淺析復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用

孫曉丹

【摘 要】土木工程的建設(shè)隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也不斷地壯大，隨著技術(shù)不斷的進(jìn)步，土木工程的材料也不斷的更新，而復(fù)合材料成為土木工程建設(shè)中最實(shí)用的材料之一，隨著復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，土木工程的建設(shè)質(zhì)量也逐漸提高了。本文針對(duì)復(fù)合材料的自身特點(diǎn)，結(jié)合它在土木工程中的應(yīng)用以及可優(yōu)化的策略進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】復(fù)合材料；土木工程；應(yīng)用

一、什么是復(fù)合材料

復(fù)合材料屬于兩種或兩種以上不同材料組合而成的混合物，根據(jù)現(xiàn)在的技術(shù)水平，很多傳統(tǒng)的材料已經(jīng)被復(fù)合材料取代。復(fù)合材料按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大致可分為四種復(fù)合材料，分別為：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、夾層復(fù)合材料、細(xì)粒復(fù)合材料、混雜復(fù)合材料；按組成成分也大致可以分為三種復(fù)合材料，分別為：金屬與金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬與金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬與非金屬?gòu)?fù)合材料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是復(fù)合材料中使用最廣泛、使用量最大的。

二、土木工程中復(fù)合材料的特點(diǎn)

1、具有靈活的可變性

復(fù)合材料是屬于混合物，在不同材料組成完成后的復(fù)合材料會(huì)保留原材料的特性，所以根據(jù)不同的要求組合不同的材料，所形成的復(fù)合材料的特性也是會(huì)不一樣的，所以說(shuō)復(fù)合材料具有靈活的可變性。

2、隔音效果好

生活在信息時(shí)代，人們的娛樂(lè)項(xiàng)目各式各樣，人們的夜生活也越來(lái)越豐富，在深夜中帶來(lái)的噪音就容易影響到正在休息的人們。所以現(xiàn)在的人們對(duì)建筑上隔音效果的材料都是比較看重，具有隔音效果的傳統(tǒng)材料大多數(shù)是比較笨重，安裝不方便、隔音效果也一般，尤其在一些如：KTV娛樂(lè)場(chǎng)所、酒店、劇院、電影院等對(duì)隔音效果的材料很重視，而復(fù)合材料恰恰滿(mǎn)足了人們的需求，方便安裝、隔音效果也好，很大程度上也提高了施工效率。

3、防腐性能好

在建筑工程中，人們對(duì)于材料的防腐要求也越來(lái)越高，由于外在因素比較多，如：材料、涂料、天氣、太陽(yáng)光的照射等，容易導(dǎo)致建筑腐壞，影響整個(gè)建筑的使用年限。復(fù)合材料根據(jù)建筑工程的需求，采用具有防腐性能強(qiáng)的材料組合，使得復(fù)合材料具有防腐性，將復(fù)合材料在建筑工程上應(yīng)用就能使整個(gè)建筑的使用年限增長(zhǎng)，而且還能保持建筑結(jié)構(gòu)的完整性。

4、承受能力強(qiáng)

在傳統(tǒng)的材料中沒(méi)有承受力的特點(diǎn)，建筑使用年限長(zhǎng)了或受到外界影響就容易倒塌、傾斜。承受能力強(qiáng)是復(fù)合材料的一個(gè)大特點(diǎn)，復(fù)合材料的抗疲勞性、柔韌性加強(qiáng)了建筑的承受能力，使整個(gè)建筑的年限大大增長(zhǎng)，不易變形。如一些地殼運(yùn)動(dòng)比較頻繁的地方，經(jīng)常性會(huì)發(fā)生一些地震，將新型技術(shù)的復(fù)合材料應(yīng)用在建筑上，對(duì)其建筑有穩(wěn)定性、加固增強(qiáng)的作用，建筑物不易倒塌、傾斜，這也是就對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全有個(gè)保障，同時(shí)也是降低國(guó)家的經(jīng)濟(jì)損失。

三、復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用

1、混凝土組合結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

混凝土組合結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)框架是采用鋼材，隨著復(fù)合材料的技術(shù)水平越來(lái)越高，在混凝土組合結(jié)構(gòu)中，復(fù)合材料代替了原料的材料，而且使用復(fù)合材料的成本也會(huì)比傳統(tǒng)的材料低，這也是人們選擇復(fù)合材料的因素之一。傳統(tǒng)的混凝土和鋼筋材料一起使用，會(huì)加快腐蝕鋼筋，并降低原本的耐用性，而復(fù)合材料自帶防腐性能，加入混凝土中對(duì)鋼筋起保護(hù)作用，并增強(qiáng)混凝土的穩(wěn)定性和剛硬性。

2、純復(fù)合材料大型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

在土木工程中也有部分是純復(fù)合材料大型結(jié)構(gòu)，如在搭建感光電路金屬板房、電磁干涉實(shí)驗(yàn)室等，特殊的建筑所需要的材料只有復(fù)合材料才來(lái)滿(mǎn)足。大型結(jié)構(gòu)的建筑需要有很強(qiáng)的承受力支撐整個(gè)框架，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性、電絕緣性等特點(diǎn)，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還有一個(gè)很大的特點(diǎn)，它比鋼、鋁合金、鐵等的強(qiáng)度大上數(shù)倍，在大型結(jié)構(gòu)中使用純復(fù)合材料起來(lái)加固補(bǔ)強(qiáng)的作用，并增大它的耐用性。

3、負(fù)載環(huán)境下復(fù)合材料的有效應(yīng)用

一幢一幢的高樓大廈、一座座大橋崛地而起，在土木工程中部分建筑是承載一定的負(fù)荷。長(zhǎng)期以往，易發(fā)生下沉現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致建筑塌陷。容易造成負(fù)載的建筑，例如：橋梁工程、碼頭基建工程等，復(fù)合材料在負(fù)載環(huán)境下的應(yīng)用，能使在長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載狀態(tài)下的建筑結(jié)構(gòu)不易變形、移位，而且復(fù)合材料加入混凝土中與鋼筋結(jié)合，可以加固并提升建筑結(jié)構(gòu)的抗負(fù)載能力，使土木工程中的建筑時(shí)限增長(zhǎng)。

4、在橋面板工程中的應(yīng)用

復(fù)合材料具備了多種性能，是因?yàn)樗怯蓛煞N或兩種以上的材料通過(guò)物理與化學(xué)作用合成的。橋面板工程中橋面板在長(zhǎng)時(shí)間使用后，其結(jié)構(gòu)性能會(huì)劣化、腐壞甚至失去作用，復(fù)合材料在橋面板工程中的應(yīng)用可以增強(qiáng)橋面板的防腐性能，并加固橋面板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，增強(qiáng)橋面板的使用率。復(fù)合材料的穩(wěn)定性可以使橋面板能夠按統(tǒng)一規(guī)格批量生產(chǎn)，這對(duì)于建設(shè)橋梁工程有著重要意義。

四、復(fù)合材料的優(yōu)化策略

1、規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在大型土木工程施工上需要耗費(fèi)很多材料，如果材料規(guī)格不統(tǒng)一，就會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)，在響應(yīng)“節(jié)約節(jié)能”的技術(shù)上，復(fù)合材料的穩(wěn)定性可以根據(jù)所需要的規(guī)格按一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)生產(chǎn)，如果在建設(shè)工程上有個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格去生產(chǎn)這些材料的話(huà)，在一定程度上可以避免浪費(fèi)而產(chǎn)生的環(huán)境污染和材料經(jīng)濟(jì)上的損失，而且也能加快施工效率。

2、創(chuàng)新

雖然復(fù)合材料的特點(diǎn)有很多，比如：防腐蝕性能、抗負(fù)載能力性能、抗耐性能、增強(qiáng)材料剛度性能等等，但是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的社會(huì)，對(duì)土木工程建設(shè)的要求也逐漸提高。為了滿(mǎn)足土木工程的建設(shè)需求，以新型技術(shù)針對(duì)復(fù)合材料的特性也在不斷的開(kāi)發(fā)創(chuàng)新。

3、節(jié)能減排

生產(chǎn)任何一種新型的復(fù)合材料都或多或少會(huì)產(chǎn)生一些致使環(huán)境的污染，在生產(chǎn)大型復(fù)合材料時(shí)，應(yīng)需根據(jù)參數(shù)預(yù)算材料，避免浪費(fèi)過(guò)剩，所以在生產(chǎn)的過(guò)程中一定要做好“節(jié)能減排”的措施。

五、結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的道路上，土木工程的建設(shè)也具有重要意義，復(fù)合材料在土木工程的建設(shè)中的應(yīng)用，可以說(shuō)是使土木工程的建設(shè)在建筑行業(yè)上再進(jìn)一個(gè)臺(tái)階，復(fù)合材料的防腐蝕性能、抗負(fù)載能力性能、抗耐性能、增強(qiáng)材料剛度性能等特性，對(duì)土木工程建設(shè)有著不可取代的作用，當(dāng)然，復(fù)合材料特性的開(kāi)發(fā)還仍需進(jìn)行，對(duì)國(guó)家的節(jié)約、節(jié)能、環(huán)保等口號(hào)，應(yīng)積極響應(yīng)貫徹

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