探究復合材料在土木工程中的應用與發展

周云

摘 要：進入二十一世紀以來，工業生產發展的也越來越快，復合材料得到了快速猛烈的發展，適用于人們的生活所需，應用于各個領域，日常生活也無處不見。當然，在土木工程這一領域，復合材料的應用也十分廣泛，正是因為復合材料投入到土木工程中來，很大程度上幫助了土木工程的技術創新，同時也促進了土木工程的發展。在土木工程設計中我們需要考慮結構和材料的相結合，才能設計出良好的工程，而復合材料在土木工程中的應用恰好提高了工程建筑的可靠性和耐用度。本文首先講述了復合材料的概念、分類進行講解，然后就復合材料在土木工程中的應用和其目前存在的問題進行仔細分析，最后將張望一下復合材料在土木工程發展的趨勢，從而對復合材料在土木工程中的應用更加了解。

關鍵詞：復合材料；土木工程；應用；發展

新世紀，我國在土木工程中應用了眾多的新技術和新的材料，復合材料在土木工程運用帶來了非常有用的價值和作用，同時為我國土木工程科學研究帶來了方向。纖維復合材料在我國運用較為廣泛，這種技術很早就在我國土木工程中運用，所以就目前來說，技術方面最為成熟。不過隨著之后的發展，大量的新型先進材料也不斷的流入到我國土木工程行業，為土木工程行業帶來了很多的影響。在這種大局勢下，我們來研究復合材料在土木工程中的應用，一方面能提高我國土木工程行業的技術水平，另一方面也能為我們土木工程行業快速發展找到適合的突破口。通過本文的論述，希望能給相關的工作人員提供一點參考借鑒的材料。

一、復合材料

鋼筋混凝土這種復合材料在土木工程中的運用，存在中國歷史中一百多年。更多種類的復合材料也在土木工程中運用著，復合材料的研究深度和應用廣度及其生產發展的速度和規模，已成為衡量一個國家科學技術先進水平的重要標志之一。

復合材料是一種混合物。在很多領域都發揮了很大的作用，代替了很多傳統的材料。復合材料按其組成分為金屬與金屬復合材料、非金屬與金屬復合材料、非金屬與非金屬復合材料。按其結構特點又分為：纖維增強復合材料；夾層復合材料；細粒復合材料；混雜復合材料。復合材料主要可分為結構復合材料和功能復合材料兩大類，也可分為常用和先進兩類。其中，復合材料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大，其特點是比重小、比強度和比模量大。

二、復合材料在土木工程中的應用及其存在的問題

1.復合材料在土木工程中的應用

對于復合材料的應用，主要是采取某種方式，將FRP附著在構件表面，達到受力的狀態，目的是強化原有構件的受力能力，這種復合材料可以超出原有材料的局限性，在土木工程中得到更大的應用和發展。具體應用如下：

第一，樹脂基復合材料在建筑工業中對減輕建筑物自重，提高建筑物的使用功能，改革建筑設計，提高經濟效益，降低工程造價，加速施工進度等都十分有利，是實現建筑工業現代化的必要條件。

第二，玻璃纖維增強水泥主要是由水泥砂漿作為基體，以玻璃纖維為增強材料復合形成的一種復合材料，水泥基相應建筑材料都有抗壓強度高的特點，但抗彎抗拉強度較低。目前，加入纖維材料是改善水泥基建筑材料的重要方法，其中，玻璃纖維是目前經研究綜合效果最為完善的一種添加材料，有效的提高了水泥基各方面的性能。

第三，石棉復合材料是人們最常見的一種復合材料，早幾年農家經常使用石棉制作的石棉瓦搭簡易棚子，在生活臨時建筑中是常見的一種材料。石棉在現代建筑中也占有很大的比例，主要應用在建材防火板方面。

2.復合材料在土木工程中應用存在的問題

首先，現如今我國復合材料應用在穩步的提升中，但生產鏈還不是很成熟，全國沒有統一的標準，全國所用廠商沒有統一的步伐，沒有統一售價，從而造成不穩定的市場需求，復合材料市場的發展困難，難以做強做大。其次，復合材料的成本也是重要問題，由于我國復合材料技術還不算非常成熟，所以好的復合材料的成本就較高，商家并不愿意投入太多成本在新型材料上，更愿意用品質差的材料。就目前的情況來看，復合材料相對于其他材料，成本較高，從而影響了土木工程中復合材料的應用，加劇了我國發展復合材料的困難。最后，復合材料大多都是通過化學反應來完成的，在這期間會產生大量的環境污染，由于我國發展復合材料，應用于土木工程中，從而提高我國建筑的水平，但是產生的環境問題又是艱巨的，并且由于我國提倡節能環保，提出了各項節能環保的措施，所以復合材料的發展也將受到一定的阻礙。

三、復合材料在土木工程中運用的發展趨勢

從上世紀的鋼筋混凝土，到現在的纖維增強復合材料，據估算，21世紀以來，我國每年在土木工程施工作業中使用的復合材料高達2000噸/年，這一數字仍在連年增長中，可以說，復合材料的研究已經成為土木工程發展的重要方向。復合材料在不斷地發展中，土木工程也依賴于此，因此復合材料的發展決定的土木工程的發展。新材料的應用，可以降低土木工程的造價成本，提高建筑的強度，復合材料對現代科學的發展，有著十分重要的作用。雖然我國還是大量使用和生產混凝土和鋼筋，我但隨著我國纖維增強復合材料不斷發展，這種新型的結構材料的特征是質量輕、強度高、具有較強的耐腐蝕性。把這些材料運用在土木工程中已經成為重要的發展趨勢。之后復合材料也將不斷地進步，成為市場最重要的組成部分，在土木工程中得到更廣泛的應用。

四、結語

綜上所述，科學家的不斷研究，外國科技的不斷引進，復合材料的不斷發展，在土木工程中不斷應用，很大程度上提升了我國土木工程的質量和效率，這樣才能大大的提升我國建筑的整體水平。以上是本人的粗淺之見，由于本人的知識水平及文字組織能力所限，文中如有不到之處，還望相關的專業人士批評指正。

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