关键词：复合材料；土木工程；发展应用
1复合材料的发展历程
最早开始在民用建筑中使用复合材料是在上世纪五六十年代，在1961年应用玻璃纤维符合材料制作成教堂尖顶，这也促进了复合材料的发展，也让越来越多的学者开始对其展开研究，这些都促进了复合材料发展。我国最早开始大量使用纤维增强复合材料是在上世纪八十年代。云南在1972年用GFRP建造了一个雷达天线罩；北京密云在1982年应用FRP建造出了一座公路桥，这也是世界上第一座用这一材料建造出的桥，是一座GFRP蜂窝箱梁型公路桥，桥梁跨径达到了20.7米。至此之后让FRP获得了极大的发展，开始被广泛的应用，是因为其在土木工程中的应用开始，因为其可以让土木工程结构得到有效的加固，这从日本阪神以及美国北岭地震后对工程的修复工作中就可以看出来，其具有很好的加固效果，因此，复合材料的安全性以及经济性获得了土木界的一致认可。
2复合材料在土木工程中的应用
2.1复合材料在土木工程中具有补强与加固作用
复合材料在土木工程应用过程中，所采取的方式多种多样，最主要的方式是将FRP附着在土木工程某些构件表面，从而起到一定的受力作用，其目的是为了增强土木工程材料的受力作用。早在二十世纪八十年代初期，对于复合材料在土木工程中的应用非常的少，几乎鲜为人所知，那时候只用钢筋混凝土的建筑物的内部，一些简单的具有纤维性质的复合材料附着在其内部，这样不仅加固了建筑物，而且还防止因为潮湿使得裸露在外部的钢筋生锈、腐蚀，影响建筑物的坚固性，从而将建筑物混凝土与钢筋结合到一起。碳纤维性复合性材料的出现是在上个世纪九十年代，它不仅在建筑业上有广泛的应用，同时也在桥梁加固方面得到了更好的延伸，随着时代的发展与社会的进步，碳纤维性复合材料的研究范围也不断的被拓展，其在建筑物上的应用和影响也日益提高，其优势性作用也日益彰显。与此同时，从目前我国建筑行业的发展形式上看，FRP技术结构形式也在发生着重大的变化，不仅仅是在建筑物内部粘贴、缠绕，还用于桥梁、地下隧道等，其形式也是千变万化，以不同形式在各种建筑物的各种结构中起到加固的作用，尤其在钢的结构的加工方面的用途首屈一指。
2.2FRP筋索和预应力FRP筋混凝土结构介绍
土木工程中所采用的FRP材料，其纤维占有比重相对比较大，筋度重量相对比较小，并且其强度范围相对比较高，相当于常规钢筋的多倍。FRP纤维材料的耐腐蚀性的特点较为突出，同时也是能够有效的替代钢筋的主要性能之一。在土木工程建设当中，其不仅能够有效的避免出现由于钢筋出现锈蚀，破坏工程结构的现象发生，而且还能有效的节约工程的维修成本，提高工程建筑企业的经济效益。除此之外，FRP材料的非磁性特点也较为突出，并且符合相关工程所要求的无磁性的标准。FRP索在道路桥梁建设工程中有着广泛的应用其能够有效的发挥缆绳的作用，可以作为预应力筋来使用。在上个世纪六十年代，配筋的方式广泛的应用到道路桥梁建设混凝土建设当中，其主要目是利用GFRP的基本性能，有效的避免有些特殊地区受到不利因素的影响，比如说沿海以及部分寒冷地区出现的盐蚀现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于GFRP在价格上相对不是很高，耐久性相对比较强，并且工程施工上相对比较简单，在工程建设中使用的相对比较广泛。近几年，在国内工程建设中，使用的较为广泛的是配套锚夹具、索产品以及FＲP筋等工程施工材料。通过对FRP筋混凝土的研究中不难发现，主要包含以下两方面的内容:第一方面是筋与工程混凝土之间的粘结问题，如果粘结达不到理想中的效果，并且采用不佳的处理方式，其粘结效果发挥不到应有的作用;另一方面利用FRP筋混凝土在力学方面的主要性能，这主要是由于FRP筋所具有的弹脆性的特点，这与传统的混凝土承受力存在方式有所不同，由于其立足点不同，在土木工程建设工程一定要视情况而定。
2.3简要介绍FRP的组合结构
本文所要讲述的FRP组成材料主要指的是将工程建设过程中所使用的钢材料以及工程用的混凝土材料与类型不同的FRP复合材料按照一定的比例进行配置，其目的是为能够土木工程所用的各种建筑材料发挥出自身所特有的优势，这种所形成的结构类型能够有效提高土木工程质量。目前，由于FRP的性能不是很完善，FRP还具有较强的可塑性:(1)分析FRP管混凝土。在土木工程的建设过程中，将混凝土填至缠绕成型的FRP管，从而形成混合性工程构建，这种构建方式，不仅能够有效的发挥FRP管对混凝土的约束性作用，而且还能有效地发挥FRP管的模板型作用，其能够加快工程施工进度，提高建筑施工工程的耐久性能;(2)分析FRP－钢管－混凝土组合构件。在土木工程具体施工过程中，空心钢管设置在建筑构件的中间位置，在构建的外面用FRP材料包裹，并且在其中间添加混凝土。这样工程设计，钢管发挥着承受力的作用，而FRP相当于模板，FRP能够有效的保护钢管，避免钢管出现锈蚀现象，并且能够降低钢管自重以及变形机率;(3)简要分析FRP－混凝土组合梁。FRP－混凝土组合梁主要是借助混凝土组合方式，从而达到混凝土下部拉，上部受压的效果。在FRP－混凝土组合梁的作用下，有效的使用组合梁材料，能够增强材料的利用率，有效提高建筑工程的经济效益。
2.4FRP复合材料结构介绍
由于FＲP在力学方面具有隔热性、绝缘性以及耐腐蚀性等特点，其被广泛的应用到民用工程建设过程中，就目前土木工程的建筑形式上看，FRP结构分为下面几种结构类型:(1)分析FRP桥面体系。在土木工程道路桥梁建设过程中，大多数桥面设计均以FRP复合材料为主，其具有的高性能能够提高道路桥梁对于外部环境的抵抗作用，提高道路桥梁的使用寿命，降低由于工程材料问题而发生工程故障问题。除此之外，以这种新型的建筑材料为主的道路桥梁建设，能够在一定程度上降低桥面的整体重量，增加道路桥梁的稳固性。这种建筑施工结构类型比较适用于具有较大跨度的建筑结构，并且具有比较突出的建筑效果;(2)分析FRP轻质桥梁。对于FRP轻型桥梁，大部分应用在人行天桥的使用过程中，这种设计的全部采用的都是FRP复合材料，有效的降低了桥梁工程整体上部构造重量。与传统的桥梁承受力情况有所不同，第一，FRP复合材料虽然承载能力相对比较强，但是其刚度不大，在土木工程建设中可以采用变形控制的方式;第二，由于FRP的受力特点为线性设计，其变形与承载力成正比，而且在完全破环出现之前，会出现明显的变形状况，进而呈现出比较突然的状态。
3结束语
综上所述，将复合材料应用到土木工程中，作用极为突出。其应用过程复杂，涉及到的专业要素和技术特性也比较多。近年来，我国土木工程行业得到了快速发展，可依据实际工程背景，对纤维增强复合材料进行合理应用，确保其应用方式更加多样化，使土木工程建设更具可开拓性，达到良好的应用效果，保障土木工程的整体质量及性能。
参考文献：
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[3]李沁羽，何雨桐.纤维复合材料在土木建筑工程中的应用进展.科技创新与应用，2013.29.291
论文作者:周金超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
标签：土木工程论文; 复合材料论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 工程论文; 材料论文; 组合论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;