土木建筑工程中纤维复合材料的应用

摘要：伴随着我国对于科学技术的发明与发展，国内的土木建筑工程中涌出了大量的新发明，并投入到了使用当中，为我国的土木建筑工程作出了巨大的贡献。

在众多的新材料的发明使用中，纤维复合材料作为土木建筑工程中应用的材料，有着很好的性能，有着很强的抗腐蚀性，同时，本身的质量很轻，但强度却很

大，能够抵抗很大的压力，因此，纤维复合材料逐渐替代了传统的建筑材料。本文主要分析了纤维复合材料的优势及纤维复合材料在土木建筑工程中的应用情

况。

关键词：土木建筑；纤维复合材料；应用分析

土木建筑业作为我国重要产业之一，为我国的社会经济发展起着很大

的作用，同时也是人们生活空间的基础，只有不断地改进与创新，才能满

足不同时代下人们对于生活空间质量的需求。纤维复合材料是一种新型的

建筑材料，有着承重大、质量轻、强度高等特点，同时，能够顺应时代的

发展，符合生态文明建设的理念，使用成本低，节约能源，具有绿色环保

的性能，对于土木建筑工程的发展有着很重要的意义。因此，纤维复合材

料逐渐得到土木建筑工程的广泛应用。

一、纤维复合材料在土木建筑的优势

纤维复合材料具有可设计性，较高的比强度和比刚度，抗疾劳性、抗

化学反应及抗腐蚀性良好的抗震性等。纤维复合材料之所以能够在土木建

筑中得到广泛使用，与其自身的材料优势有着密不可分的关系。

(一)纤维复合材料有着较强的应用性

纤维复合材料由于兼顾基体材料和增强材料的材料优势，因此其性能

既能够保持原有材料的某些特性，又能够将组合材料的材料优势充分发挥

出来，这种材料特性使得纤维复合材料与其他单一建筑材料相比，有着极

为广泛的应用范畴，因此能够在很大程度上满足各类土木建筑结构的设计

要求，满足土木建筑项目的建筑要求。

(二)纤维复合材料较强的抗疲劳性与耐久性

一般来说金属的疲劳强度为拉伸强度的40%～50%，而纤维复合材料

的疲劳强度则为其拉伸强度的70%～80%，因此纤维复合材料有着更高的

抗疲劳性，在土木建筑当中会表现出更好的建筑性能，满足土木建筑的设

计要求，提升建筑项目的质量与水平。传统建筑材料，例如钢筋，其易与

空气发生化学反应，造成建材耐久性与使用性能的降低，使得土木建筑难

以发挥应有的作用，而绝大部分纤维复合材料具有较强的抗氧化性能，材

料性质较为稳定，有着较强的使用寿命，可有效提升木土建筑的耐久性。

二、纤维复合材料的应用原则

（一）科学性原则

只有从科学的角度进行对土木建筑设计的规划，从纤维复合材料性质、

土木建筑建设流程的制定以及生产硬件与软件构成式等多个方面进行细致

而全面的考量，才能够最大限度保证纤维复合材料在土木建筑中的应用能

够满足土木建筑项目生产实践的要求，只有在科学精神、科学手段、科学

理念的指导下，才能够以现有的技术条件为基础，进行纤维复合材料在土

木建筑中高效应用的科学探索与研究。

（二）易操作原则

由于土木建设项目大多位于城市边缘或者郊区，其操作环境较为简陋，

难以实现土木建筑项目中纤维复合材料的细致处理与操作。因此为了适应

这一现实状况，就要尽可能增加土木建筑项目中纤维复合材料使用方案中

的容错率，减少外部环境对纤维复合材料使用实践活动的影响。同时由于

从事土木建筑实践活动的工作人员专业水平不足，而大多数土木建筑建设

工作又由他们承担，因此纤维复合材料使用方案必须进行简化处理，降低

操作的难度，使得在较短时间内，可以进行批量操作，满足土木建设工程

设计规划的要求，保证土木建设开发项目进行的速率，使纤维复合材料使

用方案在实践中顺利完成。

（三）实用性原则

土木建设项目作为一项重要的人类活动，经历了从无到有，从小到大

的过程，而这一过程的实现就需要雄厚资金的支持。从实际来看，资金的

稳定供应与否能够直接影响到土木建筑项目的质量与水平，因此纤维复合

材料在土木建筑中的应用必须要遵循实用性的原则，最大限度减少纤维复

合材料使用方面的成本投入，从而能够将更多的资金利用于其他方面，保

证土木建设项目的顺利进行。

三、常用的纤维复合材料及其应用

（一）混凝土型纤维复合材料的应用

在传统的使用材料中，水泥的承重力小，而混凝土会容易受到环境中

的因素影响发生腐蚀现象，且抗拉力强度。纤维材料通过多种材料合集的

结合，通过各自的特性，形成高抗压性、高强度、高抗腐蚀性等复合型材

料。因而可以根据建筑的不同需求进行相应的调配，使用相应的复合材料，

使其更加满足工程的需要。例如C 纤维增强混凝等，通过其防水性能、机

械性能、抗腐蚀性等的提高，使其适合应用到物建筑工程中。与此同时，

它还有吸收震动波的性能，有很好的抗震性，更加适用于各种建筑工程中

的应用。

（二）纤维聚合物筋

纤维聚合物筋是由纤维通过特殊的工艺拉挤处理后形成的一种复合材

料，有着很大的强度和抗压性能，常见的有碳纤维纤维聚合物筋和芳纶纤

维纤维聚合物筋。因其特有的性质，可以代理钢筋的使用，应用到新建和

预应力混凝土结构中，使得土木工程的结构更加稳定，同时，也可应用到

建设建筑、维修建筑等方面工作中。

（三）智能型纤维复合材料

随着不断地发展，多功能型的建筑不断被建立，对于建筑工程中使用

的材料要求也越来越严格，为了很好的顺应建筑业的发展，智能型纤维复

合材料逐渐发明并投入使用。目前，智能型纤维复合材料主要有以下几：

第一，屏蔽磁场水泥基复合材料，智能纤维材料可以有效的屏蔽电磁波对

于建筑物内的干扰，解决电磁波干扰所带来的各种问题，弥补了传统材料

的不足，使建筑的施工更加顺利。第二，水泥基屏蔽电磁波复合材料，通

过加入碳纤、铝纤维和钢纤维三种材料，使水泥基体具有了屏蔽电磁波的

性能，进而使其应用到了交通导航系统中，增加了混凝土的使用功能。第

三，等温差水泥基复合材料，将碳纤维的性能与混凝土的性能相融合，进

而增加混凝土的整体功能，利用其更多的性能，使其投入到建筑温度的检

测和电力情况的检测工作中，最终给将于建筑提供了电能。第四，导电水

泥混凝土，即在混凝土中加入导电纤维，使其具有一定的导电性，进而使

混凝土的抗损伤力有所增加，同时，能够使建筑更安全更耐用，延长其使

用寿命。在实际工程中，具有可以除掉建筑物的静电的作用，下雪时，也

可以在一定程度上融化路面上的雪。除此之外，还有多种智能型复合材料，

需要我们不断研究与开发，不断地加入到土木建筑的应用中，推进我国建

筑工程业的发展。

（四）结构补强材料

结构补强材料通常应用到土木工程中纤维片的修补过程中，减少建筑

的安全隐患，弥补其不足。同时，因结构补强材料具有质密轻的特点，使

得其易于施工，减低了施工的繁琐性，缩短了土木工程的工期，节省了施

工时间，受到业内人士的喜欢。

综上所述，纤维复合材料的有效应用在保证建筑企业发展速度与规模

的同时，也保证了开发建设项目的质量，其从建筑层面促进了我国经济的

进一步发展，保证了我国城市化进程的深度与广度。

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施工建设

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