FRP復(fù)合材料及其在土木工程中的應(yīng)用

摘?要：FRP 復(fù)合材料在土木工程中有著廣泛的運(yùn)用。FRP 復(fù)合材料的材料特性包括抗拉性、延性、耐腐蝕性、耐久性以及自重性等，文章對(duì) FRP 復(fù)合材料特性展開逐一研究，并對(duì) FRP 復(fù)合材料在土木工程中的運(yùn)用提出見解，以期為行業(yè)做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：FRP 復(fù)合材料;土木工程;工程結(jié)構(gòu)

一、?FRP復(fù)合材料在土木工程中的運(yùn)用現(xiàn)狀

（一）超負(fù)荷運(yùn)行

首先，對(duì)于土木工程來講，有著復(fù)雜程度高與持續(xù)性較長的特點(diǎn)，所以在施工中就要從具體工藝技術(shù)與施工材料出發(fā)，確保施工的合理性。但是受到土木工程功能性要求的影響，涉及較多的使用材料。其次，結(jié)合具體標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)場(chǎng)中增設(shè)小型化移動(dòng)基站，可以確保整個(gè)工程現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性。但是在使用 FRP 復(fù)合材料以后，很容易增加施工現(xiàn)場(chǎng)在材料管理方面的工作量。最后，在施工現(xiàn)場(chǎng)中相關(guān)設(shè)備很容易出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，但是在 FRP 復(fù)合材料的使用下，則可以代替大部分材料，不僅優(yōu)化了整個(gè)施工過程，同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的有效管理，提升了現(xiàn)場(chǎng)工作效果。

（二）行業(yè)消耗材料較多

首先，就目前的土木工程市場(chǎng)來講，在施工材料方面表現(xiàn)出了消耗量較大的現(xiàn)象，在一定程度上增加了材料浪費(fèi)與施工成本，甚至還會(huì)對(duì)土木工程的功能性產(chǎn)生影響。其次，在后期使用中很容易出現(xiàn)磨損、變形等問題，嚴(yán)重的還會(huì)影響到行業(yè)的發(fā)展。最后，在建筑工程施工中，涉及總包與分包之間的矛盾，從而限制了工程的開展。所以在現(xiàn)階段發(fā)展中想要提高土木工程建設(shè)質(zhì)量，就要堅(jiān)持從發(fā)展角度出發(fā)，展現(xiàn) FRP復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)。

二、 FRP復(fù)合材料在土木工程中的運(yùn)用

（一）加固工程

就 FRP 復(fù)合材料來講，主要以纖維材料混合為主，所以在材料強(qiáng)度等方面有著一定的優(yōu)勢(shì)。目前，在土木工程建設(shè)中 FRP 復(fù)合材料主要以加固使用為主，且在 FRP復(fù)合材料的使用下能夠提升土木工程的質(zhì)量與安全。從不同類型來講，F(xiàn)RP 復(fù)合材料主要以鋼架結(jié)構(gòu)、土石結(jié)構(gòu)及混凝土材料工程等為主。尤其是對(duì)于混凝土材料來講，已經(jīng)成為土木工程建設(shè)中比較普遍的項(xiàng)目。所以，在混凝土材料中就要做好 FRP 復(fù)合材料的使用工作，實(shí)現(xiàn)加固施工目標(biāo)，通過在混凝土材料外層借助 FRP 復(fù)合材料進(jìn)行纏繞，能夠有效提升材料的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以滿足在變形、壓力與地震等方面的要求，確保混凝土材料結(jié)構(gòu)的承載力。同時(shí)，在施工過程中還可以將 FRP 復(fù)合材料運(yùn)用到梁、板等位置上，確保混凝土結(jié)構(gòu)具備抗彎曲能力，避免因外力作用而出現(xiàn)裂縫等。所以，F(xiàn)RP 復(fù)合材料的使用能夠避免混凝土結(jié)構(gòu)在后期施工與使用中出現(xiàn)問題，確保整體的安全性，但是也應(yīng)當(dāng)要明確的是FRP 復(fù)合材料的使用難以從根源上解決拉力問題。加之 FRP 復(fù)合材料的筋中含有大量纖維成分，所以在強(qiáng)度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)材料，加之其在抗腐蝕性方面相對(duì)較強(qiáng)，因此 FRP 復(fù)合材料運(yùn)用到鋼筋中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼筋材料的保護(hù)，提升材料的防腐蝕性，避免在材料運(yùn)用后期出現(xiàn)質(zhì)量問題及成本增加等問題。

（二）FRP 筋索與預(yù)應(yīng)力

FRP筋混凝土結(jié)構(gòu)就 FRP 筋來講，有著纖維占比較高的特點(diǎn)，所以通過對(duì)比可以看出，其比傳統(tǒng)鋼筋材料性能更好。通過將 FRP 復(fù)合材料附著在鋼筋表面，可以確保鋼筋表面不被腐蝕，降低維修成本。因此在橋梁建設(shè)中為保證 FRP索的預(yù)應(yīng)力，就可以借助懸索橋等來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。同時(shí)，為提升混凝土黏結(jié)性，可以從不同方式出發(fā)，確保黏度的有效提升。第一，雖然 FRP 筋與混凝土之間有著黏結(jié)性不足的特點(diǎn)，但通過對(duì)其表面進(jìn)行處理，能夠有效提升黏結(jié)性。第二，力學(xué)性已經(jīng)成為構(gòu)件中的重要特點(diǎn)之一，加之其彈性較高脆性不足，所以就要做好受力性能對(duì)比工作，確保使用的合理性。

（三）FRP 復(fù)合材料在橋梁中的運(yùn)用

國外針對(duì) FRP 復(fù)合材料的研究起步相對(duì)較早，所以我國在橋梁工程建設(shè)中可以借鑒國外先進(jìn)技術(shù)與理念，結(jié)合我國橋梁特點(diǎn)，做好 FRP 復(fù)合材料的使用工作，由于橋梁施工一般以環(huán)境比較惡劣的地區(qū)為主，所以在施工現(xiàn)場(chǎng)中很容易出現(xiàn)安全事故，究其原因就是所使用的材料難以應(yīng)對(duì)極端環(huán)境的變化。但是對(duì)于 FRP 復(fù)合材料來講，其具備大部分纖維所具備的特點(diǎn)。第一，柔韌性較強(qiáng)。在加工中可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境定制不同的構(gòu)件形狀，并運(yùn)用到特殊部位中。第二，設(shè)計(jì)人員也可以在原定設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上結(jié)合具體需求粘貼多層纖維。第三，在施工現(xiàn)場(chǎng)中吊裝 FRP 復(fù)合材料的設(shè)備較為簡單，加之承受力值小，所以在施工便捷程度方面較高，可以在最短時(shí)間內(nèi)保質(zhì)完成施工要求。且在整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)中沒有濕作業(yè)與現(xiàn)場(chǎng)固定等。第四，所占據(jù)的場(chǎng)地相對(duì)較少，能夠?qū)?duì)周邊環(huán)境的影響降至最低，減少了施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)環(huán)境的不利影響。所以說在 FRP 復(fù)合材料的使用下，可以提升橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。另外，F(xiàn)RP 復(fù)合材料還具備質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，在加固后并不會(huì)產(chǎn)生過多的荷載，所以在使用空間方面并不會(huì)因?yàn)榧庸烫幚矶l(fā)生變化。

三、 結(jié)語

綜上所述，在土木工程建設(shè)中要做好 FRP 復(fù)合材料的使用工作，結(jié)合我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，在完善制作工藝的技術(shù)上控制材料成本。同時(shí)，還要結(jié)合土木工程行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，選擇適合的使用技術(shù)，加大對(duì) FRP 復(fù)合材料的研究力度，確保使用的合理性，提升土木工程建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳泓錦.FRP 復(fù)合材料及其在土木工程中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)（全文版），2016（12）：42.

[2]王全鳳.楊勇新.岳清瑞.FRP 復(fù)合材料及其在土木工程中的應(yīng)用研究[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（1）：1-6.

[3]任莉莉.FRP 復(fù)合材料及其在土木工程中的應(yīng)用研究[J].神州，2016（1）：78.

[4]琚宏昌.張鳳.張貝宜.FRP 復(fù)合材料在土木工程中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].混凝土，2012（2）：11-17.

[5]江學(xué)良.楊慧.孟茁超.FRP 在土木工程結(jié)構(gòu)加固應(yīng)用中的研究進(jìn)展[J].科技導(dǎo)報(bào)，2010（18）：113-119.

作者簡介：于海川，石家莊市建華大街與槐北路交口。