复合材料在土木工程中的发展与应用论文_王乃广

复合材料在土木工程中的发展与应用论文_王乃广

(南宁市建筑设计院,广西 南宁 530000)

摘要:经济社会发展迅速,土木工程行业进入新的发展阶段。工程材料直接关系着土木工程质量,在新的时代背景下,复合材料应运而生,推动了土木工程的行业的优化发展。本文将具体探讨复合材料在土木工程中的发展与应用,希望能为相关人士提供一些参考。

关键词:复合材料;土木工程;发展与应用

引言:

进入新世纪以来,我国的城市化进程不断推进,土木工程项目越来越多。土木工程项目对社会发展有着突出的裨益作用,可以推动现代化建设,加快城市化步伐。在开展土木工程建设过程中,复合材料的应用更加普遍。与传统工程材料相比,复合材料的实用价值更强,具有突出的质量优势。为了提高土木工程建设水平,必须扩大复合材料的应用范围,预测复合材料的发展方向。

1复合材料概述

1.1内涵

所谓的复合材料,就是将两种或两种以上的材料相混合,最终得到的新型材料。复合材料集成了组成材料的性质,可以发挥不同材料的优势性能,收获更加良好的应用效果。传统建筑材料在某一方面具有突出优势,而复合材料的综合性能更强,可以弥补传统建筑材料的不足之处。我国土木工程自上个世纪发展起来,复合材料的应用更加广泛。近几年来,我国科学技术突飞猛进,复合材料的创新种类不断增多。将复合材料应用在各行各业中,可以加快生产速度,提高生产效率,提升产品的附加价值。

1.2类型

复合材料是两种或多种材料的集成品,可以被划分为不同类型。以成分作为着眼点,可以将复合材料划分为金属类复合材料和非金属类复合材料。以结构作为着眼点,可以将复合材料划分为夹层复合材料和混杂复合材料等。以使用层次作为着眼点,可以将复合材料划分为常用复合材料和先进复合材料。

2将复合材料应用在土木工程建设中的特点优势

2.1可变性强

首先,复合材料具有可变性强的特点。从整体上来看,复合材料是一种新型材料,可以被应用在各种结构工程制造中。土木工程中的梁柱构造等都需要应用复合材料,对梁柱结构进行优化。复合材料是由不同材料组合而成的,其可变性比较强,设计性能相对较好。即便改变复合材料的外部结构,也不会对组分材料作用产生过多影响。每种结构有其固定的功能需要,为了使其实现功能目标,可以改变复合材料的形态。

2.2强度较高

其次,复合材料具有强度较高的特点。传统建筑材料的强度比较小,建筑物在使用过程中会受到外部环境影响,如果建筑材料强度较小,会导致建筑物使用寿命大大缩短。复合材料优化改进了传统建筑材料,几乎比所有材料的强度都要高。以碳纤维材料为例,碳纤维材料的强度可以达到钢材料的五倍以上,可以达到铝制材料的七倍以上。从这个角度来看,复合材料的实用价值更高,可以保障建筑物的整体质量。

2.3抗疲劳性好

再次,复合材料具有抗疲劳性好的特点。普通材料的抗疲劳性比较差,在长久使用后,材料质量会大打折扣。复合材料继承多种普通材料的优势,使抗疲劳性大大增强。即便经过长期使用,受到了较大的拉伸力作用,其材料质量也不会发生过大改变。

2.4抗腐蚀性好

最后,复合材料具有抗腐蚀性好的特点。我国幅员辽阔,土木工程分布在各个地方。在南方地区,土木工程建设会受到自然要素的影响。南方降水丰富,空气相对潮湿。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当土木工程和海水湿气接触,会出现严重的腐蚀问题,使实用性能不断降低。复合材料的抗腐蚀性比较强,不会被化学介质侵蚀,可以稳定建筑结构,延长建筑物的使用寿命。

3复合材料在土木工程中的发展和应用路径

3.1发展

自古代开始,我国就开展了土木工程建设。土木工程伴随时代发展而不断创新,复合材料在土木工程建设中的应用范围不断拓展。为了方便叙述,本文将主要叙述建国之后复合材料的发展情况。在上个世纪五十年代到六十年,我国开始探索复合材料在混凝土构件中的应用,并研制出了玻璃纤维。玻璃纤维取代了传统的钢筋材料,提升了混凝土构件的强度。在上个世纪七十年代到八十年达,我国认识到了复合材料的重要价值,并在结构工程中大量应用复合材料。纤维增强复合材料的研究成果不断增多,创造了巨大的经济效益、社会效益。在上个世纪九十年代,我国成功完成了碳纤维增强复合材料加固工程,和其他国家建立了长效的合作关系,实现了复合材料的推广目标。进入新世纪以后,复合材料的发展更加迅速。就目前来看,我国土木工程中应用的加固类复合材料已经超过了五百吨。

3.2应用

复合材料可以被应用在土木工程的结构加固中。在当代经济背景下,社会对土木工程质量提出了更高的要求,如何提高土木工程的抵抗力,对土木工程进行加固,成为各个建设单位关注的重点问题。复合材料具有突出的实用性能,因此可以被应用在土木工程中。在对土木工程结构进行加固时,应该将复合材料缠绕在砼柱上,提升砼柱的刚度和强度。砼柱的形态不同,复合材料的应用效果也呈现出较大的差异性。以长方形截面为例,在应用复合材料后可以达到提升变形能力的效果;以弧形截面为例,在应用复合材料后可以到提升承载能力的效果。除了可以将复合材料应用在砼柱上外,还可以将复合材料附加在梁板的拉面上。复合材料可以提高梁板的抗弯能力,避免梁板出现裂缝。在应用复合材料的过程中,仍然要以初始配筋梁作为基础,确保其达到施工标准。

复合材料可以被应用在土木工程的结构组合中。在开展某一环节施工时,需要对施工材料进行混合,把复合材料、混凝土材料、钢材料等融合到一起,确保复合材料能够发展质量优势,提升组合结构的整体性能。一般来说,土木工程的组合结构主要分为以下几种:第一种是钢混组合结构。在空心钢管之外粘附一层复合材料,并在空心钢管和复合材料之间灌注砼,这一举措可以提升空心钢管的抵抗性,避免空心钢管在后期使用过程中出现变形。第二种是混凝土组合梁。混凝土组合梁类属于剪力链接构造,混凝土和复合材料需要承载不同的压力,提高组合梁的强度。第三种是铝合金组合结构。在铝合金外层可以附加复合材料,避免铝合金受到外部环境腐蚀,保证组合结构的实用性能。

复合材料可以被应用在土木工程的桥面建设中。在上个世纪九十年代,我国应用复合材料建造了桥面,发挥了纤维增强复合材料的实用性能,大大提高了桥面的载重能力。近几年来,复合材料在土木工程桥面建设的应用越来越频繁。在某些地区,复合材料甚至可以占据桥面全部材料的百分之三十左右。复合材料可以提高桥面的拉伸张力,发挥桥面的应用实效。

结论:

综上所述,经济社会不断发展,土木工程建设进入新的发展阶段。为了提高我国土木工程的建设水平,应该发挥复合材料的应用价值,扩展复合材料的应用范围。

参考文献

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作者简介:王乃广(1989年1月—),男,汉族,广西横县人,大学本科,南宁市建筑设计院,研究方向为建筑工程。

论文作者:王乃广

论文发表刊物:《知识-力量》4中

论文发表时间:2018/9/18

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