淺析復合材料在土木工程中的應用

孫曉丹

【摘 要】土木工程的建設隨著社會的經濟發展也不斷地壯大，隨著技術不斷的進步，土木工程的材料也不斷的更新，而復合材料成為土木工程建設中最實用的材料之一，隨著復合材料在土木工程中的應用越來越廣泛，土木工程的建設質量也逐漸提高了。本文針對復合材料的自身特點，結合它在土木工程中的應用以及可優化的策略進行分析。

【關鍵詞】復合材料；土木工程；應用

一、什么是復合材料

復合材料屬于兩種或兩種以上不同材料組合而成的混合物，根據現在的技術水平，很多傳統的材料已經被復合材料取代。復合材料按結構特點大致可分為四種復合材料，分別為：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；按組成成分也大致可以分為三種復合材料，分別為：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。纖維增強復合材料是復合材料中使用最廣泛、使用量最大的。

二、土木工程中復合材料的特點

1、具有靈活的可變性

復合材料是屬于混合物，在不同材料組成完成后的復合材料會保留原材料的特性，所以根據不同的要求組合不同的材料，所形成的復合材料的特性也是會不一樣的，所以說復合材料具有靈活的可變性。

2、隔音效果好

生活在信息時代，人們的娛樂項目各式各樣，人們的夜生活也越來越豐富，在深夜中帶來的噪音就容易影響到正在休息的人們。所以現在的人們對建筑上隔音效果的材料都是比較看重，具有隔音效果的傳統材料大多數是比較笨重，安裝不方便、隔音效果也一般，尤其在一些如：KTV娛樂場所、酒店、劇院、電影院等對隔音效果的材料很重視，而復合材料恰恰滿足了人們的需求，方便安裝、隔音效果也好，很大程度上也提高了施工效率。

3、防腐性能好

在建筑工程中，人們對于材料的防腐要求也越來越高，由于外在因素比較多，如：材料、涂料、天氣、太陽光的照射等，容易導致建筑腐壞，影響整個建筑的使用年限。復合材料根據建筑工程的需求，采用具有防腐性能強的材料組合，使得復合材料具有防腐性，將復合材料在建筑工程上應用就能使整個建筑的使用年限增長，而且還能保持建筑結構的完整性。

4、承受能力強

在傳統的材料中沒有承受力的特點，建筑使用年限長了或受到外界影響就容易倒塌、傾斜。承受能力強是復合材料的一個大特點，復合材料的抗疲勞性、柔韌性加強了建筑的承受能力，使整個建筑的年限大大增長，不易變形。如一些地殼運動比較頻繁的地方，經常性會發生一些地震，將新型技術的復合材料應用在建筑上，對其建筑有穩定性、加固增強的作用，建筑物不易倒塌、傾斜，這也是就對人們的生命財產安全有個保障，同時也是降低國家的經濟損失。

三、復合材料在土木工程中的應用

1、混凝土組合結構中的應用

混凝土組合結構中的結構框架是采用鋼材，隨著復合材料的技術水平越來越高，在混凝土組合結構中，復合材料代替了原料的材料，而且使用復合材料的成本也會比傳統的材料低，這也是人們選擇復合材料的因素之一。傳統的混凝土和鋼筋材料一起使用，會加快腐蝕鋼筋，并降低原本的耐用性，而復合材料自帶防腐性能，加入混凝土中對鋼筋起保護作用，并增強混凝土的穩定性和剛硬性。

2、純復合材料大型結構的應用

在土木工程中也有部分是純復合材料大型結構，如在搭建感光電路金屬板房、電磁干涉實驗室等，特殊的建筑所需要的材料只有復合材料才來滿足。大型結構的建筑需要有很強的承受力支撐整個框架，纖維增強復合材料具有化學穩定性、耐熱性、電絕緣性等特點，纖維增強復合材料還有一個很大的特點，它比鋼、鋁合金、鐵等的強度大上數倍，在大型結構中使用純復合材料起來加固補強的作用，并增大它的耐用性。

3、負載環境下復合材料的有效應用

一幢一幢的高樓大廈、一座座大橋崛地而起，在土木工程中部分建筑是承載一定的負荷。長期以往，易發生下沉現象，嚴重的還會導致建筑塌陷。容易造成負載的建筑，例如：橋梁工程、碼頭基建工程等，復合材料在負載環境下的應用，能使在長時間負載狀態下的建筑結構不易變形、移位，而且復合材料加入混凝土中與鋼筋結合，可以加固并提升建筑結構的抗負載能力，使土木工程中的建筑時限增長。

4、在橋面板工程中的應用

復合材料具備了多種性能，是因為它是由兩種或兩種以上的材料通過物理與化學作用合成的。橋面板工程中橋面板在長時間使用后，其結構性能會劣化、腐壞甚至失去作用，復合材料在橋面板工程中的應用可以增強橋面板的防腐性能，并加固橋面板的結構強度，增強橋面板的使用率。復合材料的穩定性可以使橋面板能夠按統一規格批量生產，這對于建設橋梁工程有著重要意義。

四、復合材料的優化策略

1、規范設計標準

在大型土木工程施工上需要耗費很多材料，如果材料規格不統一，就會導致浪費，在響應“節約節能”的技術上，復合材料的穩定性可以根據所需要的規格按一定的設計標準參數生產，如果在建設工程上有個統一標準的規格去生產這些材料的話，在一定程度上可以避免浪費而產生的環境污染和材料經濟上的損失，而且也能加快施工效率。

2、創新

雖然復合材料的特點有很多，比如：防腐蝕性能、抗負載能力性能、抗耐性能、增強材料剛度性能等等，但是在經濟發展速度的社會，對土木工程建設的要求也逐漸提高。為了滿足土木工程的建設需求，以新型技術針對復合材料的特性也在不斷的開發創新。

3、節能減排

生產任何一種新型的復合材料都或多或少會產生一些致使環境的污染，在生產大型復合材料時，應需根據參數預算材料，避免浪費過剩，所以在生產的過程中一定要做好“節能減排”的措施。

五、結束語

在國民經濟發展的道路上，土木工程的建設也具有重要意義，復合材料在土木工程的建設中的應用，可以說是使土木工程的建設在建筑行業上再進一個臺階，復合材料的防腐蝕性能、抗負載能力性能、抗耐性能、增強材料剛度性能等特性，對土木工程建設有著不可取代的作用，當然，復合材料特性的開發還仍需進行，對國家的節約、節能、環保等口號，應積極響應貫徹

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