摘要：近年来，随着社会经济的发展与科学技术的进步，使得我国的土木工程向前迈进了一大步，各项目施工中也采用了更为先进和科学的材料与技术，这不仅仅有效提高了我国工程项目的质量，使人们的生命财产安全有了更大的保障，也为我国土木工程事业的建设与发展开辟了一条创新发展的道路。本文在简述的复合材料基本内涵的基础上，分析了复合材料在土木工程中的发展与应用，希望本文能对之后复合材料在土木工程中的应用与发展研究起到抛砖引玉的效果。
关键词：复合材料；土木工程；发展
一、复合材料的简述
复合材料，简称FRP，指的是纤维增强复合材料，例如常使用的玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等等，而复合材料主要是由这些增强纤维材料与集体材料相缠绕、模压或是拉挤等其他工艺形式而形成的复合材料。一般说来，复合材料具有比强度高、比模量大，材料设计性能好，抗腐蚀性及耐久性等特点，也正因如此，复合材料能够满足现代土木工程建设中的多种需要，所以被得到了广泛的运用。
二、复合材料在土木工程中的应用与发展
1. 纤维增强复合材料加固补强。
当前，粘贴加固混凝土结构是复合材料加固补强的主要形式，且对于该结构的研究从1991年至今取得了一定的成果。而粘贴加固混凝土结构在实际应用中由主要分为以下几类：其一，复合材料布缠绕加固混凝土柱。该方式主要是通过约束以增强混凝土的变形能力，从而提高混凝土机构的抗震性，同时又可加强高柱的抗剪能力。复合材料布缠绕加固混凝土形式，其实际效用在国内外得到了有效验证，但也在实践应用中发现，复合材料布对混凝土柱的约束效果与其截面有着直接的联系，对一般的矩形截面柱的受压承载力提高十分有限。其二，在梁、板受拉面粘贴复合材料片材，该形式主要是是提高梁板的抗弯承载力，以达到有效控制裂缝的效果。但在实即应用中，该形式也表现出一定的问题。首先，复合材料片材发挥的受拉效果时，梁板的扰度变形已经很大，存在着安全隐患，因而该复合材料片材主要是作为受弯加固的一种安全储备进行使用。其次，原配筋梁的质量会直接影响复合材料片材的受弯加固程度。同时，复合材料片材在受弯加固时，容易产生剥离破坏。其三，对梁柱结构采用复合材料片材包裹或是U型箍包裹，该种加固形式效果显著，但同样受构建原配箍率的影响，且就一般而言，复合材料片材的强度只能发挥到30%左右。以上三种为复合材料加固的中常见形式，但也有利用复合材料布与其他材料相组合进行加固的形式，其方式的选择应具体结合建筑结构的需求。
2. 复合材料筋索和预应力复合材料筋混凝土结构。
与传统钢筋材料相比，复合材料筋索的纤维比重大，起重量轻，强度高且具有较好的耐腐蚀性能。正因为复合材料筋索这些优势特点，使得当前部分传统钢筋材料被替代，这也有效避免了传统钢筋材料出现生锈的情况，且有效保护了整个建筑结构的质量，在一定程度上也降低了材料成本。同时，当前某些工程建设的过程中会提出无磁性要求，而复合材料正具有这一无磁性特点，由此看来，复合材料的特性更容易满足现代土木工程建设中的要求。复合材料筋索在土木工程混凝土结构中的使用，可结合不同的使用方法，以提高复合材料筋索与混凝土的粘连性，而当前复合材料筋索又分为以下几种：其一，GFRP 筋。其重要作用是对表面进行沙化处理；其二，CFRP 预应力筋。该类型的复合材料筋索多用于多股之间进行环氧粘接，与钢绞线较为相似；其三，即通过滚花或是压痕处理的复合材料筋；其四，对纤维进行交错编制的复合材料筋。
3. 复合材料组合结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该结构模式主要是将不同的复合材料制品与、钢筋、混凝土进行组合，以实现优势互补，从而提高工程质量。一般而言，工程施工建设中所采用的复合材料组合结构有以下几种：其一，复合材料管混凝土结构。该类型结构主要是将混凝土填充于缠绕成型的复合材料管之中，而此时的复合材料管也充当着模板的作用，又提升了施工效率。同时，复合材料管混凝土结构具有较好的耐久性，当前在工程的桩、柱结构中得到了较为广泛的使用；其二，复合材料、钢管、混凝土结构。该类型结构主要是在整个构构件的中心位置设置空心钢管，在钢管外面包裹复合材料，并在钢管与复合材料之间适当填充混凝土，这样不仅能有效避免钢管生锈，又能有效增强组合构件的变形和承载能力；其三，复合材料组合梁板。该类型使受弯的复合材料组合结构，主要是通过上部混凝土受压，下部复合材料受拉的形式，同时确保复合材料与混凝土两者协同工作的剪力连接件效用，使组合复合材料优势发挥得更加充分；其四，复合材料、木材组合构件。两者均具有受力点相似的优势，将其进行组合复合材料可作为增强部分，而木材作为填充部分，使其力学性能得到最大限度的发挥。复合材料组合结构
相对传统结构，具有耐腐蚀、轻量化、造价低的优势特点，不仅增强了构件的整体性能，且提高了工程的经济效益，因而当前世界范围内都在加强复合材料组合结构的研究，使其更为体系化。
4. 全复合材料结构。复合材料的明显优势使其在土木工程中得到了广泛的应用，而全复合材料结构在使用中主要包括了如下类型：其一，复合材料桥面体系。即在桥梁面板部分直接采用复合材料，以减轻桥身自重，从而延长使用年限；其二，复合材料编织网结构。该类型结构主要是利用复合材料的张拉作用，对其进行编制，以形成新的且更具柔韧性的机构体系，其一般应用与跨度较大的工程结构之中；其三，复合材料杆件空间结构，其实现形式为网架结构，复合材料网架的杆件主体由不同角度层叠粘贴的CFRP片材构成，因而具有重量轻、抗腐蚀性强、温度效应小的特点；其四，复合材料曲面结构。形态多样化的曲面结构不仅成本较低且效能高，为各种建筑形态的实现提供了可能。
结语：
综上所述，复合材料因其自身优势特点在现代土木工程中得到了广泛的应用。与此同时，随着社会发展角度的加快，对于复合材料的探究也应进一步深入，以不断提高复合材料技术水平，使复合材料的开发应用更具针对性、实用性与科学性，使复合材料在土木工程建设发展中发挥出更大的作用与价值。
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论文作者:于海明
论文发表刊物:《基层建设》2018年第11期
论文发表时间:2018/6/21
标签：复合材料论文; 土木工程论文; 结构论文; 组合论文; 混凝土论文; 纤维论文; 形式论文; 《基层建设》2018年第11期论文;