引言
在社会经济高速发展的过程中,国内建筑行业进入了快速发展阶段,并且为社会发展带来了很大的促进作用,满足了社会发展需求。随着人们生活水平的不断提升,对于建筑物的质量和使用功能要求越来越高,对于高性能建筑材料的要求也在提高。纤维复合材料具有高模量、自重轻、耐酸碱、耐高温等优势,极大程度上满足了当前土木建筑工程的发展所需,由此获得了广泛应用,并推动着土木工程行业及建筑行业的高速发展。
1纤维复合材料的特点
1.1性能可设计性
在土木建筑中,纤维复合材料是由基本材料及增强型材料等组合而成的。因此,与常规材料相比,其具有双重性,既具备单一材料的优点,又存在组成材料的特性,是一种非常具有实用价值的建筑材料。在土木工程建筑中,当纤维复合材料作为结构材料被广泛运用时,工程设计师及相应的建筑工人就可以根据建筑自身的结构对建筑材料进行有效设计,同时,纤维复合材料由于其纤维柔韧、树脂流动性,使制品外形不受约束,协调结构与材质冲突,从而达到建筑艺术美感。
1.2抗腐蚀性较强
建筑行业高速发展的大背景下,土木工程项目不断增多,建筑规模逐渐扩大,由此所需应用的施工设备、施工材料也不断增多。但是,鉴于施工场所的局限性以及施工材料的特殊性,许多施工材料的抗腐蚀性亟待提升,尤其是在沿海地区,湿度偏大,该环境下开展施工操作会加速材料的腐蚀速度。如果施工材料被腐蚀必然会影响有效应用,从而留下安全影响,不仅会影响建筑的整体质量,还会影响工程经济效益。而纤维复合材料的耐腐蚀性能较好,即使是在潮湿环境,也不会产生任何锈蚀。若将纤维复合材料应用于土木建筑,可从根本上改善土木工程质量,为土木工程安全提供保证,从而延长工程使用寿命。
1.3更高拉伸强度
就本质而言,纤维复合材料的物理性能出现了巨大的变化。通过相关研究数据可知,纤维复合材料的抗拉强度显著优于钢筋的抗拉强度,一般来说,纤维复合材料抗拉强度优于钢筋2~10倍;另外,在达到抗拉强度极限之前,纤维复合材料几乎没有发生塑性变化,这说明纤维复合材料的抗拉强度较高。
1.4更好防震性能
在我国的土木建筑工程中,为了保证建筑物整体的耐用性,在设计中通常会考虑到诸如地震、强风、电击等自然灾害,特别是地震,因为我国某些地区地理位置较为特殊,属震感多发地段。建筑一旦受到外界力量的干扰,纤维复合材料就会吸收冲击力。笔者研究发现,纤维复合材料在各种工况下,都具有良好的稳定性和完整性。在实验过程中,研究人员对复合纤维材料与其他材料进行对比试验,实验结果表明,在相同的振动频率下,纤维复合材料的抗震、减震性能明显优于其他材料。
1.5较强的安全性
相对于传统建筑,将纤维复合材料用于土木建筑工程中,即便建筑承重量超出自身承受范围,也不会使得整个建筑的安全性受到波及。且纤维的混杂通常是以束为单位,单一纤维的断裂会被其他纤维的载荷分担,因为纤维复合材料的内部独立纤维能够自主承担更多的重量,并重新分配所承重量,由此能够有效保护整个建筑,同时,即便发生纤维断裂损坏,构件的承载力得到了加强,因此对于整体建筑的安全性具有非常高的保护作用。
2纤维复合材料的发展缺陷
纤维复合材料也存在一定的缺陷和不足。首先,纤维复合材料的生产制作成本要比其他材料更高,这对其在土木工程建设中大规模的应用产生了很大的影响。其次,纤维复合材料的性能波动性比较大,在应用时,只能依靠土木工程设计和施工人员根据自身的施工经验来对其性能进行判断,这就降低了这种材料应用的可靠性。而且,与混凝土等传统建材相比,纤维复合材料的性能波动性较大,在工程使用中依靠设计师或建筑工人自身的经验进行判断,缺乏一定的精准性。最后,关于其拆除回收还未有相应的机制,与可持续循环发展相悖,因此对于纤维复合材料的使用需要我国及时掌握一套相应的处理回收机制,防止新型建筑垃圾的产生。
3纤维复合材料在土建工程中的应用
3.1和混凝土材料结合使用
混凝土的应用是土木建筑工程施工期间必不可少的材料,该材料用途广泛。将纤维复合材料用于混凝土中能够有效提升混凝土抗腐蚀性。在传统施工中,为了有效提升混凝土强度,一般会选择增加钢筋用量的方式,但是钢筋在酸碱物质的影响下容易发生腐蚀,由此会使得工程质量受到影响。纤维材料对混凝土的增强不仅体现在抗渗性的提高上,对纤维增强混凝土材料的延展性、抗冲击等特性也有所展现,简而言之,纤维材料可以多方面、多角度的提升混凝土材料的性能,使混凝土的应用范围拓展,服役寿命得到有效延长,提升建筑工程的质量。
3.2在结构补强材料中的使用
以往都是使用钢板当作结构补强材料,然而,由于钢板自身重量大,同时抗腐蚀性较弱。而将纤维复合材料当作结构补强材料能够整体提升材料性能。例如:在定向排列的连续纤维片材中粘贴树脂粘合剂,然后利用其他结构构件便能够实现结构补强。当前,纤维复合材料得到了广泛应用,碳纤维能够有效承载更多的重量,同时能够防止开裂,由此可以广泛用于增加主体结构或者用于缠绕修补。
3.3涂层织物的应用
涂料在建筑施工中扮演着骨架角色,所以必须选用性能优良、抗拉性能好、尺寸稳定材料。纤维复合材料是新材料,它是具有检测性能涂料,它能很好地保护工程建筑物表面,提高整体美感。在膜结构建筑、封盖屋顶等工艺过程中,纤维复合材料应用更为突出。以往的土木工程施工中的涂层织物大多选择棉质的织物,但是这种棉质的织物在比较潮湿的环境中非常容易发霉或受到腐蚀,从而对整个建筑工程的施工质量产生不良影响。把耐腐蚀性良好的纤维复合材料应用在涂层织物中,降低了涂层织物的发霉和被腐蚀的概率,对于提高土木工程建筑施工质量发挥出了非常好的作用。
3.4用于承载结构的应用
在不同的建筑工程中,承载结构往往有较大的差异,对承载结构的功能和形态也有着较为明显的区别。纤维复合材料优异的力学性能和极高的可塑性使其可以制备出形态结构各异的承载结构,纤维复合材料便是承载结构的主要材料。通常而言,由于纤维复合材料突出的耐蚀性和抗渗性,纤维复合材料常见于外墙板或楼板等易出现腐蚀的构件中,当前,许多建筑在施工期间都选择采用纤维复合材料加工制作的装饰材料,能够提升工作效率,还能够保障整体质量,由此必然能够促进建筑行业的长远可持续发展。
结束语
纤维复合材料的耐冲性、耐腐蚀性、抗震性、抗腐蚀性以及力学性能等都非常好,在土木工程建筑施工中得到了非常广泛的应用,,在取代传统建筑材料、降低环境污染的同时也对建筑工程的整体质量有着明显的提高。而通过对纤维复合材料特性的把握还能达到建筑多功能化的效果,其有效性在我国土木工程建设中被广泛运用,同时也使其拥有更加广阔的发展前景。
参考文献
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