周莉莉 王曉鋒 周會(huì)超

摘 要：土木工程快速發(fā)展下，新材料、新技術(shù)的應(yīng)用也逐漸增多，復(fù)合材料在土木工程結(jié)構(gòu)加上方面有著重要作用。下面文章主要以此為基礎(chǔ)對(duì)符合材料在土木工程中的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：土木工程；復(fù)合材料；碳纖維；纖維復(fù)合

引言

建筑行業(yè)作為我國(guó)重要行業(yè)之一，影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，并且與人們的生活息息相關(guān)，因此必須要不斷完善提高土木工程建筑質(zhì)量，才能夠?yàn)槿藗兲峁┝己玫淖≌约吧羁臻g。纖維復(fù)合材料作為新型建筑材料具有其存在的特點(diǎn)，對(duì)于降低土木建筑工程的投入成本，提高建筑質(zhì)量具有重要意義，因此在土木建筑工程中應(yīng)充分的運(yùn)用纖維復(fù)合材料，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)一步快速穩(wěn)定發(fā)展。

1纖維符合材料相關(guān)概述

碳纖維復(fù)合材料的獲得是通過一系列浸泡，拿出其中的模具連續(xù)成型，制作過程較為復(fù)雜，具有彈性較高的特點(diǎn)，一旦制成后，在土木工程中施工操作簡(jiǎn)便易行，碳纖維具有一定應(yīng)力，并且強(qiáng)度較高，碳纖維的主要原料為樹脂，樹脂的主要作用是抵抗外界雜質(zhì)的侵襲，并且具有粘合的能力，碳纖維復(fù)合材料由碳纖維組成，并且不同的碳纖維具有不同強(qiáng)度和材料類型，比如根據(jù)碳纖維材料可以分為高強(qiáng)和高模類型的碳纖維材料。采用了碳纖維復(fù)合材料后，土木工程的承載力度將提高20%，抗彎力度將提高17%，使用了碳纖維復(fù)合材料的零部件與未使用復(fù)合材料的鋼筋相比，鋼筋更不容易折彎與屈服，碳纖維復(fù)合材料的維度要比原始材料更小，而且花紋分布更加均衡，裂縫的寬度和距離也更小，這些都是碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)所在，在加固方面，碳纖維復(fù)合材料的使用主要是通過抗拉約束混凝土裂縫的出現(xiàn)來控制的，運(yùn)用碳纖維加固的板材，具有更高的抗拉伸力，并阻止了裂縫的擴(kuò)張。

2纖維復(fù)合材料的特征點(diǎn)分析

纖維復(fù)合材料作為新型的建筑材料，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。第一，適應(yīng)性更強(qiáng)，纖維復(fù)合材料主要由基本的材料以及增強(qiáng)的材料所組成，因此具備了單一材料所不具備的性能，這就使得纖維復(fù)合材料具有較強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性。在施工中可以結(jié)合施工的需要以及結(jié)構(gòu)的需要，對(duì)纖維復(fù)合材料進(jìn)行重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，打破了傳統(tǒng)的單一材料所帶來的局限性，更好的滿足了土木土木工程中對(duì)于建筑材料的要求，使得土木土木工程的性能設(shè)計(jì)更加完善。第二，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性。傳統(tǒng)建筑材料抗腐蝕性性能相對(duì)較低，但纖維復(fù)合材料受自然因素的影響就很小。其抗腐蝕性能既能進(jìn)一步延長(zhǎng)我國(guó)土木土木工程的使用壽命，降低使用過程中造成損害所需投入的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，也降低了土木土木工程的投入成本，維護(hù)了施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。尤其是沿海地區(qū)，增強(qiáng)建筑物的抗腐蝕性至關(guān)重要，通過采用新型纖維復(fù)合材料，能夠起到這一作用。第三，具備更高的比剛度和比強(qiáng)度。與其他的材料相比，具備較強(qiáng)的比剛度和比強(qiáng)度，這樣就能夠進(jìn)一步降低土木土木工程的復(fù)雜性，縮短工期確保如期交工，這些方面都體現(xiàn)了碳纖維符合材料的優(yōu)越性。

3復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用

3.1復(fù)合材料夾芯板

復(fù)合材料夾芯板是采用纖維復(fù)合材料作為面層，采用泡沫、蜂窩或輕木等輕質(zhì)材料作為芯材所構(gòu)成的一種構(gòu)件形式。與層合板相比，夾芯板在不顯著增加板材自重的前提下，可以有效提高板材的抗彎剛度與抗彎強(qiáng)度，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、剛度大等顯著優(yōu)點(diǎn)。從綠色環(huán)保角度出發(fā)，芯材的最佳選擇為天然環(huán)保的材料———輕質(zhì)木材。輕木不僅在力學(xué)性能上有大幅的提高，其剛度強(qiáng)于一般的聚苯乙烯板與聚氨酯板，可以有效提高現(xiàn)有夾層板的強(qiáng)度與剛度。相對(duì)其他材料，輕木的價(jià)格目前比較昂貴，致使輕木的應(yīng)用還沒有發(fā)揮最大效用。

3.2在混凝土加固中的應(yīng)用

纖維復(fù)合材料的質(zhì)量較輕，但是其具有很高的強(qiáng)度，同時(shí)纖維復(fù)合材料的纖度也非常好，纖維復(fù)合材料的拉力也較高。目前還沒有發(fā)現(xiàn)另外一種物質(zhì)能像纖維復(fù)合材料一樣可以同時(shí)具有熱學(xué)、電學(xué)和動(dòng)力學(xué)的優(yōu)良性能。一般采用纖維復(fù)合材料來進(jìn)行土木工程的結(jié)構(gòu)加固工作。纖維復(fù)合材料一般都用于因經(jīng)歷時(shí)間較長(zhǎng)而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損壞的建筑物。最近幾年來，我國(guó)的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在加固工程中已經(jīng)取得了非常良好的效果。纖維復(fù)合材料的加固技術(shù)具有質(zhì)量輕但強(qiáng)度高和作用效果好的優(yōu)勢(shì)，纖維復(fù)合材料不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)纖維復(fù)合材料的抗腐蝕性較高，相對(duì)于其他物質(zhì)來說更加持久，這些性能對(duì)于建筑物的加固而言非常重要，很好地解決了加固過程中產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕問題。在利用纖維復(fù)合材料技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，其操作方法是非常簡(jiǎn)便的，同時(shí)也適應(yīng)很多的加固項(xiàng)目。纖維復(fù)合材料的柔軟度較高，所以可以隨意地對(duì)其進(jìn)行裁剪。在采用纖維復(fù)合材料加固技術(shù)時(shí)，不需要?jiǎng)佑锰蟮脑O(shè)備，很大程度上提高了施工的效率。

3.3碳纖維材料結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)

首先，要先對(duì)碳纖維片材進(jìn)行裁剪，但是碳纖維片材是極易碎的物質(zhì)，所以需要做好保護(hù)措施，避免出現(xiàn)裁剪不合格的現(xiàn)象。再將環(huán)氧粘浸膠的主劑與固化劑按比例進(jìn)行融合，使其具有較好的粘性，使用滾筒刷將粘浸膠涂抹在所需要補(bǔ)強(qiáng)的區(qū)域。然后就是對(duì)碳纖維復(fù)合材料的粘貼，在粘貼的過程中，需要采用脫泡羅拉反復(fù)滾壓，使得粘貼的區(qū)域不能出現(xiàn)空隙，并且要使粘浸膠充分的粘合在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)。最后需要加強(qiáng)對(duì)粘貼的效果進(jìn)行檢查，檢測(cè)粘貼過程中，每個(gè)環(huán)都進(jìn)行脫泡羅拉反復(fù)滾壓操作，在達(dá)到要求后，在放置碳纖維之前，要把絕緣纖維片粘貼在補(bǔ)強(qiáng)區(qū)。在完成碳纖維復(fù)合材料的粘貼工作后，需要對(duì)防護(hù)層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，主要采用的方式是將聚乙烯粘膠帶對(duì)補(bǔ)強(qiáng)區(qū)進(jìn)行二次加固，并且要與原管道防腐層的搭接的連接高于150mm。

3.4在承載結(jié)構(gòu)中運(yùn)用纖維復(fù)合材料

纖維復(fù)合材料可以制成多種形態(tài)的承載結(jié)構(gòu)，比如說稱重折板或是樓板等，這種纖維復(fù)合材料可以廣泛的應(yīng)用在化工廠的建筑中，復(fù)合材料作為建筑外墻板或者是防腐樓板，能夠延長(zhǎng)建筑的使用壽命，并且能夠適應(yīng)特特殊環(huán)境的需要，可以取代鋼筋和混凝土，增強(qiáng)土木建筑的質(zhì)量以及耐用度。尤其是當(dāng)下很多建筑施工過程中的裝飾材料都是由復(fù)合纖維材料所加工制成的。比如門窗或者是隔熱板等，在安裝時(shí)，工作人員只要在工廠內(nèi)部按照合理的工序進(jìn)行安裝即可，既提高了工作效率，也提高了土木土木工程的質(zhì)量，并且使得土木土木工程的美觀度也大大提高。在進(jìn)行公路建設(shè)、港口建設(shè)或者是水壩建設(shè)施工當(dāng)中，借助于纖維復(fù)合材料，同樣能夠降低成本，提高建筑質(zhì)量，減少質(zhì)量問題的出現(xiàn)等，從而推動(dòng)建筑行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

結(jié)語

總之，復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)水平將直接關(guān)系到我國(guó)建筑事業(yè)發(fā)展。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)還存在一定欠缺，因此，為了提高應(yīng)用技術(shù)水平，要積極吸取國(guó)外精華，不斷創(chuàng)新，放眼世界，加強(qiáng)技術(shù)研究，為我國(guó)建筑工程發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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