李学敏
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摘要：近几年来，在我国社会经济快速提升的影响下，建筑行业也随之得到了快速发展。其中土木工程项目的发展更是尤为显著，无论是施工技术、施工质量还是施工措施，均得到了完善与优化，而碳纤维复合材料作为在土木工程项目中的重要施工材料，更是为土木工程项目的施工质量提供了保障。为此，本文就就和碳纤维复合材料的相关概念，从碳纤维复合材料的特点和性能和碳纤维复合材料在土木工程中应用所存在的问题进行了探究分析，以此希望为实际应用发挥出参考的作用。
关键词：碳纤维；复合材料；土木工程；
随着科学技术的飞速发展和国民经济的快速提升，人们的生活质量和生活水平得到了有效提升，而人们对建筑工程的施工质量也相应提出了较高的要求。作为建筑工程项目的重要组成部分，土木工程的发展得到了人们更多的关注以及重视。而在其施工的过程中，无论是在施工质量和施工技术方面均得到了人们的高度关注，与之相关的管理控制要求和管理技术流程更是得到了人们的高度重视以及完善。
一、碳纤维复合材料的相关概念
目前，在我国土木工程的发展现状中，碳纤维复合材料更是成为了整个工程项目施工过程中的施工材料，该材料因为具备的强度较高、重量较轻、施工工艺渐变，以及在施工过程中因为碳纤维复合材料能够更好的发挥出物理学性质的优点，进而使得碳纤维复合材料得到了建筑行业的高度重视，进而使得碳纤维复合材料成为了建筑市场中的主流材料结构。通常情况下，碳纤维复合材料主要可包括芳纶纤维、玻璃纤维等，且上述材料均具有一定耐腐蚀性和防水性等优点，使得碳纤维复合材料在土木工程中得到了较好的应用，其具有较为理想的加固效果，在各个领域中均达到了较为显著的成就。
二、碳纤维复合材料的特点和性能
实际应用碳纤维复合材料的过程中，碳纤维复合材料不仅可以发挥出较好的物理性能，而且碳纤维复合材料原材料的质量则会对土木工程结构的稳定性产生较为直接的影响。同时在采用碳纤维复合材料进行施工的过程中，施工单位做好土木工程的加固工作更是成为了整个工程项目开展的前提条件。
其次，碳纤维复合材料是现今建筑市场中的重要加固处理方式，相较于其他施工技术具有较为显著的优势。同时在对土木工程结构进行维护加固的过程中，碳纤维材料因为具有较强的抗拉力作用，使得采用碳纤维复合材料可对弹性模和钢板进行及时有效的控制，不仅提升了碳纤维的耐腐蚀能力，而且延长了碳纤维复合材料的使用寿命，碳纤维复合材料属于一种现今、高效的加固材料。此外，粘接树脂、底层树脂和找平树脂为碳纤维复合材料的主要配套树脂，粘结树脂不仅有效促进了碳纤维复合材料和混凝土更好的结合，而且底层树脂和找平树脂更是有效提升了碳纤维的粘接能力，三种配套树脂具有较好的协同作用，不仅实现了提升土木工程结构承载能力的作用，而且对结构构件具有加固作用[1]。
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三、碳纤维复合材料在土木工程中应用所存在的问题
1、力学研究问题
目前，碳纤维复合材料加固混凝土结构技术无论是在国际沙漠化，还是在国内均得到了人们的普遍认可，且成为了开发热点，而与碳纤维复合材料相关的力学研究更是取得了较大的发展，但在力学研究的过程中仍然存在一系列的问题，比如：（1）虽然对碳纤维复合材料加固结构力学性质的研究，但在系统理论分析和数值计算研究方面却受到了严重限制，进而也就严重限制了碳纤维复合材料加固技术的发展；（2）碳纤维复合材料强化混凝土结构的破坏模式研究仍相对较少，比如：钢筋屈服-混凝土压碎、混凝土受压破坏、钢筋屈服-碳纤维复合材料断裂破坏以及碳纤维复合材料板于混凝土面黏结遭到破坏等多种特性破坏等，均需要接受进一步的研究分析；（3）虽然对碳纤维复合材料加强构件弯曲、剪切延性以及刚度能力等方面的内容进行了研究分析，但综合因素对加固材料的登记、数量以及施工工艺所产生的影响仍有待进一步的研究分析[2]。
2、关键性的技术问题
碳纤维复合材料产品虽然在国外已经拥有了多种类型，但国内应用碳纤维复合材料时却不能仅仅依靠进口产品，无论是从降低成本还是从发展民族工业方面出发，实现碳纤维复合材料的国产化是重要的必须条件。目前，我国PAN基碳纤维强度一般在2000到3000Mpa之间，而弹性模量在2.1×105Mpa左右，虽然性能已经基本满足加固的相关要求，但在预浸料的生产和加工成品质量方面却存在较为较为严重的问题。在碳纤维复合材料加固修补使用技术中，所存在的问题主要可体现为国内相关标准和规程制度上，虽然与之相关的制度和标准在国外已经较为完善，但与我国的国情却并不相符，为此这也就要求我国应该尽早制定出符合自身的标准和施工指南，其中主要可包括材料的生产、材料的使用、材料的检验、材料的加固设计、材料的计算以及材料的工程施工和验收[3]。
四、未来发展
碳纤维复合材料加固修复混凝土结构技术研究开发成功后,将会给土木建筑领域加固改造技术带来重大变革,采用碳纤维加固修复混凝土结构技术将比以往从传统的技术更优越、更有效率和更方便经济,可以解决传统的加固方法不能解决的技术问题,具有重大的经济和社会效益。碳纤维复合材料加固修复混凝土结构技术研究开发成功,将为碳纤维材料及其它高性能纤维材料应用于建筑业打下深厚的基础,开辟了新的产业途径。同时将会极大地带动我国碳纤维高技术领域的发展,促进行业技术进步,也为力学研究工作拓宽了领域。
结束语
建筑工程加固施工过程中应用碳纤维材料加工技术越来越常见，该技术可堆叠各种建筑物缺陷问题进行处理和维修，其使用比例逐年呈现出上升的趋势。由此也可以看出，碳纤维复合材料在工程中的应用范围会越来越广泛，其已经成为目前建筑工程加固处理的主要模式。同时因为碳纤维复合材料具有土木工程中所有不具有的优势，使得碳纤维复合材料的应用会逐渐替代钢铁时代。
参考文献：
[1]刘彬.浅谈土木工程中碳纤维复合材料的应用[J].门窗,2014(11):190.
[2]李泽强.浅谈土木工程中碳纤维复合材料的应用[J].科技创业家,2012(24):36.
[3]刘益,赵金.浅析碳纤维复合材料(CFRP)在土木工程加固中的应用[J].中国西部科技,2012,11(04):49-50.
论文作者:李学敏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/6
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