土木建筑工程中纖維復合材料的應用

劉曉青

摘 要：在我國科學技術高速發展的今天，土木建筑工程中涌現出大批新的發明，其中就包含了纖維復合材料。作為土木建筑工程應用中的新材料，纖維復合材料具備高強、輕質、以及抗腐蝕性等特點，是替代傳統建筑材料的不二選擇。本文就將對纖維復合材料的優缺點進行分析，并對纖維復合在土木建筑工程中的應用進行介紹。

關鍵詞：土木建筑工程；纖維復合材料；應用

土木建筑是我國的重要的行業之一，對推動我國國民經濟發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、不斷創新，才能最大程度上滿足人們對于生活空間質量的要求。纖維復合材料作為一種新型的建筑材料，具有強度大、承重好、質地輕等特點，能夠有效降低施工成本，符合我國建筑工程施工的發展趨勢。因此，應將纖維復合材料合理應用在土木建筑工程中，以此促進建筑工程的不斷發展。

1 纖維復合材料的特點

在土木建筑工程中，纖維復合材料有以下幾個特點：

1.1 性能可設計性

因為纖維復合材料是由基本材料和增強材料等組合材料所構成的，所以它既有單一材料的某些特點，又存在組合材料的新特征。所以，當纖維復合材料作為結構材料被應用時，施工人員就可以根據結構的需要來對纖維復合材料進行設計，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 更強的抗腐蝕性

在傳統建筑材料中，都缺少抗腐蝕性，尤其是在沿海地帶的建筑工程中，建筑材料經常受自然因素的影響，無法發揮出其作用，進而造成經濟上的巨大損失。而大部分纖維復合材料則具備很強的抗腐蝕性，采用纖維復合材料制作相關設備，可以最大程度的延長設備的使用壽命。

1.3 更強的抗疲勞性

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

1.4 更強的抗震能力

在加載速度以及頻率的條件下不會出現快速斷裂的現象發生，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驗，纖維復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 更強的比剛度和比強度

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

1.6 更強的安全性

纖維增強復合材料中存在獨立纖維，而且是成千上萬根，當利用纖維材料，進行構件制作過程中，一旦出現纖維斷裂的情況，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，構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

纖維復合材料具有良好的觀賞性，這主要是因為纖維材料具有柔軟、樹脂可流動等特點，因此在土木建筑工程中，利用纖維符合材料，制作構件，在外形上不會受到較多的限制，會增加構件的欣賞性，達到結構和美學的統一。

2 纖維復合材料在土木建筑工程中的應用

2.1 纖維材料增強混凝土的應用

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，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物來改變這一現狀。纖維增強混凝土可以通過纖維組織與混凝土的有機結合，對混凝土的延伸、抗拉等性能進行有效改善，進而實現混凝土的使用價值的有效提升。日、美、蘇等國家先后對其進行大量的實驗研究以及應用，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驗來說明，這種纖維增強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，節約能源，降低制作成本。

2.2 纖維復合材料在結構補強材料上的應用

在土木建筑工程中，以往為結構補強的材料是鋼板，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。而纖維復合材料利用纖維片材修補來為土木建筑工程中的結構材料補強，它將樹脂粘合劑粘貼在定向排列的連續纖維片材，需要其它其結構或構件的協同工作，以此達到結構補強的目的。在現在土木建筑工程中，總要是以碳纖維以及芳綸來為結構材料補強。其中碳纖維具有荷重增加、強度不足、抑制裂縫延長等特點，在纏繞修補、增加柱狀結構等應用的較為合適。

2.3 纖維復合材料的涂層織物在建筑材料上的應用

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

在涂層織物中，基布作為骨架，必須合理進行選擇，否則會對產品的性能產生極大的不利影響。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霉、怕腐蝕、壽命短等缺點，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涂層織物應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、膜結構件建筑中可以起到最大的功效。

3 總結

隨著我國社會經濟建設進程的加快，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保、節約能源等。因此，選取適合材料來進行建筑工程成為了國家支柱型產業發展的重要因素。對此，纖維復合材料本身的優勢能夠促進土木建筑工程的高效完成，是土木建筑工程發展的巨大動力。

參考文獻：

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