纤维增强塑料筋在土木工程中的应用

纤维增强塑料筋在土木工程中的应用

杨红娟，王旭，潘元祯

青岛市即墨区环秀街道办事处， 266200

摘要

纤维增强塑料筋在土木工程中应用非常关键，是一种新型材料的应用，能够促进土木工程施工质量提升。本文笔者针对纤维增强塑料筋在土木工程中的应用进行分析研究，文章中简要分析纤维增强塑料筋材料和其特点，同时研究了纤维增强塑料筋在土木工程中的应用优势，并总结了纤维增强塑料筋在当前土木工程中应用的现状。

关键字；纤维增强塑料筋；土木工程；应用

在当前我国土木工程施工过程中，新材料的应用十分关键，是现代工程建设的主要标准，同时也是建材行业发展的必要路径。尤其是在现代工程建设朝节能、环保、高效方向发展背景下，土木工程建设中应用新型材料十分必要。纤维增强塑料筋是一种新型复合材料，其本身具有密度小、重量轻的特点，在现代土木工程中应用不仅能够提升工程安全性，更是能够节约一定的成本。

1.纤维增强塑料筋材料解析

纤维增强塑料筋是一种增强型的复合材料，在其生产过程中，主要是利用高性能纤维和基体材料合成树脂进行合成生产。在现代工程建设中，由于对于增强塑料筋的使用需求不同，相关材料研究专家也设计应用了不同的纤维增强塑料筋，其中包括玻璃纤维增强材料、芳纶纤维增强复合材料、钢纤维复合材料等。不同的材料物理性能不同，在工程中的应用作用也不同。

以常见纤维增强塑料筋为例其本身具有密度小的特点，相关材料专家研究表明，纤维增强塑料筋材料的密度仅仅只有钢铁材料密度的1/6左右。所以，同体积情况下，纤维增强塑料筋材料的重量要轻于钢铁材料。纤维增强塑料筋材料的物理强度较高、与钢铁材料相比，能够达到钢铁材料的11-14倍左右。另外，在材料专家进行研究过程中发现，从纤维增强塑料筋的热膨胀系数分析而言，其热膨胀系数能够达到6.6-10.6℃、该温度区间之内，使其材料本身能够与混凝土材料形成良好的结合。纤维增强塑料筋材料从特性角度分析而言属于脆性材料，其应力与应变符合虎克定律，在达到极限抗拉强度前不会发生变形，所以土木工程的质量能够得到保证。

2.纤维增强塑料筋在土木工程中的应用优势

纤维增强塑料筋材料是土木工程中一种特殊材料应用，而其应用之后，也使工程项目具有良好的优势，确保项目的综合应用更加合理。以下是材料在土木工程中的应用优势进行总结。

首先，纤维增强塑料筋材料在土木工程中应用，能够提升土木工程的整体安全性。该优势依赖于纤维增强塑料筋材料密度小的特点，密度小的情况下，材料本身的重量比较小、同体积工程下，其建筑结构的自身重量要远小于钢筋混凝土材料。所以，一旦发生地震等地质灾害，对于建筑物本身或者建筑内部人员的安全影响相对比较小，可以做好对工程施工的有效控制。另外，材料质量比较轻，代替了更大重量的钢铁等材料，可以实现土木工程的节能施工，实现工程成本的缩减。

其次、纤维增强材料筋本身能够与混凝土材料形成良好的融合，二者相互融合之后，使土木工程本身施工更加方便，同时利用纤维增强材料筋强度高、耐用性能良好的特点，也能够提升土木工程的整体使用寿命。如，盾构可切削混凝土配筋技术，就是将纤维增强复合筋材料与混凝土材料进行有效的融合，有利于土木工程施工速度提升，也有利于提升施工质量。

3.纤维增强塑料筋在土木工程中应用现状研究

纤维增强塑料筋材料以其独特的性能优势广泛应用于现代土木工程领域，包括桥梁施工、海洋土木施工、岩土工程以及特殊项目工程领域当中都有全面的应用，对于项目的综合应用管控有重要的意义。以下是对纤维增强塑料筋在土木工程中应用现状进行分析。

（1）桥梁工程中应用分析

桥梁工程中应用纤维增强塑料筋，能够提升桥梁工程的施工质量。随着现代社会的发展，对于桥梁的质量要求和使用要求不断增加。其中桥梁跨度、桥面的施工形式和施工材料都有了新发展，而传统桥梁的施工问题也逐渐暴露。其中，桥梁自重过大、桥梁部分结构重量过大等问题，严重影响到桥梁工程建设。所以，相关专家提出利用纤维增强塑料筋进行桥梁施工的想法。塑料纤维材料本身质量相对比较轻，并且其抗水体腐蚀的性能也比较好，便于桥梁施工，同时也能够提升桥梁和桥梁部分结构的使用寿命。如，美国XX大桥施工中，主体桥面选择应用两组纤维增强塑料筋面板组成，不仅质量轻，便于施工，同时其耐久性能也比较好，是现代桥梁工程的新发现。

（2）海洋工程中应用分析

海洋探索是现代科学探索的新方向，海洋中蕴藏着丰富的能源，对于未来社会的发展起到重要作用。而在海洋资源开采之前，建立海洋工程十分关键。如，码头修建、海洋油田基地修建以及人工海岛项目建设，都需要完成土木工程建设。而在海洋中完成土木工程建设，工程材料势必会受到海水侵蚀的影响。尤其是混凝土材料，受到海水的腐蚀影响最为严重。而利用纤维增强塑料筋材料的抗腐蚀特点，正适合应用于现代海洋土木工程建设，有利于提升海洋土木工程的使用寿命，减少传统的混凝土材料维修费用，实现材料施工控制，减少施工成本。如，日本在沿海码头工程建设过程中，大量应用纤维增强塑料筋材料，而在其试验研究过程中发现，采用纤维塑料筋材料与混凝土材料对比，前者在荷载性能、使用寿命、耐久度等方面都要优于后者。

（3）岩土工程中应用分析

岩土工程也是现代社会发展中的新工程，而在传统的岩土工程施工过程中，防止地震、泥石流灾害的影响是核心要点。而传统的工程施工中使用钢材锚杆进行工程支护固定。使用钢材的主要缺点也是对于外界的腐蚀因素抵御能力不强，容易给工程施工造成安全隐患。所以，相关专家提出利用纤维增强塑料筋材料进行工程施工，提升工程施工的质量，确保项目施工应用更加积极合理，也能够提升施工质量。如，相关专家提出利用纤维增强塑料筋材料也与树脂锚固剂、水泥砂浆等灌浆材料一起用于矿山、隧道、基坑等支护工程，并实践证明通过该材料的应用，提升了工程支护稳定性，同时在其施工完毕之后，支护结构的使用寿命更高^[1]。

（4）特殊工程中应用分析

现代社会发展中，对于土木工程建设需求非常大。而纤维增强塑料筋作为一种新型材料，可以广泛应用于现代工程领域当中，并且由于其质量轻、硬度好、抗腐蚀性强的特点，其本身更适合应用于部分特殊工程施工。如，在滨海建筑工程施工中，采用纤维增强塑料筋材料，能够实现工程施工要点的有效控制。同时其施工中，可以提升工程抗腐蚀性能。另外，机场和军用设施防雷达干扰装置、敏感军用设备测试设施的混凝土墙等项目施工中都可以应用纤维增强塑料筋材料^[2]。

4.纤维增强塑料筋在土木工程中的应用问题和解决

纤维增强塑料筋材料在土木工程中应用具有很多优势，但是从材料行业不断发展背景之下，纤维增强塑料筋材料本身也存在一定的问题。在相关专家研究下，指出了机场和军用设施防雷达干扰装置、敏感军用设备测试设施的混凝土墙纤维增强塑料筋材料耐高温性能相对比较低的问题，所以在纤维增强材料应用过程中，应该对于其使用环境温度进行分析。同时，也有专家提出，在材料应用过程中，可以尝试与混凝土材料结合应用，二者形成互补，实现材料的合理应用^[3]。

结束语

本文笔者简要阐述纤维增强塑料筋材料的在多种土木工程中的具体应用。而在未来材料技术发展背景下，还应该注重对纤维增强塑料筋材料进行创新发展，解决材料本身出现的问题，提升应用效果。

参考文献

[1]邸军. 浅谈纤维增强塑料筋在土木工程中的应用[J]. 2021(2015-9):162-162.

[2]问善斌. 纤维增强塑料筋在土木工程中的应用分析[J]. 化工管理, 2019(3):2-2

[3]万朝阳, 苏柳明, 许方方,等. 温度对纤维增强塑料筋本构关系影响研究[J]. 高科技纤维与应用, 2020, v.45;No.396(02):56-60.