試談復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用

李宗梅 蘇 新

四川大學(xué)錦城學(xué)院（611731）

1 復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展背景

1）土木工程的建設(shè)是一種較為復(fù)雜、涉及到較多工作流程、需要運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的工程，所以會(huì)需要大量的施工材料。在實(shí)際的建設(shè)過程中，工作人員會(huì)根據(jù)土木工程的實(shí)際需求，在現(xiàn)場(chǎng)建立一個(gè)較小的移動(dòng)基站，有助于保證整體土木工程施工環(huán)節(jié)中的穩(wěn)定性和可靠性。如果在現(xiàn)場(chǎng)增加多種材料就會(huì)增加現(xiàn)場(chǎng)的管理范圍及現(xiàn)場(chǎng)管理材料人員的工作量，容易在此環(huán)節(jié)中出現(xiàn)較多的管理失誤?，F(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備越多，混凝土的攪拌設(shè)備及移動(dòng)基站，就會(huì)促使現(xiàn)場(chǎng)的管理處于一種超負(fù)荷狀況。但是如果采用復(fù)合材料就會(huì)減少現(xiàn)場(chǎng)使用的較多種類材料，從根本上減少現(xiàn)場(chǎng)材料管理的工作量，有利于提升現(xiàn)場(chǎng)的管理質(zhì)量和效率。

2）在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，采用大量的材料會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的消耗及材料過度使用狀況，使企業(yè)的前期成本增加。一旦出現(xiàn)規(guī)劃環(huán)節(jié)上的調(diào)整和更換材料，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，不利于建設(shè)企業(yè)的發(fā)展。此外，現(xiàn)場(chǎng)的管理如果出現(xiàn)疏忽，會(huì)造成材料出現(xiàn)變形以及受損的狀況[1]。

2 土木工程對(duì)復(fù)合材料的使用

復(fù)合材料主要是由碳纖維、玻璃纖維以及芳綸等高效的纖維原料構(gòu)成，其中還會(huì)涉及到樹脂基體，是經(jīng)過科學(xué)加工而合成的一系列新型結(jié)構(gòu)材料。復(fù)合材料涉及到樹脂有多個(gè)品種，如聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼等類型，所以復(fù)合材料的質(zhì)感較硬，導(dǎo)電的概率較低，回收利用次數(shù)較少，整體耐腐蝕的效果較好。

2.1 工程加固

現(xiàn)代城市化的建設(shè)，促使當(dāng)前的建筑行業(yè)存在多種類型的工程施工。目前在國(guó)內(nèi)存在較多的土石結(jié)構(gòu)、砌體架構(gòu)及木結(jié)構(gòu)等建設(shè)環(huán)節(jié)，復(fù)合材料發(fā)揮了較為顯著的效果。在實(shí)際的施工建設(shè)環(huán)節(jié)中，復(fù)合材料以下面兩種形式為主。

2.1.1 纏繞加固

當(dāng)前建筑物大部分會(huì)采用立式的架構(gòu)，如廊柱、角柱等，由于自身承受的外部壓力過大，以至于后期隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，外部的形態(tài)會(huì)出現(xiàn)變化，影響到整體建設(shè)的美觀性與可靠性。針對(duì)此環(huán)節(jié)的加固處理，施工人員可以使用強(qiáng)化纖維復(fù)合材料對(duì)柱體進(jìn)行纏繞處理。纖維強(qiáng)化材料自身重量較輕，抗腐蝕性強(qiáng)，將其纏繞在柱體外側(cè)，有助于提升柱體的可靠性及穩(wěn)定性，還能抵御外界自然環(huán)境對(duì)建筑的影響。

2.1.2 片材穩(wěn)固處理

在片材穩(wěn)固處理方面，復(fù)合材料能夠發(fā)揮較多的優(yōu)勢(shì)。在古建筑的設(shè)計(jì)中，較為常見的架構(gòu)是橫梁，如屋面梁、樓面梁及地下框架梁，均會(huì)分散在古建筑規(guī)劃的多個(gè)位置中。這些橫梁使整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)主體。梁需要承受較多的豎向載荷，致使大量梁會(huì)出現(xiàn)彎曲變形，甚至導(dǎo)致橫梁斷裂，所以不僅要加強(qiáng)對(duì)裂縫的管控，還應(yīng)提升整體的抗壓效果和對(duì)外界施用力的抵御效果。采用復(fù)合材料可以對(duì)建筑的片材進(jìn)行加固處理，在梁面上增加一層塑性能力較強(qiáng)的耐壓材料，有助于增強(qiáng)整體的承受效果[2]。

2.2 工程建造

2.2.1 橋面結(jié)構(gòu)

在此建設(shè)的環(huán)節(jié)中，施工人員往往會(huì)采用復(fù)合材料作為主要的橋梁面板的建設(shè)技術(shù)，此類技術(shù)最先使用的是美國(guó)，之后被普遍使用在多個(gè)國(guó)家的工程建設(shè)環(huán)節(jié)中。復(fù)合材料自身具備耐磨的效果，采用此類建設(shè)材料開展混凝土的施工建設(shè)，不僅可以強(qiáng)化整體的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還會(huì)降低橋身的承受重量，降低底部的壓力。復(fù)合材料的耐熱性較強(qiáng)，既使受到外部的腐蝕也不會(huì)變形，有助于降低前期材料的資金投資力度，延長(zhǎng)橋梁的使用時(shí)間，在部分外部環(huán)境較為惡劣的自然狀況中，會(huì)展現(xiàn)較為明顯的優(yōu)勢(shì)。

2.2.2 曲面結(jié)構(gòu)

建筑在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)存在較多的曲面結(jié)構(gòu)，如隧道、堤壩、海洋平臺(tái)建設(shè)等環(huán)節(jié)。采用復(fù)合材料會(huì)有助于提升整體的建設(shè)質(zhì)量，降低前期施工難度及對(duì)材料的消耗。復(fù)合材料自身具備較為明顯的線條流線性，自身的抗壓力較強(qiáng)，現(xiàn)階段復(fù)合材料經(jīng)常會(huì)在曲面結(jié)構(gòu)中得以使用。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前在建筑行業(yè)的不斷發(fā)展中，會(huì)采用大量能夠展現(xiàn)具有優(yōu)勢(shì)的物理和化學(xué)效果，可以滿足多種環(huán)境下需求的復(fù)合材料。復(fù)合材料有助于減少現(xiàn)場(chǎng)材料管理的工作量，自身的抗壓力較強(qiáng)，顯著提升建筑質(zhì)量，縮減前期企業(yè)對(duì)于材料的資金投入量，滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)建筑行業(yè)的需求。