試談復合材料在土木工程中的發(fā)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(fā)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(jù)土木工程的實際需求，在現(xiàn)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(huán)節(jié)中的穩(wěn)定性和可靠性。如果在現(xiàn)場增加多種材料就會增加現(xiàn)場的管理范圍及現(xiàn)場管理材料人員的工作量，容易在此環(huán)節(jié)中出現(xiàn)較多的管理失誤。現(xiàn)場的設備越多，混凝土的攪拌設備及移動基站，就會促使現(xiàn)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(xiàn)場使用的較多種類材料，從根本上減少現(xiàn)場材料管理的工作量，有利于提升現(xiàn)場的管理質量和效率。

2）在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，采用大量的材料會出現(xiàn)較為嚴重的消耗及材料過度使用狀況，使企業(yè)的前期成本增加。一旦出現(xiàn)規(guī)劃環(huán)節(jié)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(yè)的發(fā)展。此外，現(xiàn)場的管理如果出現(xiàn)疏忽，會造成材料出現(xiàn)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(huán)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(shù)較少，整體耐腐蝕的效果較好。

2.1 工程加固

現(xiàn)代城市化的建設，促使當前的建筑行業(yè)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(huán)節(jié)，復合材料發(fā)揮了較為顯著的效果。在實際的施工建設環(huán)節(jié)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(tài)會出現(xiàn)變化，影響到整體建設的美觀性與可靠性。針對此環(huán)節(jié)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(wěn)定性，還能抵御外界自然環(huán)境對建筑的影響。

2.1.2 片材穩(wěn)固處理

在片材穩(wěn)固處理方面，復合材料能夠發(fā)揮較多的優(yōu)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(guī)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(xiàn)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(huán)節(jié)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(huán)節(jié)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(huán)境較為惡劣的自然狀況中，會展現(xiàn)較為明顯的優(yōu)勢。

2.2.2 曲面結構

建筑在規(guī)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(huán)節(jié)。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(xiàn)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(yè)的不斷發(fā)展中，會采用大量能夠展現(xiàn)具有優(yōu)勢的物理和化學效果，可以滿足多種環(huán)境下需求的復合材料。復合材料有助于減少現(xiàn)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(yè)對于材料的資金投入量，滿足當前社會對建筑行業(yè)的需求。