)待自己的工作時(shí)就會(huì)發(fā)揮最大的力量，就會(huì)對(duì)纖維復(fù)合材料施工水平不斷提升，從而提升纖維復(fù)合材料的應(yīng)用水平。

5 結(jié)語

綜上所述，纖維復(fù)合材料在我國(guó)的發(fā)展相對(duì)比較成熟，在建筑工程中的應(yīng)用也較為廣泛，隨著時(shí)代的發(fā)展，將來對(duì)纖維復(fù)合材料在建筑工程中的應(yīng)用只會(huì)越來越多。從上文中可知，纖維復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性能、抗腐蝕性能、抗震性能、區(qū)域性和制約性。將纖維復(fù)合材料運(yùn)用到建筑工程中也能夠發(fā)揮很好的作用，能夠提高建筑工程的質(zhì)量、降低成本、延長(zhǎng)壽命等。為了更好的發(fā)揮纖維復(fù)合材料在建筑工程的應(yīng)用，還提出了幾點(diǎn)應(yīng)用對(duì)策。總體來講，纖維復(fù)合材料具有很大的優(yōu)勢(shì)，但是也并不是一種萬能的材料，其也存在一定的缺陷，比如剪切和層間強(qiáng)度比較低。所以在將纖維復(fù)合材料運(yùn)用到建筑工程時(shí)要考慮到建筑與材料的性能、材料的特性和使用范圍等，要能夠?qū)⒗w維復(fù)合材料運(yùn)用到恰到好處，從而將其優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，提高建筑工程的發(fā)展。

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