土木建筑工程中纤维复合材料的应用

土木建筑工程中纤维复合材料的应用

何昱

陕西地建房地产开发集团有限责任公司，陕西省西安市，710075

摘要：在快速社会经济发展的过程中，建筑业进入了快速发展阶段，通过满足社会发展需要，对社会发展作出了重要贡献。与此同时，随着人民生活水平的提高，对建筑质量和使用的要求也在增加，对建筑材料和高性能建筑材料的需求也在增加。传统建筑材料在耐震性、强度、耐高温性等方面存在缺陷。这影响了传统建筑的建筑质量和使用寿命，减少了建筑使用经验，严重阻碍了建筑行业的长期发展。在此基础上，下文讨论了纤维复合材料在土木工程中的应用，供参考。

关键词：土木建筑工程；纤维复合材料；应用

引言

随着时代的发展，人们对面积和生活质量的要求不断提高建设的目标是改善建设条件，加快建设速度，降低建设成本，提高产品质量，节约能源，保护生态环境，提高技术和经济水平。为了实现这些目标，建筑公司必须改进现有的建筑材料并开发新的建筑材料。其中纤维复合材料可以满足现代土木工程建设的良好特点，使土木工程结构大规模、高、重、强、轻发展。

1纤维复合材料的优点

1.1可设计性

为了在复合材料制造过程中考虑到添加纤维并与材料混合的优点，不同类型的混合材料与地基强度有很大差异，从而使复合材料的铸造工艺能够为模拟和调配提供清晰的元件性能。通过评估和计算施工过程中所有施工材料的性能目标，土木工程师可以通过应用光纤复合材料大幅降低施工成本。

1.2具有可设计性特点

加工加工复合材料时，会加入一些纤维做为延伸，以允许纤维与复合材料之间的完整连接。加入不同的纤维材料会对复合材料产生不同的影响，从而满足不同元件的不同效能需求。此外，您还可以在此基础上提供功能，这些功能是纤维复合材料的设计优势和特性。对于土木工程，可以将复合材料的性能与整个项目的要求进行比较，以便更好地控制土木工程设计的成本。

1.3力学性能优越

不同类型的纤维在复合材料性能的提高方面也有所不同(例如聚丙烯纤维)，其复合材料强度较高，而钢纤维、碳纤维等有机纤维的抗拉强度较高。变得越来越清晰。但是，很明显，纤维复合材料的运动学性能有了很大提高。对纤维复合材料的研究表明，纤维复合材料的抗拉强度比直径钢筋高出100%以上，高达8倍。同时，复合材料承受相同载荷时产生的塑性变形量大大低于钢筋。机械性能的提高使纤维增强复合材料能够在大多数应用环境中使用，从而降低了整个建筑设计的复杂性。

2纤维复合材料的不足

即使是纤维复合材料也存在一定的缺陷和不足。第一，复合材料制造成本高于其他材料。这对大型建设项目的应用有重大影响。第二，纤维复合材料的性能具有波动性，只能由土木工程师和土木工程师根据自己的施工经验来评估其性能。这会降低这些材料应用程式的可靠性。此外，复合材料中的纤维体积小，强度大，使复合材料难以回收，回收效率低，这不符合当今各国提倡的无害环境和可持续发展的理念。因此，复合材料在建筑行业的应用需要进一步研究。

3土木建筑工程中纤维复合材料的应用

3.1等离子体处理

等离子体处理碳纤维材料后,增加含氧官能团,提升表面粗糙度,改善纤维浸润性能｡采用电感耦合射频等离子体(ICP)和介质阻挡放电(DBD)低温等离子体对纤维表面进行改性｡经过等离子体处理后,纤维表面接枝了大量的含羧基､羟基等极性官能团,表面粗糙度增加,表面自由能增加,纤维浸润性能得到明显改善,导致纤维与其他材料界面间剪切强度(ILSS)明显提高｡为改善碳纤维与树脂基体之间的界面性能,提高碳纤维的摩擦性和表面浸润性,在空气条件下采用低温等离子体技术对碳纤维表面进行改性处理｡经过改性处理后的碳纤维表面变得凹凸不平且具有明显的剥离现象,表面粗糙度增加｡等离子体处理后碳纤维表面引进了-CH2OH和-CHO等新的官能团,新的活性官能团可与基体发生反应,通过化学键合作用提高碳纤维与基体的界面黏结｡等离子体处理使得碳纤维断裂强力减小,摩擦性能提高,表面浸润性提高,有利于纤维与树脂的结合,利于碳纤维复合材料的制备｡

3.2纤维复合材料桥面体系

在土木工程桥梁施工中，将会采用纤维复合材料桥梁结构，这种结构形式一般采用纤维复合材料。纤维复合材料强度很高，可以确保桥梁强度，并极大地提高桥面承载力。与传统建筑工程相比，纤维复合材料桥面结构具有很好承载力，可以提高桥梁整体动态荷载水平。涂料织物作为骨架的主要功能，要求具有较强的张力、较高的强度和较大的尺寸稳定性。纤维复合材料是一种复合涂料，它可以对组织、表面起到很好的保护作用，同时还可以改善涂层织物的外观。将纤维复合材料应用于承重结构。纤维复合材料可以被加工成各种形状的承重构件，例如：承重折叠板、楼板，这些纤维复合材料可以在化工厂中得到广泛的应用，可以用来做外墙和防腐蚀的地板，可以延长建筑的使用寿命，还可以满足一些特定的环境，代替钢筋和混凝土，提高建筑的耐久性。

3.3增强混凝土

混凝土是现在建筑工程中最为常见且应用最为广泛的建筑材料，混凝土材料具有高强度、耐火、耐酸等种种优势，但易产生裂缝和抗渗性较低的缺点是混凝土材料失效的主要原因。将纤维材料作为增强相可以增加混凝土的致密性，从而达到对混凝土强度的强化，并且纤维材料对混凝土中缺陷的填补也能明显提升混凝土材料的抗渗性。在传统的混凝土材料运用中，加筋处理是对混凝土抗拉强度和韧性加强的主要方式，而内包裹的钢筋容易受到环境的影响发生腐蚀，纤维材料对混凝土抗渗性的提高保护了内包裹的钢筋的服役寿命。纤维材料对混凝土的增强不仅体现在抗渗性的提高上，对纤维增强混凝土材料的延展性、抗冲击等特性也有所展现，简而言之，纤维材料可以多方面、多角度的提升混凝土材料的性能，使混凝土的应用范围拓展，服役寿命得到有效延长，提升建筑工程的质量。

3.4在混凝土中应用纤维复合材料

纤维复合材料可以用来加固混凝土。由于钢筋在酸碱作用下会产生腐蚀现象，从而对工程质量产生一定影响。因此，在混凝土中加入纤维物质可以提高混凝土抗拉性能及延伸性能，从而使混凝土综合利用价值得到提高。纤维增强混凝土抗冲击性，提高混凝土抗裂缝能力及耐震能力，延长其使用寿命。混凝土抗压强度小，常规混凝土抗腐蚀性差、抗拉强度差，利用钢、碳纤维等纤维特性在混凝土中添加复合材料，从而改善混凝土抗压性能，并针对不同结构要求，设计出各种性能各异混凝土纤维，如玻璃纤维混凝土、C纤维增强混凝土等，增强纤维防水、机械、抗腐蚀性等性能，并能吸收振动波，起到抗震作用。另外，纤维混凝土还能有效地降低结构构件自重，加快施工进度，在建筑领域有着重要应用价值。

结束语

今天，随着科技进步和经济快速发展，人们对建筑质量的要求越来越高因此，在土木工程工作中，建筑单位必须继续开发新的纤维复合材料，在土木工程工作中更好地利用纤维复合材料，并为建筑业作出更大贡献。

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