石若利

從目前我們國家的實際情況來看，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，土木工程行業(yè)也隨之得到了發(fā)展，特別是當(dāng)今時代，新型技術(shù)以及新型的材料在土木工程實際施工過程之中得到了十分普遍的運用，這就使得土木工程行業(yè)內(nèi)部的大多數(shù)從業(yè)人員在實際工作的過程中逐漸的提高了對新型的復(fù)合材料關(guān)注程度，這也在很大程度上影響了未來土木工程行業(yè)整體的進(jìn)步路線。從歷史的角度來看，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的實際應(yīng)用歷史已經(jīng)很長了，在一九五零到一九六零年之間，人們最先進(jìn)行了一種試驗，也就是在進(jìn)行民用建筑施工的過程中使用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行施工，在一九六一年的時候，英國的一座教堂在實際進(jìn)行施工的過程中選擇了玻璃纖維符合材料來制作它的尖頂，而在這之后不久，利物浦也運用這種新型的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來完成了一項人行天橋工程的建設(shè)。而我們國家在土木工程之中使用這種新型的復(fù)合材料是在一九六零年前后，我們國家在這一時間段內(nèi)嘗試著在混凝土的組成成分之中加入了玻璃纖維束，而在這之后一直發(fā)展了二十年左右的時間我們國家才在土木工程的實際施工過程中普遍的運用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，并且相關(guān)的行業(yè)也加強(qiáng)了對其的研究力度。

1 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的各個發(fā)展階段

復(fù)合材料在土木工程的各個方面的實際運用從根本上來看是通過各種的方式把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料附加在工程架構(gòu)的表面，從而起到受力的實際作用，通過這樣的方式可以在很大程度上提升該原有部件的受力能力。在一九八五年前后，我們國家的土木工程在實際進(jìn)行施工的過程中就嘗試過通過在混凝土結(jié)構(gòu)的外部附加上一定量的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料從而起到進(jìn)一步提升鋼絲堅固程度的方式，但是當(dāng)時的根本目的是為了進(jìn)一步加強(qiáng)鋼絲的防腐蝕程度，與此同時還把鋼絲以及混凝土兩種材料進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，因此在當(dāng)時雖然說這一嘗試取得了成功，但是并沒有對其進(jìn)行進(jìn)一步推廣，所以沒有得到普遍的應(yīng)用。而在經(jīng)歷了一段時間的發(fā)展過后，在瑞士的工程建設(shè)過程中通過在連續(xù)的箱型梁橋附加了碳纖維的增強(qiáng)型復(fù)合材料對其的堅固程度進(jìn)行了進(jìn)一步的增強(qiáng)，并且取得了十分滿意的效果，在這之后通過纖維增強(qiáng)復(fù)合材料對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固并且修復(fù)的新型技術(shù)被人們普遍關(guān)注，并且進(jìn)行了更加廣泛的研究，發(fā)展速度的不斷加快使其被大量的工程普遍的應(yīng)用，而且與此同時在對纖維增強(qiáng)復(fù)合材料不斷應(yīng)有的過程中也直接的證明了通過使用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料來對已經(jīng)遭到損壞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)效果是十分理想的。從我們國家的實際情況來看，首例使用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料對土木工程進(jìn)行加固并且取得十分理想的效果是在一九九八年，這也正式的打開了我們國家對纖維增強(qiáng)復(fù)合材料普遍應(yīng)用以及研究的大門，而且在這以后這種新型的技術(shù)也在各個重要的工程之中被普遍應(yīng)用，同時取得了較好的效果，特別是在我們國家的汶川大地震發(fā)生之后，在進(jìn)行建筑的重建、進(jìn)一步加固以及對地震所損壞的建筑進(jìn)行修復(fù)工作的過程中，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料為其提供了十分重要的幫助。從當(dāng)下我們國家的實際情況來看，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料經(jīng)歷不斷的發(fā)展已經(jīng)開始在各種不同類型以及結(jié)構(gòu)的加固工作中取得了十分理想的成績，比如說利用在鋼結(jié)構(gòu)以及混凝土結(jié)構(gòu)等等建筑材料上，并且在實際應(yīng)用的過程中纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可以適應(yīng)各種不同的工程領(lǐng)域，十分的方便。在實際進(jìn)行加固工作的過程中主要有以下集中方法，在需要進(jìn)行加固的混凝土柱上纏繞纖維增強(qiáng)復(fù)合材料布來達(dá)到加固的效果、在需要加固的梁上粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的貼片從而達(dá)到加固的效果等等。從目前的實際情況來看，在實際進(jìn)行土木工程的施工過程中將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)材料的加固較多一些，而且在鋼結(jié)構(gòu)以及木結(jié)構(gòu)等等常見的施工材料方面的研究也較為深入，在這之中目前正在著重研究的就是將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料運用在鋼結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)。

2 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋在土木工程之中的實際應(yīng)用

在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋纖維在纖維的組成部分之中，纖維的含量大約占有百分之六十到六十五，而且新型纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋的實際重量相對來說比較輕，如果與普通的鋼筋材料相比較來說普通鋼筋的重量是它的五倍，而且從強(qiáng)度方面來看這種新型的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋也有著較強(qiáng)的強(qiáng)度，如果與普通的鋼筋相比普通鋼筋的強(qiáng)度只有它的六分之一。而且在目前的土木工程之中普遍用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋取代普通鋼筋的一個十分重要的因素就是它具有很強(qiáng)的抗腐蝕特性，通過利用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋可以大大加強(qiáng)土木工程整體架構(gòu)的抗腐蝕性，保護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性，而且也在很大程度上降低了對整體架構(gòu)進(jìn)行維修所需要耗費的精力。除此之外，它具有的非磁性，也能滿足一些特殊工程的無鐵磁性要求。在我國對這方面的研究比較早，目前已經(jīng)能夠進(jìn)行多種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋、索產(chǎn)品及其配套錨夾具的生產(chǎn)，而且隨著研究的深入，我國在實踐中，也得到了一定的成果。而在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋混凝土的研究中，其重點主要涉及兩個方面，第一個方面是混凝土與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋之間的界面粘結(jié)性能問題，因為這兩者之間的粘結(jié)性能較差，表面處理的形式和筋材形式的不同，會得到不同的粘結(jié)性能；另外一方面則是特殊力學(xué)性能，這是因為纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋屬于彈脆性材料，所以應(yīng)用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋的混凝土構(gòu)件的受力性能不同于傳統(tǒng)鋼筋混凝土構(gòu)件，因此各自的特點及其設(shè)計計算問題都是學(xué)者們重點關(guān)注的研究課題。

3 結(jié)束語

總而言之，在土木工程正在快速發(fā)展的時期，雖然現(xiàn)代混凝土和鋼材的大規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)有一百多年了，其應(yīng)用仍不全面充分，更何況應(yīng)用年限更為年輕的復(fù)合材料，但是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料復(fù)合材料多樣化的應(yīng)用形式，使其具有更加廣闊的發(fā)展前景。

（作者單位：重慶交通大學(xué)）