浅析复合材料在土木工程中的应用

孙晓丹

【摘 要】土木工程的建设随着社会的经济发展也不断地壮大，随着技术不断的进步，土木工程的材料也不断的更新，而复合材料成为土木工程建设中最实用的材料之一，随着复合材料在土木工程中的应用越来越广泛，土木工程的建设质量也逐渐提高了。本文针对复合材料的自身特点，结合它在土木工程中的应用以及可优化的策略进行分析。

【关键词】复合材料；土木工程；应用

一、什么是复合材料

复合材料属于两种或两种以上不同材料组合而成的混合物，根据现在的技术水平，很多传统的材料已经被复合材料取代。复合材料按结构特点大致可分为四种复合材料，分别为：纤维增强复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料；按组成成分也大致可以分为三种复合材料，分别为：金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。纤维增强复合材料是复合材料中使用最广泛、使用量最大的。

二、土木工程中复合材料的特点

1、具有灵活的可变性

复合材料是属于混合物，在不同材料组成完成后的复合材料会保留原材料的特性，所以根据不同的要求组合不同的材料，所形成的复合材料的特性也是会不一样的，所以说复合材料具有灵活的可变性。

2、隔音效果好

生活在信息时代，人们的娱乐项目各式各样，人们的夜生活也越来越丰富，在深夜中带来的噪音就容易影响到正在休息的人们。所以现在的人们对建筑上隔音效果的材料都是比较看重，具有隔音效果的传统材料大多数是比较笨重，安装不方便、隔音效果也一般，尤其在一些如：KTV娱乐场所、酒店、剧院、电影院等对隔音效果的材料很重视，而复合材料恰恰满足了人们的需求，方便安装、隔音效果也好，很大程度上也提高了施工效率。

3、防腐性能好

在建筑工程中，人们对于材料的防腐要求也越来越高，由于外在因素比较多，如：材料、涂料、天气、太阳光的照射等，容易导致建筑腐坏，影响整个建筑的使用年限。复合材料根据建筑工程的需求，采用具有防腐性能强的材料组合，使得复合材料具有防腐性，将复合材料在建筑工程上应用就能使整个建筑的使用年限增长，而且还能保持建筑结构的完整性。

4、承受能力强

在传统的材料中没有承受力的特点，建筑使用年限长了或受到外界影响就容易倒塌、倾斜。承受能力强是复合材料的一个大特点，复合材料的抗疲劳性、柔韧性加强了建筑的承受能力，使整个建筑的年限大大增长，不易变形。如一些地壳运动比较频繁的地方，经常性会发生一些地震，将新型技术的复合材料应用在建筑上，对其建筑有稳定性、加固增强的作用，建筑物不易倒塌、倾斜，这也是就对人们的生命财产安全有个保障，同时也是降低国家的经济损失。

三、复合材料在土木工程中的应用

1、混凝土组合结构中的应用

混凝土组合结构中的结构框架是采用钢材，随着复合材料的技术水平越来越高，在混凝土组合结构中，复合材料代替了原料的材料，而且使用复合材料的成本也会比传统的材料低，这也是人们选择复合材料的因素之一。传统的混凝土和钢筋材料一起使用，会加快腐蚀钢筋，并降低原本的耐用性，而复合材料自带防腐性能，加入混凝土中对钢筋起保护作用，并增强混凝土的稳定性和刚硬性。

2、纯复合材料大型结构的应用

在土木工程中也有部分是纯复合材料大型结构，如在搭建感光电路金属板房、电磁干涉实验室等，特殊的建筑所需要的材料只有复合材料才来满足。大型结构的建筑需要有很强的承受力支撑整个框架，纤维增强复合材料具有化学稳定性、耐热性、电绝缘性等特点，纤维增强复合材料还有一个很大的特点，它比钢、铝合金、铁等的强度大上数倍，在大型结构中使用纯复合材料起来加固补强的作用，并增大它的耐用性。

3、负载环境下复合材料的有效应用

一幢一幢的高楼大厦、一座座大桥崛地而起，在土木工程中部分建筑是承载一定的负荷。长期以往，易发生下沉现象，严重的还会导致建筑塌陷。容易造成负载的建筑，例如：桥梁工程、码头基建工程等，复合材料在负载环境下的應用，能使在长时间负载状态下的建筑结构不易变形、移位，而且复合材料加入混凝土中与钢筋结合，可以加固并提升建筑结构的抗负载能力，使土木工程中的建筑时限增长。

4、在桥面板工程中的应用

复合材料具备了多种性能，是因为它是由两种或两种以上的材料通过物理与化学作用合成的。桥面板工程中桥面板在长时间使用后，其结构性能会劣化、腐坏甚至失去作用，复合材料在桥面板工程中的应用可以增强桥面板的防腐性能，并加固桥面板的结构强度，增强桥面板的使用率。复合材料的稳定性可以使桥面板能够按统一规格批量生产，这对于建设桥梁工程有着重要意义。

四、复合材料的优化策略

1、规范设计标准

在大型土木工程施工上需要耗费很多材料，如果材料规格不统一，就会导致浪费，在响应“节约节能”的技术上，复合材料的稳定性可以根据所需要的规格按一定的设计标准参数生产，如果在建设工程上有个统一标准的规格去生产这些材料的话，在一定程度上可以避免浪费而产生的环境污染和材料经济上的损失，而且也能加快施工效率。

2、创新

虽然复合材料的特点有很多，比如：防腐蚀性能、抗负载能力性能、抗耐性能、增强材料刚度性能等等，但是在经济发展速度的社会，对土木工程建设的要求也逐渐提高。为了满足土木工程的建设需求，以新型技术针对复合材料的特性也在不断的开发创新。

3、节能减排

生产任何一种新型的复合材料都或多或少会产生一些致使环境的污染，在生产大型复合材料时，应需根据参数预算材料，避免浪费过剩，所以在生产的过程中一定要做好“节能减排”的措施。

五、结束语

在国民经济发展的道路上，土木工程的建设也具有重要意义，复合材料在土木工程的建设中的应用，可以说是使土木工程的建设在建筑行业上再进一个台阶，复合材料的防腐蚀性能、抗负载能力性能、抗耐性能、增强材料刚度性能等特性，对土木工程建设有着不可取代的作用，当然，复合材料特性的开发还仍需进行，对国家的节约、节能、环保等口号，应积极响应贯彻

【参考文献】

[1]余晏. 复合材料在土木工程中的发展与应用[J]. 现代物业（中旬刊），2018（04）：193.

[2]高娜. 纤维增强复合材料在土木工程中的应用[D].西安工业大学，2012.

[3]王全凤，杨勇新，岳清瑞. FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究[J]. 华侨大学学报（自然科学版），2005（01）：1-6.

[4]董皓. 复合材料在土木工程中的发展与应用初探[J]. 江西建材，2017（06）：118.