土木建筑工程中纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

劉曉青

摘 要：在我國科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，土木建筑工程中涌現(xiàn)出大批新的發(fā)明，其中就包含了纖維復(fù)合材料。作為土木建筑工程應(yīng)用中的新材料，纖維復(fù)合材料具備高強(qiáng)、輕質(zhì)、以及抗腐蝕性等特點(diǎn)，是替代傳統(tǒng)建筑材料的不二選擇。本文就將對纖維復(fù)合材料的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并對纖維復(fù)合在土木建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：土木建筑工程；纖維復(fù)合材料；應(yīng)用

土木建筑是我國的重要的行業(yè)之一，對推動我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用與人們的日常生活也具有重要作用，所以，只有不斷完善、不斷創(chuàng)新，才能最大程度上滿足人們對于生活空間質(zhì)量的要求。纖維復(fù)合材料作為一種新型的建筑材料，具有強(qiáng)度大、承重好、質(zhì)地輕等特點(diǎn)，能夠有效降低施工成本，符合我國建筑工程施工的發(fā)展趨勢。因此，應(yīng)將纖維復(fù)合材料合理應(yīng)用在土木建筑工程中，以此促進(jìn)建筑工程的不斷發(fā)展。

1 纖維復(fù)合材料的特點(diǎn)

在土木建筑工程中，纖維復(fù)合材料有以下幾個特點(diǎn)：

1.1 性能可設(shè)計(jì)性

因?yàn)槔w維復(fù)合材料是由基本材料和增強(qiáng)材料等組合材料所構(gòu)成的，所以它既有單一材料的某些特點(diǎn)，又存在組合材料的新特征。所以，當(dāng)纖維復(fù)合材料作為結(jié)構(gòu)材料被應(yīng)用時，施工人員就可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要來對纖維復(fù)合材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，以改變單一材料所帶來的局限性，以至于更好的滿足土木建筑工程中的需要。

1.2 更強(qiáng)的抗腐蝕性

在傳統(tǒng)建筑材料中，都缺少抗腐蝕性，尤其是在沿海地帶的建筑工程中，建筑材料經(jīng)常受自然因素的影響，無法發(fā)揮出其作用，進(jìn)而造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。而大部分纖維復(fù)合材料則具備很強(qiáng)的抗腐蝕性，采用纖維復(fù)合材料制作相關(guān)設(shè)備，可以最大程度的延長設(shè)備的使用壽命。

1.3 更強(qiáng)的抗疲勞性

金屬具有一定的疲勞性，其強(qiáng)度是拉伸強(qiáng)度的40%-50%，而部分纖維復(fù)合材料通過基礎(chǔ)材料的配置，抗疲勞強(qiáng)度相對普通金屬可高出30%左右，是具有較強(qiáng)抗疲勞性能的建筑材料。

1.4 更強(qiáng)的抗震能力

在加載速度以及頻率的條件下不會出現(xiàn)快速斷裂的現(xiàn)象發(fā)生，具有良好的減震性能。另外，用同樣形狀和同樣大小的兩種物體分別作振動實(shí)驗(yàn)，纖維復(fù)合材料振動衰減時間就要要比輕金屬的振動衰減時間短得多。

1.5 更強(qiáng)的比剛度和比強(qiáng)度

碳纖維T300/環(huán)氧樹脂5208是纖維復(fù)合材料中的一種，相對于其他建筑材料，它的比剛度、比強(qiáng)度分別是鋁的4倍左右、6倍左右。因此，在土木建筑工程中，纖維復(fù)合材料是一種輕質(zhì)高強(qiáng)的新型建筑材料，不僅可以降低建筑工程的復(fù)雜性，還能在最大程度上節(jié)約建筑工期。

1.6 更強(qiáng)的安全性

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中存在獨(dú)立纖維，而且是成千上萬根，當(dāng)利用纖維材料，進(jìn)行構(gòu)件制作過程中，一旦出現(xiàn)纖維斷裂的情況，纖維上的荷載會被重新分配，會加載到未斷裂的纖維上，這樣在一定時間內(nèi)，構(gòu)件還能夠承載一定的能力，因此安全性會有所增加。

1.7 更好的觀賞性

纖維復(fù)合材料具有良好的觀賞性，這主要是因?yàn)槔w維材料具有柔軟、樹脂可流動等特點(diǎn)，因此在土木建筑工程中，利用纖維符合材料，制作構(gòu)件，在外形上不會受到較多的限制，會增加構(gòu)件的欣賞性，達(dá)到結(jié)構(gòu)和美學(xué)的統(tǒng)一。

2 纖維復(fù)合材料在土木建筑工程中的應(yīng)用

2.1 纖維材料增強(qiáng)混凝土的應(yīng)用

在土木建筑工程中，混凝土是必不可少的材料之一，其用量極大，而一般的混凝土多以鋼筋來增強(qiáng)，可是由于鋼筋本身又存在受酸堿的特征，所以混凝土極其容易被腐蝕，從而對建筑造成破壞。因此，想要解決這一問題，就必須尋求一個新的產(chǎn)物來改變這一現(xiàn)狀。纖維增強(qiáng)混凝土可以通過纖維組織與混凝土的有機(jī)結(jié)合，對混凝土的延伸、抗拉等性能進(jìn)行有效改善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)混凝土的使用價值的有效提升。日、美、蘇等國家先后對其進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究以及應(yīng)用，通過對鋼纖維、、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維乃至不銹鋼纖維等實(shí)驗(yàn)來說明，這種纖維增強(qiáng)混凝土不僅可以更好抗開裂，抗沖擊，還能延長老化時間和耐火性，節(jié)約能源，降低制作成本。

2.2 纖維復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料上的應(yīng)用

在土木建筑工程中，以往為結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的材料是鋼板，可是鋼板自身卻存在著重量大，耐腐蝕性極差，鋼板老化快等等問題，這些都是造成土木建筑工程中的難題所在。而纖維復(fù)合材料利用纖維片材修補(bǔ)來為土木建筑工程中的結(jié)構(gòu)材料補(bǔ)強(qiáng)，它將樹脂粘合劑粘貼在定向排列的連續(xù)纖維片材，需要其它其結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作，以此達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的目的。在現(xiàn)在土木建筑工程中，總要是以碳纖維以及芳綸來為結(jié)構(gòu)材料補(bǔ)強(qiáng)。其中碳纖維具有荷重增加、強(qiáng)度不足、抑制裂縫延長等特點(diǎn)，在纏繞修補(bǔ)、增加柱狀結(jié)構(gòu)等應(yīng)用的較為合適。

2.3 纖維復(fù)合材料的涂層織物在建筑材料上的應(yīng)用

在纖維復(fù)合材料中，涂層織物是一種復(fù)合材料，它主要起著骨架的作用，具有抗張力強(qiáng)、撕裂能力和尺寸穩(wěn)定等功能，而涂層劑則起到了保護(hù)組織和表面特征的職責(zé)。

在涂層織物中，基布作為骨架，必須合理進(jìn)行選擇，否則會對產(chǎn)品的性能產(chǎn)生極大的不利影響。棉織物是比較常見的一種基布，但是由于棉織物本身存在易發(fā)霉、怕腐蝕、壽命短等缺點(diǎn)，逐漸被人們棄用，從而開始大量選用維綸、錦綸等。而在涂層劑也有許多的品種，不同的涂層劑功能也不相同。所以，土木建筑工程中可以根據(jù)涂層織物應(yīng)用的場合來選擇合適的涂層劑，讓涂層織物在蓬蓋布、軟性屋頂、膜結(jié)構(gòu)件建筑中可以起到最大的功效。

3 總結(jié)

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程的加快，越來越多對土木建筑工程的要求有所提高，不僅要求建筑物體本身的安全性能、合理舒適，而且還要具備美觀環(huán)保、節(jié)約能源等。因此，選取適合材料來進(jìn)行建筑工程成為了國家支柱型產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。對此，纖維復(fù)合材料本身的優(yōu)勢能夠促進(jìn)土木建筑工程的高效完成，是土木建筑工程發(fā)展的巨大動力。

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