建筑工程中纤维复合材料的应用

建筑工程中纤维复合材料的应用

吕东文

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摘要：以纤维为基质，以其为主要成分的高强度、高强度、高强度的多层复合结构，是一类极具发展潜力的新型复合材料。它具有质轻，高强度，耐腐蚀，耐磨，保温，保温等优点，因此被广泛地用于各种建筑领域。文章对复合材料的组成、性能及其在建筑结构、保温隔热、地下工程及装饰装修等方面的应用进行了综述。

关键词：纤维复合材料；建筑工程；应用

1纤维复合材料的特点

1.1适用性强

纤维复合材料是指将纤维与其它物质结合在一起，形成的一种性能优异、性能优异、可适应于实际工程需要的新型结构材料。纤维增强体是一种新型的复合材料，它打破了传统建材的局限，被大量应用于民用和民用领域。相对于其它材质而言，这种复合材料的适应性要好得多。应用于土木工程建设，可节省建设费用。

1.2抗腐蚀性

由于受建材性能及施工场所等因素的影响，大多数建材的抗腐蚀性能还需进一步提高。特别是在湿润的沿海地带，这种情况下，建材的锈蚀速度将加快，给人们带来了诸多的安全隐患。而纤维增强体则表现出更好的耐蚀性。将其应用于土木工程，既能改善结构的性能，又能确保结构的安全性和耐久性。

1.3抗拉强度较高

与普通钢筋相比，该复合结构的抗拉强度提高了2-10个百分点。此外，当其到达拉伸强度时，其拉伸性能基本不会产生任何改变，表明其具有很高的拉伸强度。

1.4抗震、减震性能较好

结果表明，该复合材料具有良好的地震、阻尼特性。当建筑物遭受外部作用力时，由这种复合纤维来缓冲这种作用力。结果表明，该复合结构在不同工作条件下均能保持较好的整体性能。通过与其它材料的比较，证明了该复合材料具有较好的减震和抗震性能。

2建筑工程中纤维复合材料的应用

2.1建筑结构

纤维增强体作为一种新型的增强体被广泛地用于建筑工程中。纤维增强塑料具有轻便、高强度、耐腐蚀性好等特点，在墙体、屋面、桥梁、梁柱、楼板等多个领域得到了广泛的应用。对于纤维复合材料在建筑结构中的应用，我们可以从如下几个方面对其进行阐述：

墙的构造：采用两种方法将纤维复合材料用于墙的构造。一种是采用多层复合结构，取代常规的水泥或砖砌结构，在降低结构重量的基础上，增加抗震、耐火等方面的效果。二是对普通墙材进行补强，利用纤维布与板材之间的结合，增加其强度与刚性，进而改善其抗震与抗风性能。

屋面构造：采用轻质、高强度的屋面板，可将其用于屋面构造。该技术是一种集防水、保温、保温、寿命长、质量轻、施工方便等优点于一体的新型屋面材料。对于要求大跨度屋面的房屋，采用FRP组合屋面可以达到大跨度、少支承、轻自重的目的。

桥梁与梁柱结构：在桥梁与梁柱结构中，以其高强度与高刚性的特点而被广泛使用。由于其优异的抗弯、抗剪及抗压性能，且自重较低，适合于大跨径、悬索桥等工程应用。另外，利用该材料可以对建筑物进行增强与修补，从而延长建筑物的服役寿命与安全性。

2.2隔热保温

纤维基复合材料具有优异的绝热、节能效果，与传统的钢铁、混凝土等相比，其导热系数远低于传统的钢铁、混凝土等，在改善居住环境的前提下，可大幅降低建筑的能耗与运营费用。在绝热和绝热领域中，纤维复合体的使用主要有：

墙壁保温：采用纤维复合板做保温，可以将墙壁外面的高、冷空气完全隔离开来，使房间里的气温不会因为外界的天气而变化。与常规的墙体材料相比，纤维复合片材具有较低的热传导率，能够显著的节约能源和节约运营费用。

屋面保温：本发明采用了一种新型的、高强度的、高强度的、高强度的屋面保温材料。此外，由于FRP屋面板的轻质特性，可有效降低屋面的自重，降低屋面承载力，增强其安全与耐用性。

地板保温：本发明采用了一种新型的玻璃纤维复合地板，它的保温效果很好，可以阻止地板的上部和下部的热量向上部和下部的热量向上部和下部的传导，从而改善了房间的温度舒适性。另外，由于其轻便、高强度等特性，可有效地减少地板的重量，减小地板的承载力。

窗架保温：采用玻璃纤维合成材料制成的窗架，能很好的隔离来自窗外的高、冷空气，避免内部的热能流失。与常规窗户材料相比，该材料具有较低的热传导率，在节能等方面具有重要意义。

2.3地下工程

此外，该复合结构也可应用于地下建筑。该材料不仅耐腐蚀性强，而且耐久力强，在生产污水管道、沉管、隧道衬砌等方面有着广泛的应用前景。另外，该材料还可应用于地下油罐，地下油库等。纤维增强体已被大量用于地下结构，尤其是在地下管线、隧道等领域。与常规水泥管及隧洞比较，该复合纤维有如下优势：

耐蚀性优异：在地下工程中，管线与隧道将遭受水、湿、酸雨等多种化学介质的侵蚀，常规的水泥基材料很难抵抗这些侵蚀，而利用其优异的耐蚀性，可提高管线与隧道的服役寿命。

轻质高强：与常规的混凝土管道和隧道相比，纤维复合材料的质量更轻，并且拥有更高的强度，它可以减少管道和隧道的自重，减少管道和隧道的承载压力，从而提升了工程的安全和耐用性。

方便施工：可以在工厂中对纤维复合材料进行模具制造，将其做成不同大小和形状的部件，之后再用组装的方式将其组装起来，从而构成管道和隧道，工艺简单、施工方便，从而极大地缩短了施工时间并减少了成本。

密封性好：玻璃钢复合管及巷道外表平整，无缝隙，可有效阻止渗漏，确保施工安全及稳定。

2.4装饰装修

纤维增强树脂基复合材料在建筑和装潢领域也得到了广泛的应用。该材料可用于制作柱子，花格，檐口，门窗等多种装饰性部件。

用这种材料制成的装饰件，颜色、形状、质地都很丰富，可以达到很好的装饰性，而且可以很好地满足用户的要求。

轻便、高强：与混凝土、石材等常规的装饰材料相比，纤维复合材料的质量更轻，并且拥有更高的强度，可以减少结构的自重，减少承载压力。

耐候性好：纤维复合材料的耐候性能很好，不会由于长期暴露在室外，受到紫外线、高温、雨水等自然环境的作用，而出现龟裂、变形、褪色等问题，可以维持很长时间的外观。

容易制造：该材料可以通过冲压，切割，钻孔等方法制造，可以制造出多种外形复杂的装饰性部件，便于工程建设。

阻燃性：通过加入一定数量的阻燃剂制得的纤维复合材料，可以达到阻燃效果，从而改善建筑结构的安全性。

结语

由于其质量轻、强度高、耐腐蚀、耐热和隔热性能好等特点，使其成为一种极具发展潜力的新型结构材料。本文从纤维复合材料的优势与局限性、纤维复合材料在建筑领域的应用实例与发展方向等方面进行了综述，认为纤维复合材料在我国的使用正日益增多，并逐渐成为我国的一种主要建材；将其用于建筑中，不仅可以增强建筑的抗震能力，减轻自重，还可以减少能源消耗和碳排放，而且还可以增强建筑的美观和功能。目前，国内外对纤维复合材料的研究还存在着一些不足之处，如材料成本高，施工工艺复杂等。在今后的研究中，将会有更多的方法去解决上述问题。

参考文献

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