摘要:随着我国建筑行业的稳固发展,土木建筑工程的大力兴起,土木建筑工程行业的发展,促使各类工程新材料得以广泛应用,而这也在某种程度上为建筑行业的发展带来新契机。以纤维复合材料为例,其以自身抗腐蚀、高强度和质量轻、耐疲劳等优势,逐渐代替钢筋结构和传统混凝土在土木建筑工程中的地位,保证工程质量、结构稳定性的标准化。
关键词:纤维复合材料;土木建筑工程;应用
引言
随着我国经济的高速发展,人们的出行方式和居住条件不断改善,基础设施建设不断的完善,形形色色的办公大楼拔地而起不再是异想天开,这在很大程度上得益于我国土木建筑行业的发展,换句话说,随着社会经济的发展,中国的民用建筑业也在发展,各类建筑不再是千篇一律的样式,就连建筑材料都在与时俱进。
1纤维复合材料的特点及应用原则
1.1特点
纤维复合材料是目前土木建筑工程中较为常见的材料,其以极强的建筑性能、材料优势,将工程质量提升至新高度。对此,笔者将纤维复合材料的特点总结为:安全系数、耐用性高;观赏性强;抗腐蚀性强;结构功能稳定。(1)安全系数、耐用性高。和传统材料相比,纤维复合材料组成性能和抗疲劳性(占拉伸强度的70%~80%)均强于前者,即便存在部分纤维丝断裂现象,则仍会对压力予以分散,使其作用于完好的纤维丝处,预防瞬间断裂引起的各类安全问题。(2)观赏性强。纤维复合材料呈现柔软性和可流动性的特点,其构件外形不会受到建筑工程的局限,且还以较强的美学、结构融合的效果,展现自身的价值优势。同时,纤维复合材料由增强材料、基本材料构成,能够在相互融合和相互补充的条件下,最大限度地满足工程建设的需求。(3)抗腐蚀性强。衡量建筑物是否耐用的关键性指标即为抗腐蚀性,纤维复合材料的选择,在一定程度上弥补土木建筑工程腐蚀问题,如钢筋等耐腐蚀性差的材料。简而言之,纤维复合材料不仅是抗化学材料的代表,更是延长建筑物整体使用年限的核心举措。
1.2应用原则
对于土木建筑工程而言,若要对纤维复合材料予以合理使用,则应遵循以下原则:(1)实用性原则。土木建筑工程是系统性的工作,在历经“从无到有”“从小到大”转变的过程中,辅之大量资金的维持,方可实现工程项目的建设,而纤维复合材料作为土木建筑工程常见材料,以实用性原则为基准的材料成本控制模式,能够降低相关成本的投入,使其更好在其他方面予以利用,为工程项目的优化实施创造条件。(2)易操作性原则。诸多土木建筑工程地处郊区、城市边缘等地,且在施工环境相对复杂、简陋的条件下,难以对纤维复合材料予以细致处理,继而提高材料的容错率,为避免此类问题的出现,则应在制定纤维复合材料操作方案的基础上,减小操作难度系数,使其能够在短期内完成批量操作,以此更好地实现对工程质量、工程进度的管控;
2纤维复合材料在土木建筑工程中的作用
2.1提升土木建筑工程的施工效率
纤维复合材料在土木建筑的整体工程中的应用,可以大限度提高土木建筑工程的施工效率,对工程进度的加快起到一定的积极效用。纤维复合材料在土木建筑工程中的应用,对工程的稳定性起到一定的保障作用,在得到保障的同时避免了返工的麻烦,进一步提高了施工效率。
2.2提升土木建筑工程的施工效果
现阶段,部分施工单位不仅在施工质量与施工进度方面取得显著提高,而且在整体施工效果方面也产生了重要突破。纤维复合施工材料在土木建筑工程中的应用,正是这种施工效果的完美体现,使得整体项目施工呈现出较为理想的施工效果,进而为施工单位的资质与信誉度的提升奠定了坚实基础。
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2.3提升工程施工队伍的综合素质
纤维复合材料在土木建筑工程建筑中不仅起到提高工程施工质量的作用,还对提升施工队伍的整体素养起到一定的推动作用。由于在纤维复合材料在土木建筑工程施工现场中的应用过程中,需要全体施工人员投入工作,其中最为重要的就是纤维复合材料的搅拌与浇灌。在搅拌浇灌与相关施工过程中,施工人员可以进行相互交流与探讨,针对施工中存在的弊端与问题进行分析,并商榷出相对的解决方案与措施,在其过程中加强了施工队伍的团结力与凝聚力,对整体施工队伍的职业道德与综合素质的提升起着较大的帮助作用。
3纤维复合材料在土木工程中的具体应用
3.1工程案例
某土木建筑工程由于工期紧、空调机组荷载增加80kN、原结构部位设计不满足标准等问题,应借助结构加固的方式,方可起到相应的效果。借助对工程现状的思考,可知粘钢加固、碳纤维加固均可满足加固标准,但前者存在钢板自重大、需要夹具夹紧、工艺复杂、对混凝土基层用钢板平整度要求高、钢板刚性强等问题,导致粘钢加固时易出现空鼓或粘贴不牢等问题,本工程不予采用。而碳纤维加固,以质量轻、施工便捷和厚度薄等特点,可在短期内完成加固作业,对项目整体工期的把控无任何影响。同时,碳纤维强度是钢强度的几十倍,且密度仅为钢材的1/4,但二者弹性模量基本相同。经计算表明,在梁底处粘贴碳纤维布,约为20cm宽,共3层,再于根部处粘贴U型纤维布,不仅可起到抗剪加固的效果,而且可作为梁底处锚固组件。
3.2具体应用
纤维材料增强混凝土是以传统混凝土为前提,将纤维作为增强材料,以其强度和模量、纤维与断裂长度等性能,决定混凝土整体的空间结构和体积含量。钢纤维存在易腐蚀和成本高的缺陷,致使其应用范围受到局限;玻璃纤维虽然在拉伸强度、自重等层面均较优于钢纤维,但抗海水侵蚀效果较差,且还存在不耐碱、易折断等问题;丙纶则是以工艺简单、性能优和价格低等优势,在某种程度上解决土木建筑工程各类问题,预防钢材锈蚀现象;碳纤维虽然具有高强度、高硬度和低密度的性能,且适用于恶劣作业环境,但却因导电、导磁的特点,在个别建筑中不适用,同时碳纤维材料成本相对较高。
3.3涂层织物
涂层织物是指在织物处覆盖高分子涂层剂或其他材料而构成的复合材料,以底布织物的角色展现自身骨架作用,且还同时兼顾着复合材料的撕裂强力、抗张强力与尺寸稳定性等特点。涂层剂则承担保护底布组织、保护底布特性等职能,如防水性和耐腐蚀性等,而基布则作为涂层织物的“骨架”,其性能是决定产品整体性能的关键。初期,基布主要为棉织物,但由于其存在易霉变、易腐蚀和自重大、寿命短等缺陷,致使其应用范围受到局限,且在化纤业逐步发展的背景下,棉织物被维纶、涤纶和棉纶、芳纶与玻璃纤维等材料替代。此外,无论科技水平如何进步,织物制造过程中仍以机织物为主,原因在于:机织物模量、拉伸强度均较高,且在孔径均匀的条件下,便于对孔隙尺寸的把控。
3.4FRP
主要在各类加固工程中应用,如梁加固、柱加固、砌体结构加固。梁加固时借助粘结材料的选择,将FRP粘贴至梁受力表面,且在粘贴前,预先对梁表面予以打磨修补、清灰干燥处理,以此保证其粘贴面的平整度和坚实度。柱加固是在钢筋混凝土柱加固修复时,顺沿柱体缠绕,以环氧树脂为介质,将FRP、旧混凝土予以粘结,使其能够在展现FRP约束效果的同时,对混凝土性能变化予以估算。
结语
综上所述,纤维复合材料在土木建筑工程施工中的应用具有显著的现实作用,对提升整体工程的质量与进度起到了有效的推动作用。通过对纤维复合材料特点的具体分析与实际应用,可以切实有效地掌握其日后的发展与应用前景,为我国建筑行业的发展提供更为广阔的发展空间。
参考文献:
[1]侯建飞.纤维复合材料在土木工程施工中的应用[J].2012.
[2]李沁羽,何雨桐.纤维复合材料在土木建筑工程中的应用进展[J].科技创新与应用,2016,3(29):291.
论文作者:胡寅
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签:复合材料论文; 土木论文; 纤维论文; 建筑工程论文; 材料论文; 碳纤维论文; 效果论文; 《防护工程》2018年第32期论文;