土木建筑工程中纤维复合材料的应用

刘晓青

摘 要：在我国科学技术高速发展的今天，土木建筑工程中涌现出大批新的发明，其中就包含了纤维复合材料。作为土木建筑工程应用中的新材料，纤维复合材料具备高强、轻质、以及抗腐蚀性等特点，是替代传统建筑材料的不二选择。本文就将对纤维复合材料的优缺点进行分析，并对纤维复合在土木建筑工程中的应用进行介绍。

关键词：土木建筑工程；纤维复合材料；应用

土木建筑是我国的重要的行业之一，对推动我国国民经济发展具有重要作用与人们的日常生活也具有重要作用，所以，只有不断完善、不断创新，才能最大程度上满足人们对于生活空间质量的要求。纤维复合材料作为一种新型的建筑材料，具有强度大、承重好、质地轻等特点，能够有效降低施工成本，符合我国建筑工程施工的发展趋势。因此，应将纤维复合材料合理应用在土木建筑工程中，以此促进建筑工程的不断发展。

1 纤维复合材料的特点

在土木建筑工程中，纤维复合材料有以下几个特点：

1.1 性能可设计性

因为纤维复合材料是由基本材料和增强材料等组合材料所构成的，所以它既有单一材料的某些特点，又存在组合材料的新特征。所以，当纤维复合材料作为结构材料被应用时，施工人员就可以根据结构的需要来对纤维复合材料进行设计，以改变单一材料所带来的局限性，以至于更好的满足土木建筑工程中的需要。

1.2 更强的抗腐蚀性

在传统建筑材料中，都缺少抗腐蚀性，尤其是在沿海地带的建筑工程中，建筑材料经常受自然因素的影响，无法发挥出其作用，进而造成经济上的巨大损失。而大部分纤维复合材料则具备很强的抗腐蚀性，采用纤维复合材料制作相关设备，可以最大程度的延长设备的使用寿命。

1.3 更强的抗疲劳性

金属具有一定的疲劳性，其强度是拉伸强度的40%-50%，而部分纤维复合材料通过基础材料的配置，抗疲劳强度相对普通金属可高出30%左右，是具有较强抗疲劳性能的建筑材料。

1.4 更强的抗震能力

在加载速度以及频率的条件下不会出现快速断裂的现象发生，具有良好的减震性能。另外，用同样形状和同样大小的两种物体分别作振动实验，纤维复合材料振动衰减时间就要要比轻金属的振动衰减时间短得多。

1.5 更强的比刚度和比强度

碳纤维T300/环氧树脂5208是纤维复合材料中的一种，相对于其他建筑材料，它的比刚度、比强度分别是铝的4倍左右、6倍左右。因此，在土木建筑工程中，纤维复合材料是一种轻质高强的新型建筑材料，不仅可以降低建筑工程的复杂性，还能在最大程度上节约建筑工期。

1.6 更强的安全性

纤维增强复合材料中存在独立纤维，而且是成千上万根，当利用纤维材料，进行构件制作过程中，一旦出现纤维断裂的情况，纤维上的荷载会被重新分配，会加载到未断裂的纤维上，这样在一定时间内，构件还能够承载一定的能力，因此安全性会有所增加。

1.7 更好的观赏性

纤维复合材料具有良好的观赏性，这主要是因为纤维材料具有柔软、树脂可流动等特点，因此在土木建筑工程中，利用纤维符合材料，制作构件，在外形上不会受到较多的限制，会增加构件的欣赏性，达到结构和美学的统一。

2 纤维复合材料在土木建筑工程中的应用

2.1 纤维材料增强混凝土的应用

在土木建筑工程中，混凝土是必不可少的材料之一，其用量极大，而一般的混凝土多以钢筋来增强，可是由于钢筋本身又存在受酸碱的特征，所以混凝土极其容易被腐蚀，从而对建筑造成破坏。因此，想要解决这一问题，就必须寻求一个新的产物来改变这一现状。纖维增强混凝土可以通过纤维组织与混凝土的有机结合，对混凝土的延伸、抗拉等性能进行有效改善，进而实现混凝土的使用价值的有效提升。日、美、苏等国家先后对其进行大量的实验研究以及应用，通过对钢纤维、、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维乃至不锈钢纤维等实验来说明，这种纤维增强混凝土不仅可以更好抗开裂，抗冲击，还能延长老化时间和耐火性，节约能源，降低制作成本。

2.2 纤维复合材料在结构补强材料上的应用

在土木建筑工程中，以往为结构补强的材料是钢板，可是钢板自身却存在着重量大，耐腐蚀性极差，钢板老化快等等问题，这些都是造成土木建筑工程中的难题所在。而纤维复合材料利用纤维片材修补来为土木建筑工程中的结构材料补强，它将树脂粘合剂粘贴在定向排列的连续纤维片材，需要其它其结构或构件的协同工作，以此达到结构补强的目的。在现在土木建筑工程中，总要是以碳纤维以及芳纶来为结构材料补强。其中碳纤维具有荷重增加、强度不足、抑制裂缝延长等特点，在缠绕修补、增加柱状结构等应用的较为合适。

2.3 纤维复合材料的涂层织物在建筑材料上的应用

在纤维复合材料中，涂层织物是一种复合材料，它主要起着骨架的作用，具有抗张力强、撕裂能力和尺寸稳定等功能，而涂层剂则起到了保护组织和表面特征的职责。

在涂层织物中，基布作为骨架，必须合理进行选择，否则会对产品的性能产生极大的不利影响。棉织物是比较常见的一种基布，但是由于棉织物本身存在易发霉、怕腐蚀、寿命短等缺点，逐渐被人们弃用，从而开始大量选用维纶、锦纶等。而在涂层剂也有许多的品种，不同的涂层剂功能也不相同。所以，土木建筑工程中可以根据涂层织物应用的场合来选择合适的涂层剂，让涂层织物在蓬盖布、软性屋顶、膜结构件建筑中可以起到最大的功效。

3 总结

随着我国社会经济建设进程的加快，越来越多对土木建筑工程的要求有所提高，不仅要求建筑物体本身的安全性能、合理舒适，而且还要具备美观环保、节约能源等。因此，选取适合材料来进行建筑工程成为了国家支柱型产业发展的重要因素。对此，纤维复合材料本身的优势能够促进土木建筑工程的高效完成，是土木建筑工程发展的巨大动力。

参考文献：

[1] 申丹辉.土木建筑工程中纤维复合材料的应用[J].居业，2016，03：17+21.

[2] 王孝龙，孙成蛟.纤维复合材料在土木建筑工程中的应用[J].室内设计与装修，2016，05：228.