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引言
由于纖維增強復合材料具有較強的加固作用,所以被廣泛的應用到土木工程的各方面施工中。這種材料的應用能夠有效的彌補傳統材料在施工建設中的不足,進而能夠在施工建設是發揮重要的作用。因此,在土木工程施工的過程中如果條件允許的情況下,應該合理的應用復合材料,從而能夠使工程的質量得到保障。
1復合材料研究歷程
經過翻閱材料可知,早在古代建設時就已經使用復合材料,雖然當時的建筑比較原始,古代人利用自身的智慧,將黏土中添加稻草,進而能夠是黏土的再定是具有較高的堅固性。與此同時,人們又開始將黏土中添加粉灰或煤矸石,利用高溫的形式將其凝固,進而能夠發揮堅硬的效果。隨著科技發展的進步,人們研制的鋼筋混凝土,為建筑行業帶來有效的幫助。混凝土能夠有效的加強建筑的強度與耐久性,而且成本較低,建筑消耗也相對較低。由于混凝土使用的過程會受到眾多因素的影響,人們開始嘗試研發更加先進的材料,纖維增強復合材料的應用,有效的改進的混凝土的不足,并且具有耐腐蝕和高強度的特點,被廣泛的應用到建筑行業。
2土木工程中復合材料的作用
隨著我國科技發展的推進,在工業生產的過程中廣泛的使用復合材料,并且成為此領域不可缺少的組成部分,尤其是在汽車制造的工業中,為了能夠使汽車的強度得到增加,合理的應用復合材料能夠使其質量得到保障。在人們生活中也會經常遇到復合材料的使用,例如比較常見的打印機與復印機設備,都是利用復合材料組成的。因此,復合材料的堅固程度能夠有效的應用到土木工程的建設中,根據觀察研究可知,復合材料的堅固程度遠遠超過傳統的加固材料,極其適用與施工建設。在土木工程施工的過程中,應用復合材料能夠起到有效的加固作用,并且這種復合材料的加固性能已經被眾多的行業認可。然而由于使用的成本要比混凝土高,所以一般在施工建設時將其應用在受力較強的部位,從而能夠保證建筑的質量與堅固性。在工程中使用復合材料加固方式具體有:首先,合理的選擇纖維增強復合材料對混凝土結構進行加固施工,一般主要應用在混凝土柱纏繞加固,從而能夠對混凝土柱加固的效果。其次,在施工建設的過程中對橋梁跨度的受拉面使用纖維增強復合材料,進而能夠對受拉面提供不強的作用,然而這種材料還能應用在老舊的建筑中,僅能夠將損壞的部位加固,同時能夠適用纖維增強復合材料對房梁的抗彎能力進行加強,避免由于壓力過大的情況出現形變的現象。最后,應用纖維增強復合材料在混凝土柱的建造上,對建造完畢的混凝土柱進行包裹,使其能夠加強堅固程度,進而增加抗壓能力。
3復合材料在土木工程中應用
3.1工程結構加固補強
將復合材料附加在施工建筑以及結構部件的表面,能夠有效的增強建筑的受力狀況。由于復合材料的加固性較強,所以被廣泛的使用到鋼體結構和木質結構以及混凈土結構等,同時被社會各界廣泛的應用。其中使用最多并且效果最好的就是鋼筋土柱的使用,先使用混凝土完成建設,隨后使用復合材料對其進行加固,從而能夠提高抗震能力與變形能力。在混凝土柱表面使用復合材料只能對進行加固不強,然而要想使其的承壓能力提高,則需要將截面設置具有一定的弧度。并且在弧度對受拉面使用復合材料,使其抗彎的能力有效的提高,進而減少裂縫的產生。
3.2與傳統材料融合
將纖維復合材料與傳統的混凝土以及鋼筋進行結合使用,根據復合材料的堅固程度,能夠有效的彌補其他材料的不足,使其性能得到增加,進而形成一種新型的結合材料,其中具體結合的方式有以下幾種:①將混凝土與纖維增強復合材料進行結合使用,在加快施工進度的同時,使其材料具有一定的耐久性與可靠性;②將空心鋼管表面使用纖維增強復合材料,并且利用混凝土進行填充,以及將鋼管的模板作為程中裝置,纖維增強復合材料與混凝土能夠有效的對鋼管進行保護,確保其使用的堅固,承載能力也會有所提升。
3.3使用復合材料替代鋼筋和鋼索
在土木工程施工的過程中使用纖維增強復合材料時,因為纖維增強復合材料在制作的過程中使用眾多的纖維材料,因此具有較小的重量以及較強的硬度,進而在施工使用的過程中呈現眾多的優點。纖維增強復合材料具有較高的腐蝕性,甚至可以取代鋼筋的腐蝕性,因此,在土木工程的建設施工中,不僅需要防止鋼筋生銹的問題,還需有在保證更稱質量的基礎上降低成本的使用,促使土木工程能夠得到一定的經濟效益。與此同時,纖維增強復合材料具有非磁性特征,從而能夠適用于部分無磁性施工的要求。在道路橋梁的建設中應用纖維增強復合材料時,進而能夠發揮纜繩的作用,能夠將其當作預應力筋進行使用。在施工的過程中應用纖維增強復合材料與混凝土發現,材料與混凝土之間存在粘結的問題,如果沒有將此問題有效的掌握,從而導致連接問題出現嚴重的隱患。因此,相關管理人員應該注重對施工的監督,并且要求施工的和方面都達到標準,促使建筑施工的質量得到保證。
3.4全復合材料結構
全復合材料具有強度高的特點,并且能夠彌補傳統材料的不足,在使用的過程中具有抗腐蝕性以及絕緣性,而且可以通過加工改變其形狀,進而能夠適用于各方面施工。其中全復合材料能夠有效的應用在人行天橋,促使天橋的承壓能力得到保障,當行人過多時能夠有效的保障行人的安全。另外,當發生人為災害或自然災害時,由于全復合材料能夠具有較低的重量,進行運輸的過程中能夠更加便捷,全復合材料的結構是將相關的復合材料重新編織,其具有較強的彈性,而且有一定的耐久性,它特有的柔韌結構能夠在一些超大跨度的建筑中廣泛應用,例如鳥巢、國家體育館都會應用這種材料。復合材料的主要空間結構模式便是把桿件以端頭的鋁合金錐頭的方式相連,從而構成網架,重量大約為鋼筋框架整體重量的20%,并且具有施工過程較為便捷,可以較快地完成,材料抗腐化能力較強,而且在維護保養方面所需要的成本也較低,溫度效應更小等優勢。復合材料的桿件更加適合在跨度較大并且所處環境較為惡劣的建筑施工中,復合材料的可塑性能夠使其輕易彎曲并塑性,所以在進行形態比較繁瑣的建筑過程中,復合材料結構部件能夠發揮更好的作用。除此之外,目前人們對于建筑的要求逐漸加入了節能環保的性能,所以一些污水、重金屬、強酸腐蝕物的處理工業也逐漸增加,這些建筑物對于建筑材料都有著非常高的抗腐性的需求。并且如今在海洋探索工作中,也對于材料的耐寒、耐氯鹽腐蝕的要求越來越嚴格,而復合材料優秀的抗侵蝕性都能夠滿足其中的要求。
4結束語
總而言之,在土木工程施工的過程中,纖維增強復合材料得到廣泛的應用,然而應用的條件卻比較復雜,相關管理人員應該重視對這種材料的使用,使其能夠得到穩定的發展。并且利用混凝土與纖維增強復合材料的融合使用,進而在保證施工質量的同時能夠有效的降低成本,促進行業的穩定發展。
參考文獻
[1]王琛.復合材料在土木工程中的發展與應用[J].建材與裝飾,2018(06):77.
[2]萬健.復合材料在土木工程中的發展與應用[J].四川水泥,2018(06):340.
作者:周小毛 單位:江蘇廣耀建設有限公司