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摘要：复合材料主要是由多种材料以物理方式、化学方法处理形成，使其成为新型材料。因此，复合材料具备不同材料优点，将其合理应用于土木工程中，可以为其施工建设起到积极作用，特别是对于纤维增强复合材料的应用，因其具备质地轻和硬度高等特征，使其成为提高土木工程质量的重要方式。基于此，在土木工程的施工过程，加大复合材料应用力度，结合其发展和作用，能够实现复合材料的有效运用，同时提高土木工程整体质量。
关键词：复合材料；土木工程；发展应用
1复合材料研究历程
对复合材料的研究与应用历史可以追溯至古代，那时建筑技术还比较原始，人们已经开始尝试在黏土的基础上加入稻草或麦秸以使建筑成型更为优良；后来人们又尝试用粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为原料，经成型和高温焙烧而制得的烧结砖，这在我国也有三千多年的历史，而且因其具有价格低廉、工艺简单、隔热隔声等优点，现在的很多建筑中应用也非常广泛；到了近代1900年，万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用，在建材领域引起了一场革命。混凝土满足了工程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛；从上个世纪五六十年代开始，人们又开始尝试一些更为质轻、高强、易加工、耐腐蚀的新材料，纤维增强复合材料应运而生。
2土木工程中复合材料的作用
伴随科学技术高速发展，其复合材料成为工业生产领域主要部分，尤其是在汽车工业内，汽车制作工艺需要在复合材料应用下进行。而人们生活中，复印机与打印机的应用比较常见，均是在使用复合材料的基础上进行。由此可见，土木工程的施工过程，对于复合材料的应用尤为重要，在对其作用进行深入研究可知，复合材料的加固补强效果比较理想，特别是在土木工程中，使其成为土木工程受力性能重要加强措施。土木工程中，因复合材料补强、加固作用比较显著，所以，施工人员通常选择此种方法进行构件受力性能的加强，对于混凝土来讲，复合材料加固方式具体包括：首先，选择FRP布进行混凝土结构的加固，主要表现在混凝土柱缠绕加固中，以此呈现其柱加固效果，在提高结构整体强度的同时，还可以改善结构抗剪和抗震能力[2]。其次，混凝土的梁、板和桥梁跨度中，受拉面应用FRP材料，具有较强加固补强作用，尤其是老旧建筑的改造加固和房屋损坏修复等方面，均可以通过此种方式提高构件抗弯能力，避免结构裂缝延伸。后，混凝土柱与梁施工中，FRP材料进行包裹后，在其外部进行FRP的环绕加固，可以达到佳加固效果，从而提升结构抗压与抗剪能力。
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3复合材料在土木工程中的应用
3.1工程结构加固补强
将复合材料附着在结构件的表面，可以增强其受力能力。目前复合材料在结构件上的加固补强主要使用在混凝土结构、砌体结构、钢结构以及木结构等，同时应用于各种领域中，包括建筑结构、水工结构、桥梁、隧道等。其中最为主要的应用是将复合材料缠绕在混凝土柱上，通过对混凝土进行约束，然后增强混凝土的强度和变形能力，进而提高其抗震能力。复合材料对混凝土柱的加固补强，主要与其截面形状有关，一般情况下对于变形能力和抗剪能力的提高较高，而要想提高其承压能力，可以将截面设计成具有一定弧度的。另外还可以在梁或者板的受拉面粘贴复合材料，可以提高其抗弯能力，同时有效控制裂缝的产生。同时还可以使用复合材料片材对梁或者柱等结构件进行包裹，提高这些结构件的抗剪切能力。
3.2使用复合材料替代钢筋和钢索
复合材料筋与普通的钢筋相比具有轻质和高强的优点，其强度是普通钢筋的6倍，而重要仅有普通钢筋的1/5。同时还具有抗腐蚀、抗疲劳以及低松弛和非磁性的特点。使用复合材料筋替代普通钢筋，可以减少钢筋腐蚀给建筑结构带来的损害，减少维护费用。同时还可以应用在一些特殊的工程中。一般情况下，使用的复合材料筋主要有四种形式，分别是表面砂化处理的复合材料筋、复合材料预应力筋、表面压痕和滚花处理的复合材料筋以及纤维交错编织的复合材料筋。
与传统材料融合不同FRP混合使用以及FRP与混凝土、钢筋等融合，均可以达到取长补短的目的，在增加其性能同时，还能够形成全新结构体系，即FRP的组合结构，具体包括：第一，FRP管内进行混凝土的结合，在FRP的基础上进行混凝土的约束，在具备加快工程进度同时，还拥有较强持久性。第二，FRP位于空心钢管以外，然后选择混凝土进行填充，其中钢管模板作用为承重，而FRP与混凝土能够对钢管予以保护，混凝土则呈现约束作用，实现承载能力的提升。第三，工程构件中进行FRP的运用，可以对FRP进行全面应用，但需要确保FRP、混凝土间的有效连接。
3.3全复合材料
全复合材料经过深入研究复合材料力学性质发现，力学领域内此种材料具有较高强度，根据其力学特征发现，耐腐蚀性与可设计性属于其基本特征，结合土木工程的施工情况发现，在全复合材料结构中，将其应用于土木工程时主要表现于桥梁工程。例如：桥梁工程中复合材料可以保证各项技术有效运用。人们实际工作中，当出现地震和火灾等危害时，此项技术可以应用于灾害救援中，因复合材料具备轻量化特点，在复合材料进行应用时需要引起高度重视。结合该技术应用情况发现，将其应用在军事领域内，使其呈现较为理想的应用效果，值得对其进行推广和应用，以便于发挥全复合材料的大价值，促进其长远发展。
结论
复合材料在土木工程中的应用环境更加复杂，且对其耐久性和稳定性具有非常高的要求。复合材料具有轻质高强、耐腐蚀、介电性能优异、可设计、易加工等一系列优点，但是目前复合材料在土木工程中应用的时间还非常短，本文对其目前主要的应用方式进行了分析研究，希望能够促进复合材料在土木工程中应用的快速发展。当然这还需要所有的建筑从业人员和复合材料研究人员的共同努力，研究出更多的复合材料在土木工程中的应用方式，促进土木工程的不断更新换代。
参考文献
[1]冯鹏.复合材料在土木工程中的发展与应用[J].玻璃钢/复合材料，2014（09）：99-104.
[2]张义斌.分析复合材料在土木工程中的发展与应用[J].大科技，2016（18）：309-310.
论文作者:郑博恒
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/11
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