分析復合材料在土木工程中的發展與應用

張義斌

（甘肅第二建設集團有限責任公司 甘肅蘭州 730050）

分析復合材料在土木工程中的發展與應用

張義斌

（甘肅第二建設集團有限責任公司 甘肅蘭州 730050）

隨著科學技術的不斷發展，土木工程行業也迎來了新的發展時期。單一的混凝土材料已經滿足不了土木工程建筑的需要，于是就出現了復合材料的混凝土技術，為土木工程的發展提供了一個新的方向。在此基礎之上，對復合型混凝土材料在土木工程中的發展與應用進行深入的分析。希望對我國土木工程事業的發展有一定的幫助。

復合材料；混凝土技術；土木工程；發展與應用

引言

混凝土材料是土木工程建筑過程中重要的一部分，由于其具有較高的強度、抗拉伸度、粘結性能、并且造價低廉，被廣泛的應用在土木工程的建設中。隨著我國科技的斷發展，把很多物理性能好的材料通過復合技術融入到混凝土技術中，形成一種能體現多種材料物理性能的復合材料。大大的提高了混凝土的抗腐蝕性、強度和硬度。為我國土木工程建設提供了重要材料，所以說對復合型材料在土木工程中的發展與應用分析有重要的意義。

1 復合型混凝土材料的優勢

1.1 復合型混凝土材料的物理性能

由于傳統的混凝土材料非常單一，在抗腐蝕性和物理性能方面以及不能滿足社會發展的需要。隨著我國復合技術的不斷提升，在混凝土中加入硅灰、石英砂、細集料、鋼纖維、外加劑、高效減水劑、等材料再加上水復合而成的新型混凝土材料，使得混凝土在抗壓強度、抗拉強度、抗腐蝕性、粘結強度、彈性模量、斷裂力方面都有了很大的提高，能更有效的提高土木工程的質量和使用壽命。

1.2 復合型混凝土材料的耐久性能

在土木工程建設過程中，材料耐久性是檢查材料是否合格的主要標準，本文通過不完全統計，對普通混凝土材料和復合型混凝土材料在耐久性上做了比較，比較結果如表1所示。

表1 普通混凝土和復合型混凝土材料耐久性指標

通過表1中可以看出，復合型混凝土材料的各項指標的耐久性都非常優異，因為復合型混凝土材料具有較低的水灰比，采用細集料材料，提高了混凝土的密實度。

1.3 復合型混凝土材料具有很好的防火抗沖擊性能

隨著全球氣候變暖自然災害發生越來越頻繁。根據不完全統計，我國每年因為自然災害和火災對土木工程造成的經濟損失高達上億元。但是隨著復合混凝土材料在土木工程中的普及，能很好的降低經濟損失。由于復合型混凝土中硅粉的含量比較高，而氧化氫鈣的含量比較少，耐火性能比傳統的混凝土要高很多，當土木工程起火時，隨著溫度的升高，雖然會使混凝土結構性能變得越來越差，但是在在復合材料中加入了鋼纖維，在融化以后可以提供毛細管孔，增加土木工程的滲透性，降低蒸汽壓，從而起到保護土木工程的作用[1]。

2 復合混凝土材料在土木工程中的發展和應用

當前我國發展的復合型混凝土材料包括智能混凝土材料、輕質混凝土材料、活性微粉混凝土材料等，本文主要對這三種材料的應用進行深入的分析。

2.1 智能混凝土材料的應用與發展

將有關的化學外加劑通過復合技術加入混凝土材料中能有效的改善混凝土材料的原有性能。復合正確也可能產生意想不到的效果，智能型混凝土復合材料就是其中之一。通過添加物能制作出具有特別性能的混凝土材料，選擇出對土木工程有實際效果的材料進行使用和防護。比如說：凈化空氣的混凝土、能主動調濕的混凝土、碳纖維智能混凝土、光纖傳感智能混凝土等種類。本文主要對碳纖維智能混凝土和光纖傳感智能混凝土做了分析和研究。

（1）碳纖維智能混凝土材料具有很好的導電性能、抗腐蝕能力、強度。在復合過程中把碳纖維材料摻入到混凝土中既能提升混凝土材料的強度，又能改善混凝土材料的性能。通過碳纖維智能混凝土材料能很好的監控土木工程內部的建筑情況，能及時進行預防和維護保證土木工程的質量。碳纖維能很好的防止靜電的產生，如果在飛機場過程公路建設中選擇碳纖維智能混凝土還能起到很好的除雪效果[2]。

（2）光纖傳感智能混凝土材料把傳感纖維材料復合到混凝土材料中，能對土木工程承受壓力的變化和建筑工程內部進行技術的掌握和檢查，對建筑物的裂縫和變形的破壞進行傳輸和引導。讓施工維修人員能及時掌控建筑物內部情況，制定科學合理的施工方案。比如我國重慶渝長高速公路中紅槽房大橋的建筑中就采用了光纖傳感智能混凝土材料，對大橋內部的情況進及時的掌握，對提高大橋質量方面做出了重要的貢獻。

2.2 輕質混凝土材料的應用與發展

輕質混凝土材料主要的原材料是珍珠巖、陶粒、粉煤灰、乳石等輕骨料組成，輕質混凝土材料顧名思義，材料的質量比較輕盈，大大減少了建筑要承載的壓力。但是強度、硬度、抗壓性都沒有變，而且通過復合技術使得輕質混凝土具有較好的抗凍性和較小的密度，被廣泛的應用在土木工程建設當中。

比如2015年我國某市建立的土木工程項目把輕質混凝土應用到實際的施工過程中，5棟20層的住宅樓是主要的施工項目。施工全過程都采用輕質復合混凝土材料，建筑完以后能過計算，選用輕質復合混凝土相比于傳統的混凝土每立方米減輕了14%的自重，使用面積增加了1500m2，土木工程的基礎造價減少了12%、相應的鋼材大約減少了4.3%。從這些數據中不難看出輕質復合混凝土的無論是經濟效益還技術效益相比于不同的混凝土有很大的提高。

2.3 活性微粉混凝土材料在土木工程中的應用和發展

在混凝土材料中加入活性微粉，通過復合技術制造出的混凝土材料，通過相關的計算其單位體積的質量為2.5～3.0t/m3、斷裂能為30kg/m2、抗拉強度大約為25～150MPa、抗壓強度盡高達200～800MPa。根據活性微粉加入量的不同可將活性微粉混凝土材料分成礦渣活性微粉混凝土和粉煤灰活性微粉混凝土兩種。活性微粉混凝土主要應用的土木工程是高速公路以及相關的工程。

比如：我著名的高速公路北京到上海的京滬高速高速就是使用大量的礦渣活性微粉混凝土構建而成的；而北京到大同的京大高速公路則是采用大量的粉煤灰活性微粉混凝土構建而成的，除此之外還有世界上最長的跨海大橋杭州灣大橋都是采用活性微粉混凝土構建而成的。不難看出活性微粉混凝土在我國的經濟建設中發揮了重要的作用。

3 結束語

隨著我人民生活水平的提高，對建筑工程要求越來越多樣化，在這樣的環境下對復合型混凝土材料具有的重要性要有充足的認識和理解，在土木工程建筑過程中要大力發展和應用復合型混凝土材料，在提升混凝土質量的同時，滿足人們對建筑工程多元化的要求以及提升建筑物的使用壽命。從而促進我國經濟和社會健康、穩定、和諧、可持續發展。

[1]馮鵬.復合材料在土木工程中的發展與應用[J].玻璃鋼/復合材料，2014，09：99～104.

[2]沙政輝.復合材料在土木工程中的發展與應用[J].中外企業家，2015，18：222.

TU599

A

1004-7344（2016）18-0309-02

2016-6-10

張義斌（1971-），大專，工民建專業，主要從事經營預算合同、項目管理工作。