探究复合材料在土木工程中的应用与发展

周云

摘 要：进入二十一世纪以来，工业生产发展的也越来越快，复合材料得到了快速猛烈的发展，适用于人们的生活所需，应用于各个领域，日常生活也无处不见。当然，在土木工程这一领域，复合材料的应用也十分广泛，正是因为复合材料投入到土木工程中来，很大程度上帮助了土木工程的技术创新，同时也促进了土木工程的发展。在土木工程设计中我们需要考虑结构和材料的相结合，才能设计出良好的工程，而复合材料在土木工程中的应用恰好提高了工程建筑的可靠性和耐用度。本文首先讲述了复合材料的概念、分类进行讲解，然后就复合材料在土木工程中的应用和其目前存在的问题进行仔细分析，最后将张望一下复合材料在土木工程发展的趋势，从而对复合材料在土木工程中的应用更加了解。

关键词：复合材料；土木工程；应用；发展

新世纪，我国在土木工程中应用了众多的新技术和新的材料，复合材料在土木工程运用带来了非常有用的价值和作用，同时为我国土木工程科学研究带来了方向。纤维复合材料在我国运用较为广泛，这种技术很早就在我国土木工程中运用，所以就目前来说，技术方面最为成熟。不过随着之后的发展，大量的新型先进材料也不断的流入到我国土木工程行业，为土木工程行业带来了很多的影响。在这种大局势下，我们来研究复合材料在土木工程中的应用，一方面能提高我国土木工程行业的技术水平，另一方面也能为我们土木工程行业快速发展找到适合的突破口。通过本文的论述，希望能给相关的工作人员提供一点参考借鉴的材料。

一、复合材料

钢筋混凝土这种复合材料在土木工程中的运用，存在中国历史中一百多年。更多种类的复合材料也在土木工程中运用着，复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。

复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分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。按其结构特点又分为：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。复合材料主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类，也可分为常用和先进两类。其中，复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大，其特点是比重小、比强度和比模量大。

二、复合材料在土木工程中的应用及其存在的问题

1.复合材料在土木工程中的应用

对于复合材料的应用，主要是采取某种方式，将FRP附着在构件表面，达到受力的状态，目的是强化原有构件的受力能力，這种复合材料可以超出原有材料的局限性，在土木工程中得到更大的应用和发展。具体应用如下：

第一，树脂基复合材料在建筑工业中对减轻建筑物自重，提高建筑物的使用功能，改革建筑设计，提高经济效益，降低工程造价，加速施工进度等都十分有利，是实现建筑工业现代化的必要条件。

第二，玻璃纤维增强水泥主要是由水泥砂浆作为基体，以玻璃纤维为增强材料复合形成的一种复合材料，水泥基相应建筑材料都有抗压强度高的特点，但抗弯抗拉强度较低。目前，加入纤维材料是改善水泥基建筑材料的重要方法，其中，玻璃纤维是目前经研究综合效果最为完善的一种添加材料，有效的提高了水泥基各方面的性能。

第三，石棉复合材料是人们最常见的一种复合材料，早几年农家经常使用石棉制作的石棉瓦搭简易棚子，在生活临时建筑中是常见的一种材料。石棉在现代建筑中也占有很大的比例，主要应用在建材防火板方面。

2.复合材料在土木工程中应用存在的问题

首先，现如今我国复合材料应用在稳步的提升中，但生产链还不是很成熟，全国没有统一的标准，全国所用厂商没有统一的步伐，没有统一售价，从而造成不稳定的市场需求，复合材料市场的发展困难，难以做强做大。其次，复合材料的成本也是重要问题，由于我国复合材料技术还不算非常成熟，所以好的复合材料的成本就较高，商家并不愿意投入太多成本在新型材料上，更愿意用品质差的材料。就目前的情况来看，复合材料相对于其他材料，成本较高，从而影响了土木工程中复合材料的应用，加剧了我国发展复合材料的困难。最后，复合材料大多都是通过化学反应来完成的，在这期间会产生大量的环境污染，由于我国发展复合材料，应用于土木工程中，从而提高我国建筑的水平，但是产生的环境问题又是艰巨的，并且由于我国提倡节能环保，提出了各项节能环保的措施，所以复合材料的发展也将受到一定的阻碍。

三、复合材料在土木工程中运用的发展趋势

从上世纪的钢筋混凝土，到现在的纤维增强复合材料，据估算，21世纪以来，我国每年在土木工程施工作业中使用的复合材料高达2000吨/年，这一数字仍在连年增长中，可以说，复合材料的研究已经成为土木工程发展的重要方向。复合材料在不断地发展中，土木工程也依赖于此，因此复合材料的发展决定的土木工程的发展。新材料的应用，可以降低土木工程的造价成本，提高建筑的强度，复合材料对现代科学的发展，有着十分重要的作用。虽然我国还是大量使用和生产混凝土和钢筋，我但随着我国纤维增强复合材料不断发展，这种新型的结构材料的特征是质量轻、强度高、具有较强的耐腐蚀性。把这些材料运用在土木工程中已经成为重要的发展趋势。之后复合材料也将不断地进步，成为市场最重要的组成部分，在土木工程中得到更广泛的应用。

四、结语

综上所述，科学家的不断研究，外国科技的不断引进，复合材料的不断发展，在土木工程中不断应用，很大程度上提升了我国土木工程的质量和效率，这样才能大大的提升我国建筑的整体水平。以上是本人的粗浅之见，由于本人的知识水平及文字组织能力所限，文中如有不到之处，还望相关的专业人士批评指正。

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