試談復合材料在土木工程中的發展與應用

李宗梅 蘇 新

四川大學錦城學院（611731）

1 復合材料在土木工程中的發展背景

1）土木工程的建設是一種較為復雜、涉及到較多工作流程、需要運轉時間較長的工程，所以會需要大量的施工材料。在實際的建設過程中，工作人員會根據土木工程的實際需求，在現場建立一個較小的移動基站，有助于保證整體土木工程施工環節中的穩定性和可靠性。如果在現場增加多種材料就會增加現場的管理范圍及現場管理材料人員的工作量，容易在此環節中出現較多的管理失誤。現場的設備越多，混凝土的攪拌設備及移動基站，就會促使現場的管理處于一種超負荷狀況。但是如果采用復合材料就會減少現場使用的較多種類材料，從根本上減少現場材料管理的工作量，有利于提升現場的管理質量和效率。

2）在建筑行業的發展過程中，采用大量的材料會出現較為嚴重的消耗及材料過度使用狀況，使企業的前期成本增加。一旦出現規劃環節上的調整和更換材料，就會導致嚴重的經濟損失，不利于建設企業的發展。此外，現場的管理如果出現疏忽，會造成材料出現變形以及受損的狀況[1]。

2 土木工程對復合材料的使用

復合材料主要是由碳纖維、玻璃纖維以及芳綸等高效的纖維原料構成，其中還會涉及到樹脂基體，是經過科學加工而合成的一系列新型結構材料。復合材料涉及到樹脂有多個品種，如聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼等類型，所以復合材料的質感較硬，導電的概率較低，回收利用次數較少，整體耐腐蝕的效果較好。

2.1 工程加固

現代城市化的建設，促使當前的建筑行業存在多種類型的工程施工。目前在國內存在較多的土石結構、砌體架構及木結構等建設環節，復合材料發揮了較為顯著的效果。在實際的施工建設環節中，復合材料以下面兩種形式為主。

2.1.1 纏繞加固

當前建筑物大部分會采用立式的架構，如廊柱、角柱等，由于自身承受的外部壓力過大，以至于后期隨著時間的延長，外部的形態會出現變化，影響到整體建設的美觀性與可靠性。針對此環節的加固處理，施工人員可以使用強化纖維復合材料對柱體進行纏繞處理。纖維強化材料自身重量較輕，抗腐蝕性強，將其纏繞在柱體外側，有助于提升柱體的可靠性及穩定性，還能抵御外界自然環境對建筑的影響。

2.1.2 片材穩固處理

在片材穩固處理方面，復合材料能夠發揮較多的優勢。在古建筑的設計中，較為常見的架構是橫梁，如屋面梁、樓面梁及地下框架梁，均會分散在古建筑規劃的多個位置中。這些橫梁使整個結構構成一個主體。梁需要承受較多的豎向載荷，致使大量梁會出現彎曲變形，甚至導致橫梁斷裂，所以不僅要加強對裂縫的管控，還應提升整體的抗壓效果和對外界施用力的抵御效果。采用復合材料可以對建筑的片材進行加固處理，在梁面上增加一層塑性能力較強的耐壓材料，有助于增強整體的承受效果[2]。

2.2 工程建造

2.2.1 橋面結構

在此建設的環節中，施工人員往往會采用復合材料作為主要的橋梁面板的建設技術，此類技術最先使用的是美國，之后被普遍使用在多個國家的工程建設環節中。復合材料自身具備耐磨的效果，采用此類建設材料開展混凝土的施工建設，不僅可以強化整體的結構，同時還會降低橋身的承受重量，降低底部的壓力。復合材料的耐熱性較強，既使受到外部的腐蝕也不會變形，有助于降低前期材料的資金投資力度，延長橋梁的使用時間，在部分外部環境較為惡劣的自然狀況中，會展現較為明顯的優勢。

2.2.2 曲面結構

建筑在規劃設計時，會存在較多的曲面結構，如隧道、堤壩、海洋平臺建設等環節。采用復合材料會有助于提升整體的建設質量，降低前期施工難度及對材料的消耗。復合材料自身具備較為明顯的線條流線性，自身的抗壓力較強，現階段復合材料經常會在曲面結構中得以使用。

3 結語

當前在建筑行業的不斷發展中，會采用大量能夠展現具有優勢的物理和化學效果，可以滿足多種環境下需求的復合材料。復合材料有助于減少現場材料管理的工作量，自身的抗壓力較強，顯著提升建筑質量，縮減前期企業對于材料的資金投入量，滿足當前社會對建筑行業的需求。