纖維復合材料在建筑工程中的應用研究

劉薇

摘要：纖維復合材料具有較強的抗腐蝕性能、抗震性能、拉伸強度等，因其具有很多良好的特性，在很多領域中具有廣泛的使用。建筑工程關系到我國的經濟發展，與人民生活具有緊密的聯系，所以將纖維復合材料運用到建筑工程中能夠發揮很大的作用。首先通過分析纖維復合材料在建筑工程中的研究現狀，發現我國在建筑工程中纖維復合材料已經有了40年的發展應用。然后再闡述纖維復合材料的特點，纖維復合材料的優勢是明顯多于缺點。再根據纖維復合材料的特征將其運用到建筑工程的不同方面中，以提高建筑工程的質量和使用壽命。最后為了纖維復合材料能夠在建筑工程中發揮該有的價值，提出了幾點應用策略。文章旨在通過纖維復合材料的運用，能夠提高建筑工程的質量、降低建設成本、增加使用時間。

關鍵詞：纖維復合材料;建筑工程;應用

中圖分類號：TQ340 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）12-0073-04

建筑行業占有我國總體經濟的重要一部分，是我國重要的行業之一，其發展速度可以直接影響著我國的經濟變化和社會發展，而且建筑行業與人民的生活有著直接的影響，所以提高建筑工程質量是非常重要的。良好的建筑工程質量能夠對建筑行業的發展起到推動作用，還能為我國、社會、人民的安全起到一定的保障作用。纖維復合材料的出現，讓我國建筑材料變得更加的豐富和先進。纖維復合材料作為一種新型材料有很多的優勢和特點，不僅能夠降低建筑工程的造價成本，還能夠對工程質量有很大的提高。所以纖維復合材料能夠在建筑工程中得到廣泛和充分的利用，將會對我國的建筑工程質量起到很大程度的提高，將會推動我國的建筑行業得到更快的發展。所以本文將會研究纖維復合材料在建筑工程中的應用，希望對我國的建筑工程質量起到一定的幫助作用。

1 纖維復合材料應用于建筑工程中的現狀

20世紀70年代復合材料就已經被應用于工程建設中，直到20世紀80年代末，人們才開始對纖維復合材料產生重視，開始注意到纖維復合材料能夠加固混凝土，其加固程度不亞于鋼筋，所以慢慢的隨著纖維復合材料的不斷應用與發展，開始替代預應力鋼材、鋼筋混凝土的市場地位。目前，纖維復合材料在國內外都得到了普遍的發展，對力學性能、生產效率和技術等都有著不斷的發展，在這些方面也有著不錯的成績。但是直到1997年，工程師將纖維復合材料運用于橋梁中，對橋梁進行修建、修復、加固等，這些方面的應用能夠起到很好的作用，獲得了很好的科研成果。當前纖維復合材料廣泛使用，對于該材料的生產很多的制造企業在加大生產，對纖維復合材料的生產效率得到了非常的提高，與原始的生產效率相比，當前的生產效率大概提高了百倍以上，所以生產速度的提高，就會降低材料的成本，對建筑工程中運用纖維復合材料提供了一個很有利的條件，可以降低建筑工程的成本[1]。

建筑工程在建設過程中將纖維復合材料運用其中，可以明顯發現纖維復合材料的優勢所在，比如纖維復合材料的耐久性比較好，因為碳纖維布增強復合材料在加強建筑工程構件上已經有了40年的成功應用;張頎的研究中通過實驗研究的方法，得出碳纖維增強復合材料能夠極為明顯的提高鋼筋混凝土梁的剪切性能，對剪力受損比較嚴重的梁，依然能夠取得非常好的加固效果[2];纖維復合材料利用于橋梁中的拉鎖中，能夠很大程度上的將梁跨度增加一倍多到兩倍多，如表1所示。

2 纖維復合材料的特點

纖維復合材料被廣泛使用，究其原因就是因為該材料有很多的特點，比如具有可設計性能、抗腐蝕性、抗震性能，纖維復合材料還有兩個特點就是制約性能和區域性能，該性能只需要在建筑施工之前做好合理的施工方案即可，所以纖維復合材料有很大的優勢，在建筑工程中能夠發揮很大的作用。接下來將對其性能進行簡單的介紹。

2.1可設計性能

可設計性能就是說纖維復合材料能夠通過不同的設計，呈現出不同能能夠的性能。因為纖維復合材料組成包括主要的兩個部分，其中之一就是基礎的材料，二就是相關的增強材料，通過將兩種材料進行組合成纖維復合材料既可以擁有基礎材料的特征還能夠擁有相關增強材料的特征。兩組材料可以根據建筑工程施工的實際需求所設計出符合要求的纖維復合材料。通過這種復合材料的設計與利用，比傳統單一材料的性能更加多，打破了這種局限性。纖維復合材料有更多的廣泛性，能夠在很多的領域中發揮作用，在建筑工程中應用纖維復合材料可以利用其可設計性能，針對不同的建筑工程結構要求、施工要求等設計出符合要求的纖維復合材料[3]。

2.2抗腐蝕性能

建筑工程也會受到腐蝕侵害，尤其是在沿海城市，然而一般的建筑材料是不具有防腐蝕作用的，或者其防腐蝕作用比較弱，建筑就會出現一定程度的腐蝕，不及時處理，也將會造成比較嚴重的經濟損失和人員安全問題。纖維復合材料是具有很強的抗腐蝕作用。因此建筑工程中應用纖維復合材料能夠降低其發生腐蝕的概率，將會對其建筑和設備都起到延長壽命的作用[4]。

2.3抗震能力

纖維復合材料有一種很大的優勢，即該材料在受到加速和頻率變化時，對纖維復合材料都不會產生影響，不會出現斷裂的情況，應用到建筑工程就可以起到很好的防震作用和減震作用。建筑工程中也會運用到其他的抗震性能的材料，但是纖維復合材料與這些材料想比，同樣大小形狀的材料，纖維復合材料減震的作用比一般的材料好很多，能夠將震動時間縮短很多，所以纖維復合材料應用建筑工程中能夠起到很好的抗震作用。

2.4區域性能

區域性就是說纖維復合材料在不同的施工環境和條件中，不同的纖維復合材料有著不同的特征，最終將材料運用于建筑工程建設中所使用的施工方式都會有所不同。區域性能是纖維復合材料的一個很大特點。所以會造成一種現象就是在同一個施工場地里，會使用到不同的纖維復合材料和施工方式。針對纖維復合材料的區域性能，在建筑工程施工之前就需要做好詳細的研究和規劃，不然就會出現很多的問題，不僅要做到“因地制宜”，還要能夠杜絕掉“經驗主義”。因為這種區域性能，稍微規劃不科學合理，纖維復合材料的應用就達不到該有的效果，所以一定要做好詳細、科學、合理的研究。

2.5制約性能

纖維復合材料有很多的優勢，但是也存在其局限性。因為建筑工程的施工環境是比較負責的，其中會存在很多的材料選擇和存儲問題，在對材料進行選擇時還會受到單一材料局限性的影響。而且建筑工程的施工場地比較亂，不僅包含著施工建筑、完成建筑，還有很多的地下管線、各種設施等，這些種種的因素都會影響到纖維復合材料在建筑工程中的應用，會給施工帶來一些問題。所以在決定應用纖維復合材料之前，就需要根據現場施工環境，將設計圖紙進行非常詳細的檢查，要能夠考慮到多方面的影響因素，從而制定出科學、合理的施工方案，在施工過程中還要能及時應變。

3 纖維復合材料在建筑工程中的應用

纖維復合材料有很多的優點，可以在建筑工程進行應用，其在建筑工程中的應用也有很多的方面，文章主要從以下4點分析纖維復合材料的應用。

3.1運用在增強混凝土的質量上

對于建筑工程，混凝土是其組成的基本材料，也是必不可少的材料，在建筑工程中很多的地方都需要應用到混凝土，將纖維復合材料用到混凝土中，就可以對混凝土起到很好的抗腐蝕性能。一般情況下，使用鋼筋混凝土比較多，也比較常見，鋼筋的使用可以起到加固的作用，但是鋼筋非常容易受到腐蝕侵害，鋼筋是起到加固增強的作用，發生腐蝕了就會影響到建筑工程的質量。所以，可以將纖維復合材料加入到混凝土中，不僅能夠起到防腐蝕的作用，還能夠增強混凝土的拉伸強度、抗震性能，讓混凝土變得更加的有價值。建筑工程應用纖維復合材料，能夠對其自身起到的很好質量加強作用，增加建筑工程的使用壽命，還具有很好的抗沖擊能力和耐火能力，能夠減少建筑工程的造價成本，對企業的經濟利益將會更高。

3.2運用在結構補強材料上

對于結構補強材料，傳統的方式就選擇鋼板進行加強，但是這種方式的缺點在于鋼板容易收到腐蝕侵害，而且它的重量過大[5]。所以利用鋼板對質量會產生危害。將纖維復合材料運用到結構補強材料中，纖維復合材料的重量很輕，具有防腐蝕的作用，利用膠粘劑將纖維復合材料粘貼在建筑結構中個，就可以達到很好的結構補強作用。纖維復合材料雖然輕，但是其承載能夠是很大的，也不容易開裂，所以，作為結構補強材料可以起到很好的作用。

3.3運用在涂層織物上

涂層織物在建筑工程中起著非常重要的骨架作用，作為骨架，必然需要擁有很好的抗張力、承載力，而且還需要有具有尺寸穩定。將纖維復合材料運用到涂層織物中，由于纖維復合材料的各種優勢，作為涂層織物可以有效的起到保護作用，而且還可以增強美觀[6]。建筑工程中選擇的棉織物作為涂層織物也能夠起到保護的作用，但是這種材質容易腐蝕并且發霉，所以其使用壽命也將會受到很大的影響，將纖維復合材料應用其中，更有利于建筑工程施工。

3.4運用于承載結構中

纖維復合材料因其優勢比較突出，可以在很多的承載結構中應用，例如應用于承重折板、樓板等結構中。因為纖維復合材料具有很強的防腐蝕作用，所以將其運用到化工廠的建筑結構中，加入到化工廠的外墻中，或者是需要防腐蝕的樓板中都可以進行利用，化工廠由于其自身環境的特殊，是非常容易收到腐蝕侵害的，這樣就會造成承載結構發生問題，所以將纖維復合材料運用到建筑結構中，尤其是化工廠結構中，能夠延長建筑的使用壽命。纖維復合材料還可以取代鋼筋作為承載結構的加固作用，不僅能節約鋼材的使用，還可以提高建筑工程中承載結構的承載能力。

4 建筑工程中纖維復合材料的具體應用策略

通過對上述分析纖維復合材料在建筑工程中的應用可知，該材料能夠在建筑工程多個方面進行利用，并且能夠達到很好的作用。然而要想運用好纖維復合材料并不是非常容易的，如果在建筑工程施工過程中沒有運用好纖維復合材料將會達不到應有的效果。于是為了達到纖維復合材料的合理應用，起到其應用價值，提出了以下策略。

4.1規劃建筑工程施工方針

將纖維復合材料應用與建筑工程中，首要做的就是需要規劃好建筑工程施工方針，這是應用好纖維復合材料的基礎條件。因為在建筑工程的結構設計中，存在很多的影響因素，需要考慮到的問題將會很多，設計非常復雜，因此，對于建筑工程施工的設計流程需要花費大量時間和精力，需要專業的設計人員考慮到纖維復合材料的特性、利用方式、施工方式等等，需要一個合理、科學的施工流程計劃，可以保障在利用纖維復合材料時能夠發揮其作用。

4.2合理細化材料采購流程

對建筑工程所需要的材料采購流程進行細分，看似對纖維復合材料的應用沒有作用，但是其發生著間接的影響。因為對于一個建筑工程來講，其做需要的材料將會非常復雜繁瑣，其中涉及到材料種類的選擇、預算、運輸、管理等等，整個采購流程是非常的復雜，所以必須對其進行細化，才能夠保障建筑工程在施工時能夠順利的進行，其中施工也包含著纖維復合材料的施工程序。如果采購流程不合理，將會浪費很多的人力、物力、財力，還會對建筑工程質量造成一定程度的影響。

4.3規范現場安裝設計流程

在建筑工程施工過程中，會存在很多的規章制度，以防出現安全事故，對于這些規章制度，工作人員必須嚴格遵守。纖維復合材料的施工作為建筑工程中的一部分，也需要嚴格按照規章制度進行執行，尤其是現場的安裝設計流程，需要進行統一的規范。在纖維復合材料施工之前，就需要制定出詳細、科學、規范的安裝設計流程，便于在施工過程中執行。每一步的流程將會對后續工作產生不同程度的影響，所以在規范流程時，要結合纖維復合材料的施工特點，要能夠進行多方面的考慮。只有考慮全面，在施工過程才會更加的順利，對纖維復合材料的更好應用也會有所幫助。

4.4提升建筑工程施工現場人員的管理水平

將纖維復合材料應用于建筑工程中，會涉及到纖維復合材料的施工管理和其他方面的施工管理，可是不管哪種的施工管理，都會對纖維復合材料的應用起到一定程度的影響。對于這些施工管理的主體是人，所以通過提高相關工作人員的施工管理水平就可以直接的提高纖維復合材料的應用。在提高相關工作人員的管理水平時，還要能夠提高他們的自身素質。一個擁有專業能力和良好素質的工作人員，在對待自己的工作時就會發揮最大的力量，就會對纖維復合材料施工水平不斷提升，從而提升纖維復合材料的應用水平。

5 結語

綜上所述，纖維復合材料在我國的發展相對比較成熟，在建筑工程中的應用也較為廣泛，隨著時代的發展，將來對纖維復合材料在建筑工程中的應用只會越來越多。從上文中可知，纖維復合材料具有可設計性能、抗腐蝕性能、抗震性能、區域性和制約性。將纖維復合材料運用到建筑工程中也能夠發揮很好的作用，能夠提高建筑工程的質量、降低成本、延長壽命等。為了更好的發揮纖維復合材料在建筑工程的應用，還提出了幾點應用對策。總體來講，纖維復合材料具有很大的優勢，但是也并不是一種萬能的材料，其也存在一定的缺陷，比如剪切和層間強度比較低。所以在將纖維復合材料運用到建筑工程時要考慮到建筑與材料的性能、材料的特性和使用范圍等，要能夠將纖維復合材料運用到恰到好處，從而將其優勢發揮出來，提高建筑工程的發展。

參考文獻

[1]徐文娟.纖維復合材料在土木建筑工程中的應用探究[J].四川水泥，2016（11）：305。

[2]張頎.側貼碳纖維布加固鋼筋混凝土梁剪切性能的試驗研究[D].重慶：重慶大學，2007.

[3]王孝龍，孫成蛟.纖維復合材料在土木建筑工程中的應用[J].室內設計與裝修，2016（05）：228.

[4]李靜.土木建筑工程中纖維復合材料的應用[J].價值工程.2017（29）：206-208.

[5]姜長會，婁保鋒.土木建筑工程中纖維復合材料的應用[J].城市建筑，2017（3）：178.

[6]侯劍飛.土木建筑工程中纖維復合材料的運用概述[J].河北建筑工程學院學報，2012（04）：22-24.