高性能材料FRP应用与结构工程创新研究论文_陈超

高性能材料FRP应用与结构工程创新研究论文_陈超

蚌埠市兄弟装饰设计有限公司 233000

摘要:随着科技的不断发展,工程施工技术得到革新,本文通过加固结构、钢筋混凝土,两个方面对高性能材料FRP的应用进行了分析,并从开发FRP应用潜力、探究FRP空间结构、探索检测技术,三个方面对高性能材料FRP应用与结构工程创新策略进行了整理,又对高性能材料FRP的发展现状、性能特点进行了讨论,希望为关注这一话题的人们提供参考。

关键词:高性能材料FRP;结构工程;钢筋混凝土

引言

在改革开放之后,我国的土木工程行业不断发展,并带动社会经济发展,但传统的混凝土结构建筑受到外力的影响,会产生腐蚀、裂痕等问题,影响结构工程施工的稳定性,在科技不断发展的背景下,高性能材料得到了推进,应用这一材料进行土木工程施工能够进一步提高施工质量与施工效率,并进一步提高结构的稳定性,促进我国的社会经济的可持续发展。

一、高性能材料FRP讨论

(一)发展现状

为了能够深入了解高性能材料FRP,需要对发展现状进行分析,具体可以通过以下两个方面来了解,第一,我国对土木工程行业的重视程度较高,在改革开放之后就开始研究高性能材料FRP,并在2000年成立了全国高性能材料FRP工程委员会,同年在北京、昆明召开了学术交流大会。随着科技的不断发展,大部分企业能够生产FRP的施工材料,并且对这一技术开展了研究工作,促进了高性能材料FRP的发展。第二,由于美国部分地区近海,土木工程会出现盐蚀的问题,为了提高土木工程的结构稳定性,开展了高性能材料FRP的研究工作;加拿大在1989年开展对高性能材料FRP的研究工作,并成立了先进复合材料技术委员会,随着科技的不断发展,部分国家的高性能材料FRP应用技术较为成熟,能够提高土木工程施工运行的稳定性,但由于我国对高性能材料FRP的研究时间相对较短,与其他发达国家的应用能力相比,还存在一定的差距。

(二)性能特点

在研究高性能材料FRP时,可以通过以下两个方面分析其性能特点,第一,随着高性能材料FRP研究工作的不断推进,玻璃纤维、碳纤维等材料得到研发,在土木工程施工中应用这一材料,能够提高工程结构的抗腐蚀能力、耐久力等。但这个材料同样具有高成本、硬度小的缺点,进而应用这一材料之前,需要对工程结构设计方案进行分析,之后再进行合理应用。第二,由于部分土木工程应用时间过长,出现了一定的破损问题,在应用高性能材料FRP进行修补时,需要对加固需求进行分析,并选择适当的材料修补,保障土木工程具有稳定性。

二、高性能材料FRP的应用

(一)加固结构的应用

高性能材料FRP能够应用到加固结构中,具体可以通过以下两个方面来了解,第一,由于高性能材料具有形式多样化的特点,能够构造出稳定性较高的混凝土结构,例如:在土木工程施工中应用CARP,施工人员可以根据施工需求设置为不同的形态,得到工程结构加固的目的;在应用FRP材料时,可以将其制作为杆件、网架、拱顶等,构造出完整的空间结构体系,为土木工程施工工作的开展提供保障[1]。第二,由于高性能材料FRP具有一定的抗震性,进而在土木工程修补或建造时,合理选择高性能材料FRP,能够达到锚固的作用,提高土木工程运行稳定性,推动高性能材料应用技术进一步发展。

(二)钢筋混凝土的应用

在土木工程施工的过程中应用高性能材料FRP,能够应用到钢筋混凝土中,具体可以通过以下两个方面来了解,第一,由于部分工程具有特殊要求,但应用传统的钢筋混凝土难以满足使用需求,进而在建筑工程中应用高性能材料FRP,能够防止施工结构受到化学腐蚀,提高土木工程施工质量。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如:在对含有磁共振设备的工程结构施工时,传统的方法难以保障混凝土结构的稳定性,进而需要使用高性能材料FRP,并且由于CFRP具有无磁性的特点,应用这一材料最合适[2]。第二,部分土木工程施工难度高、工程宽度大,应用混凝土进行施工难以提高工程施工质量,但在施工中应用高性能材料FRP,能够提高工程稳固性。例如:在建造索斜拉桥时,桥宽为6.8米,跨度为30米,由于这一工程为特大跨度海峡大桥,为了能够进一步提高施工质量,需要应用高性能材料FRP。

三、高性能材料FRP应用与结构工程创新策略

(一)开发FRP应用潜力

为了能够提高高性能材料FRP应用与结构工程的创新能力,需要合理开发FRP应用潜力,具体可以通过以下两个方面来了解,第一,随着社会经济的不断发展,为了能够加快土木工程的发展进程,需要对高性能材料FRP进行研究分析,例如:研究人员可以先将高性能材料FRP的优缺点进行总结,了解其粘粘能力、锚固能力、断裂能力等,并对高性能材料FRP的应用改进方法进行分析,保障这一技术能够应用到防爆工程、桥墩工程等,促进土木工程进一步发展[3]。第二,虽然高性能材料FRP具有一定的优势,在施工中合理应用能够提高施工质量,但普通钢材具有一定的意义,进而在开发FRP应用潜力时,需要对建筑结构承载力与结构之间的关系进行分析,进一步提高工程结构的有效性。

(二)探究FRP空间结构

在对高性能材料FRP应用与结构工程创新策略研究时,需要探究FRP空间结构,具体可以通过以下两个方面来了解,第一,由于目前的高性能材料FRP技术不够完善,应用到结构工程中时容易出现一定的问题,为了能够改善这一现状,需要对高性能材料FRP的结构合理性进行分析,例如:部分高性能材料FRP具有耐高温的特点,但应用到结构工程中时,无法提高混凝土的耐高温性,在研究时,需要了解各部分之间的转化,了解影响防火能力的因素,并进行优化,提高结构工程施工质量。第二,部分土木工程在应用一段时间后,会产生裂缝问题,为了达到结构工程创新的目标,需要对结构的养护能力进行分析,并选择适当的材料开展养护工作,降低了建筑结构的自身收缩能力,减少裂缝问题的发生。

(三)探索检测技术

由于高性能材料FRP对结构工程有一定的影响,为了进一步提高其创新能力,需要探索检测技术,具体可以通过以下两个方面来了解,第一,由于高性能材料FRP具有多种形式,部分材料具有易断裂、耐酸碱性不强的特点,为了能够在土木工程施工中选择适当的材料,提高施工质量,需要大力开展监测技术研究,例如:技术人员可以先整理高性能材料FRP,并将材料的性能特点、应用优势等信息录入到系统中,并提高高性能材料FRP的关注度,及时将最新材料整理到系统中,提高系统的完整性。第二,为了能够进一步提高系统的检测效率,相关部门需要增加资金的投入力度,引进国外的先进技术优化检测系统,提高土木工程施工结构分析效率,并能够选择适当的高性能材料FRP,进一步提高施工的稳定性。

结论

综上所述,随着我国对土木工程结构稳定性的重视程度不断提高,高性能材料FRP研究工作得到了推进,但由于目前我国FRP的应用能力不高,甚至在应用中容易出现一定的事故问题,为了能够改善这一现状,提高结构工程的创新能力,并对检测技术、空间结构等方面进行研究,推动土木工程进一步提高结构稳定性,促进高性能材料FRP进一步发展。

参考文献

[1].杜邦高性能材料事业部推出面向3D打印领域的高性能材料[J].上海建材,2017(03):43-44.

[2]潘龙,刘一涛,谢续明.高性能石墨烯/聚合物纳米复合材料的研究进展——界面作用力的设计及其影响[J].高分子学报,2014(06):724-736.

[3]罗敏.浅谈新型高性能材料蜘蛛丝纤维[J].科技创新与应用,2014(16): 10.

论文作者:陈超

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/10/16

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