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復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用探討論文
引言：
在目前被應(yīng)用在土木工程建設(shè)中的復(fù)合材料的種類上來看，一種新型的符合材料成為了工程施工建設(shè)的寵兒，被廣泛地應(yīng)用在了建筑建造過程中去，這種材料被稱之為FRP，它具有相當(dāng)輕的重量并且成型方式十分的簡便，硬度強(qiáng)度方面也完全符合要求，還具有較強(qiáng)的耐酸耐腐蝕性的特點(diǎn)，其經(jīng)久耐用的同時(shí)還兼?zhèn)淞朔奖闶┕さ膬?yōu)勢，和傳統(tǒng)在建筑建造過程中使用的鋼材和混凝土材料是截然不同的，由此可見其具備有十分長遠(yuǎn)且良好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展前景。
一、FRP的概念與FRP在施工過程中的作用
我們所說的復(fù)合材料，其實(shí)利用各類材料的物理和化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行運(yùn)用和融合從而達(dá)到將兩種乃至兩種以上的不同性質(zhì)的材料合并到一起的材料，為建筑工業(yè)帶來了不少的可能性，因?yàn)橥ㄟ^該項(xiàng)研究的發(fā)展，我們不僅是將材料進(jìn)行復(fù)合處理達(dá)到了性能互補(bǔ)的效果，還時(shí)常在原有基礎(chǔ)上開發(fā)出了新的性能。其優(yōu)勢就在于能夠比單一地運(yùn)用某些材料要來的更加全能并且更能滿足不同的建筑建造應(yīng)用需求。
而剛才所說的FRP復(fù)合材料嚴(yán)格意義上來說就是一種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，并且從歷史發(fā)展角度來說，F(xiàn)RP復(fù)合材料的發(fā)展起源是在很久以前就已經(jīng)出現(xiàn)了雛形了，大約是在二十世紀(jì)五六十年代的時(shí)候，就有學(xué)者開始嘗試將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在民用建筑的施工過程中進(jìn)行應(yīng)用了，例如二十世紀(jì)六十年代時(shí)的英國教堂建筑尖頂就采用了玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，并且該類型的材料還被利物浦用作搭建人行天橋，我國則是在二十世紀(jì)七八十年代才對這種類型的材料進(jìn)行了一定規(guī)模的使用。
FRP復(fù)合材料可以在各類建筑建造過程中所采用的某些結(jié)構(gòu)部件的表面實(shí)施附著從而達(dá)到一定的受力效果，主要目的是在土木工程建設(shè)中輔助加固材料并加大其受力的范圍。在很早以前我們的土木工程建設(shè)中通常是利用復(fù)合材料來在內(nèi)部進(jìn)行加固和防潮的作用，避免建筑物因?yàn)樘鞖獾脑蚪?jīng)過長時(shí)間的裸露影響而導(dǎo)致外部的鋼筋生銹和腐蝕。所以提前將具有纖維性質(zhì)的復(fù)合材料來對內(nèi)部進(jìn)行附著從而起到一定的防護(hù)作用。
那么碳纖維性復(fù)合性材料的出現(xiàn)則極大地幫助了對橋梁進(jìn)行重新穩(wěn)固的建設(shè)過程。在后期碳纖維性復(fù)合材料的研究范圍不斷的被拓展的過程中，其針對各類不同的建筑物實(shí)時(shí)建設(shè)過程中的影響也不斷地在增強(qiáng)。與此同時(shí)，F(xiàn)RP復(fù)合建筑材料的技術(shù)結(jié)構(gòu)形式在建筑行業(yè)中的實(shí)際作用也在發(fā)生著翻天覆地的變化，F(xiàn)RP復(fù)合建筑材料不僅僅能夠在各類不同的建筑物內(nèi)部進(jìn)行粘貼和纏繞，還用于支撐現(xiàn)代交通建設(shè)的橋梁和地下隧道的鋪設(shè)等等，其技術(shù)結(jié)構(gòu)形式正以豐富的變化展現(xiàn)在人們的日常生活中，存在不同形式的各種建筑物的各種結(jié)構(gòu)中保持加強(qiáng)建筑穩(wěn)定性的作用，尤其在以鋼結(jié)構(gòu)為主體的建筑加工方面的用途是在所有的建筑施工材料中都遙遙領(lǐng)先的。
二、FRP復(fù)合材料優(yōu)缺點(diǎn)分析
首先，我們要說一下F R P的纖維比重和重量方面的特點(diǎn)，從重量上來說是比較輕盈的，而纖維比重則相對于其他單一的建筑施工材料要更大，強(qiáng)度也會比較高，從它的物理特性來說是可以有效的替代鋼筋的一種復(fù)合材料并且可以避免鋼筋所會出現(xiàn)的容易受水汽氧化腐蝕的情況，有效地對建筑的框架結(jié)構(gòu)實(shí)施保護(hù)，防止其受到不可抗應(yīng)力例如溫度濕度的破壞。
其次，F(xiàn)RP復(fù)合材料可有效的控制建筑建造的成本，節(jié)省相關(guān)費(fèi)用的同時(shí)將時(shí)間花費(fèi)的成本盡可能地進(jìn)行降低，針對部分特殊工程提出的無磁性要求也可以很好地滿足，而鋼筋材料是做不到這點(diǎn)的。
所以綜上所述，我們常見的被應(yīng)用在實(shí)際的建筑建造過程中的FRP復(fù)合材料結(jié)構(gòu)可以分為下面幾種結(jié)構(gòu)類型，首先是FRP橋面體系其具有能夠提高道路橋梁對于外部環(huán)境的抵抗作用，并且延長道路橋梁的使用壽命的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在了道路橋梁交通建設(shè)當(dāng)中，其還能夠降低橋面的整體重量，增加道路橋梁的穩(wěn)固性。
其次則是FRP輕質(zhì)橋梁，F(xiàn)RP輕型橋梁是被大部分應(yīng)用在人行天橋的使用過程中的，該類型橋梁采用的全部都是FRP復(fù)合材料，有效地降低了橋梁工程整體上部構(gòu)造重量并且縮短了施工工期。
FRP復(fù)合材料所建設(shè)的橋梁與傳統(tǒng)的橋梁承受力情況有很大的不同，其缺點(diǎn)是雖然承載能力相對比較強(qiáng)，但是其剛度的情況并不理想，而且由于FRP的受力特點(diǎn)是以線性設(shè)計(jì)為中心的，在完全破壞出現(xiàn)之后，整個材料的架構(gòu)會出現(xiàn)明顯的變形狀況，這些都是FRP復(fù)合材料比較明顯的缺點(diǎn)。
三、結(jié)束語
跟隨著近年來的發(fā)展趨勢，土木工程建設(shè)中的用量和制造過程逐漸的精化和細(xì)致，我們的建筑結(jié)構(gòu)形式趨于多樣化的當(dāng)下，對于復(fù)合材料的研究還有很大的發(fā)展空間，另外針對以往所存在的弊端也要進(jìn)行認(rèn)真的總結(jié)和核查，并提出相關(guān)的在復(fù)合材料方面的改良措施，相信會有很大的進(jìn)步。
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