建筑材料的玻璃纤维增强复合材料应用

董纪军

摘要：玻璃纤维复合材料在建筑工程，由于具备良好的性能特征得到了广泛的应用，为了能够对玻璃纤维增强复合材料的应用情况有更为全面的了解，给项目工程的开展奠定良好基础。本文以玻璃纤维增强复合材料作为研究背景，再阐述材料优势的同时对其在工程领域中的应用情况进行深入解析。

关键词：建筑材料；玻璃纤维；增强复合材料引言

引言

玻璃纤维增强复合材料作为建筑材料中常见的一种材料，这种材料的性能比较特殊，能够提高工程项目建设的质量，所以对玻璃纤维增强复合材料的应用情况进行分析明确材料技术的应用要点对推动各项工作的开展均有着一定的帮助。

1纤维增强复合材料优势

传统建筑工程中，钢筋混凝土是主要结构形式，因为温度、湿度、氯离子等方面的影响，且混凝土为碱性材料，不断的进行中性化的转变，这样的情况下就会造成钢筋受到腐蚀损坏的问题，导致其耐久性、安全性不合格。国内外很多学者研究混凝土腐蚀机理，总结出合理的应对措施，延缓腐蚀的速度，比如应用钢筋阻锈剂、电镀钢筋保护膜等等。在现代科学技术高速发展之下，纤维增强复合材料逐步推广应用，满足建筑工程使用需要。通过使用碳纤维增强聚合筋取代传统钢筋有着非常明显的优势，尤其是耐腐蚀、抗疲劳方面的效果。碳纤维材料比较轻，抗疲劳性能良好，现场施工不需要使用大型机械设备即可完成，施工操作非常简单，工期会大幅缩短，现场操作方便。复合材料成型工艺设计效果良好，对于复杂结构可以利用热压工艺制作，一次性成型，比如复杂的拱形、球面型、曲面型等等，都可以达到制造的需要，且结构尺寸精度合格，给工程的施工效果提升产生积极的意义。

2工程应用

2.1岩土工程

岩土工程比较常见的是复杂地质体结构，所以在施工、运营阶段容易发生坍塌、沉降、滑坡等地质灾害的影响，所以要在现场设置防护墙、支护网、锚固工程等结构，达到安全性标准。在以往施工中，钢质锚杆容易受到地下水的侵蚀应用，腐蚀严重而造成结构强度下降。而碳纤维增强聚合筋耐腐蚀效果好，岩土工程应用比较广泛。

2.2桥梁工程

桥梁项目有较多的受弯构件，承受弯矩、剪力的作用，轴力的影响较少。因为纤维增强聚合筋材料的抗拉强度要优于钢筋材料，所以将该材料应用到截面受拉区域内，满足结构运行的需要。但是也要注意，因为碳纤维材料为脆性材料，延性较差，对于抗震性能要求较高的桥梁不宜使用。

2.3加固工程

混凝土结构在使用的过程中，受到地震、海啸等自然灾害的影响后，应该加强检测与加固，从而达到耐久性、稳固性要求，延长使用寿命。以往的补强材料多数都是钢板，结构自重大、容易腐蚀，而玻璃纤维增强复合材料的抗拉强度、耐久性好，通过粘贴加固方式可以提升结构的性能。

2.4寒冷、潮湿环境工程

如果钢筋材料投入到寒冷、潮湿的环境中，后续维护保养的成本较高，通常在这种环境下进行工程建设，应遵循成本低、维护周期长、耐久性好的标准要求，所以通常选择应用玻璃纤维增强复合材料取代传统钢筋混凝土结构形式，以达到综合效益的要求。

2.5空间结构工程

网架或网壳等是工程领域比较常用的结构形式，其强度高、耐腐蚀效果好。比如英国建设了多处网架结构，有些已经开始应用玻璃纤维增强复合材料取代钢结构形式，达到受力条件的要求，但是因为该材料本身具备的特点，比如弹性模量不足、节点处理难度高等，造成复合材料在网格结构的应用还不能达到应有的效果，造成这些材料的运用以及发展受到限制，并未全面推广应用。随着生产技术不断的成熟，设计方案日益优化，日本已经开始研发出一种有铝合金接头的碳纤维增强聚合卷管，在进行网架结构的施工中，通过使用片材按照不同的角度进行重叠粘贴施工，以达到施工效果的要求。在施工结束后，对比碳纤维增强聚合网架结构与钢结构对比，其重量只有1/5—1/4,，且维护与保养的成本比较低。当前所应用的纤维增强聚合薄板条的新型大跨空间结构，使用这种材料可以形成完整的整体性结构，所以结构的刚度、强度性能较高，所以通过应用类似竹席编织的方法可以提升结构强度，满足建筑工程的运行需要，构建出完善的结构受力体系。

2.6模板工程

复合材料模板以原塑料模板为根本实现创新、改进，从而保证混凝土结构的质量合格，施工成本降低，且保持现场施工环境质量，防止产生严重的污染性问题。

3纤维增强复合材料组合结构

纤维增强复合材料筋结构内加入的纤维材料比例比较大，所以结构强度高于传统钢筋材料，预应力提升比较明显，混凝土粘结效果也更好。通过应用纤维增强复合材料与混凝土或者木材组合使用，可以制作多种结构形式，可以在大范围内应用。

3.1纤维增强复合材料管-混凝土

纤维增强复合材料内填充混凝土等基础材料，可以约束混凝土结构，施工效率更高，且耐久性好，使用寿命比较长，应用到桩、柱、梁等结构工程效果良好，具备较高的稳定性，承载性能大幅提升，自重也会减小，总体效益较好。

3.2纤维增强复合材料-铝合金组合

该结构部件在制作中，通过应用增强复合材料包裹在铝合金管的外表面，可以弥补纤维增强复合材料的脆性高特点，发挥出轻质、耐腐蚀的效果，所以在大跨度工程中应用比较广泛。

3.3纤维增强复合材料-木组合构件

纤维增强复合材料与木材组合使用，结构设置更加的科学、合理，结构受力条件比较好，耐火性好，较之传统结构自重更小、耐腐蚀更好，承载性能比较高，且成本比较低，所以在工程领域内应用广泛，使用效果良好。

4推广应用瓶颈

纤维增强复合材料研发初期应用到军工领域中，近年来才投入到建筑工程领域内应用，这是一种轻型的材料性能，生产工艺还处于高速发展的时期，制造流程比较复杂，成本比较高，所以目前并未大规模生产应用。纤维增强复合材料在报废或者达到使用寿命后，不能直接回收，且回收成本较高，这也是限制应用的一个主要原因。纤维增强复合材料在建筑工程领域内，损伤检测、评价机制还没有形成。复合材料是现代科学技术的产物，如果不能采取有效的无损检测方法，一些不合格的材料投入到工程中应用，给工程施工效果和质量产生不利的影响，甚至还会引发严重的安全事故。目前我国建筑领域并未针对纤维增强复合材料等进行质量评价，也没有完整的质量检验体系，造成该材料无法广泛的应用。当前常见的纤维增强复合材料锚具要在专门的工厂内生产制造，质量不稳定，且投资较高，所以还要加强研究和应用。此外，针对于纤维增强复合材料混凝土结构力学性能并未投入研究，系统性较差，也导致无法广泛应用。

5结语

纤维增强复合材料应用到建筑工程领域内，可以提升工程质量，促进施工速度的提升，对于建筑领域的发展产生积极的意义。但是目前还没有形成完善的质量检验机制，评估效果也比较差，未来还要加强研究和应用，才能顺应时代发展，推广应用玻璃纤维增强复合材料。

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