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纤维复合材料在建筑领域中的应用

加入收藏〗 发布时间:2017-12-09
  摘 要:在科技水平的发展下,建筑领域也呈现出新的特征,大量的新型材料应用到了建筑领域中.本文针对纤维复合材料的应用特点进行阐述,并探讨纤维复合材料在建筑领域中的应用.
 
  关键词:纤维复合材料 建筑领域应用
 
  在航空航天与军工产业的兴起下,纤维复合材料诞生,该种材料具备良好的性能,可以满足现代工程的发展,在建筑领域中得到了应用.既为建筑工程的发展注入了全新的活力,也解决了建筑工程发展中的技术难题,表现出了良好的前景.
 
  1 纤维复合材料的应用特点分析
 
  1.1 可设计性
 
  符合材料的组成十分复杂,不仅保留了原组分材料的特征,且其合成后的性能也优于原材料,加上组分比例不同,也会影响材料的性能.其中,组分比例的不同,都会影响复合纤维性能,因此,该种材料的发展前景与空间非常大,在建筑领域中的应用前景无限.
 
  1.2 美感性
 
  随着人们收入水平的提升,对于建筑的要求不仅停留在耐久性和安全性方面,对于建筑美感,也有了更高的要求,将纤维复合材料应用在建筑领域中,可以有效解决这一问题,纤维复合材料具有可塑性特征,可以染成各种颜色,构筑多元化的形状,可以充分满足人们的需求.
 
  1.3 安全性
 
  纤维复合材料的抗疲劳性能也优于传统的单一材料,由于纤维复合材料的组合性能特殊,即便其中部分纤维丝出现断裂,可以将压力分散开来,为抢救赢得时间.且纤维复合材料的耐用力与耐受力也十分理想,有效提升了建筑的耐久性.
 
  1.4 抗腐蚀性
 
  抗腐蚀性也是纤维复合材料的一个重点指标,纤维复合材料的诞生有效解决了建筑领域的腐蚀问题.在传统建筑材料中,最为常用的材料就是钢铁,但是钢铁材料的抗腐蚀性能不佳,特别是在空气湿度大的南方与沿海地区,钢铁的腐蚀速率较大,纤维复合材料的抗腐蚀性,可以达到传统钢铁材料的数十倍,为施工工作的开展提供良好的支撑.
 
  2 纤维复合材料在建筑领域中的应用
 
  2.1 纤维混凝土复合材料的应用
 
  2.1.1 纤维增强混凝土
 
  纤维增强混凝土目前已经发展成熟,该种材料就是将各类力学性能理想、抗碱性强的合成纤维复合在混凝土与水泥砂浆中,这可以有效改善传统材料的物理性能与力学性能,提升其耐久性与使用价值.纤维增强混凝土最早诞生于 1970 年,此后,又衍生出了Aramid 纤维混凝土、C 纤维增强混凝土、玻璃纤维混凝土、Kelver 纤维混凝土等等,其中,C 纤维增强混凝土的性能是最为理想的,机械强度与尺寸稳定性也更高.利用碳纤维取代传统的钢丝和钢筋,可以有效解决钢筋混凝土的劣化与盐水降解作用,减轻建筑构件的自重,缩短建筑工期.
 
  2.1.2 功能 / 智能混凝土
 
  在建筑领域的发展下,混凝土材料不仅要承担应有的荷载,还需要满足智能化、多功能的发展需求,常见的功能 /智能混凝土包括自修复混凝土、损伤自诊断混凝土、导电水泥基复合材料、温度自调节混凝土、屏蔽磁场水泥基复合材料、温度自调节混凝土等.以自修复混凝土为例,此类型混凝土是将粘结剂玻璃空心纤维与混凝土融合入起来,在混凝土开裂之后,粘结剂就会释放,并流入开裂位置,使其得到重新粘结,起到理想的愈伤效果.目前,美国已经成功研制出仿生混凝土材料,应用效果更加理想.
 
  2.2 纤维聚合物筋纤维聚合物筋
 
  是近年来诞生的一种新型纤维复合材料,常见类型有碳纤维纤维聚合物筋、玻璃纤维聚合物筋、芳纶纤维聚合物筋等等,钢筋比强度高、抗腐蚀性能高,还具备良好的热胀系数与抗电磁性能.纤维聚合物筋可以应用在建筑混凝土梁 / 柱的施工中,目前,美国已经在这一技术应用到了建筑领域中.
 
  2.3 结构补强材料
 
  结构补强材料的应用包括补强形式与纤维片材修补两种方式,可以有效改善建筑结构构件的受力性能,常用的纤维包括碳纤维、芳纶纤维两类.传统建筑领域中的结构补强材料就是钢板,钢板的自重较大,耐腐蚀性能差,容易出现老化的问题,结构补强材料在加固技术上,有显着的优势,在对结构部产生影响的前提条件下,有效提升了建筑构件的抗震性能与承载力,且结构补强材料的施工模式方便,质地柔软,可以手工缠绕,施工噪声非常小,不需要进行焊接处理.同时,结构补强材料还具备良好的耐久性能与耐腐蚀性能,可以抵抗各类物质的腐蚀,在完成结构处理工作之中,不需要定期进行维护.
 
  2.4 智能纤维复合材料
 
  智能纤维复合材料的应用可以有效消除电磁波干扰,屏蔽电磁场,这一技术最早由日本研发成功.智能纤维复合材料的应用是未来智能化建筑发展的一个必然趋势,不仅具备耐久性的特点,也增加了建筑的安全性和耐久性.就目前来看,智能纤维复合材料的应用还处于初级阶段,技术还尚未成熟,还需要进行进一步的深入研究.
 
  3 结 语
 
  随着社会经济的发展和城市化进程的加快,对土木建筑工程提出了更新更高的要求,不仅需要保证建筑物的舒适安全,还要满足能源节约、环保美观等要求.而纤维复合材料的应用可以达到这些标准,将其用于建筑工程中,可以发挥其本身的优势,高效完成土木建筑工程,推动建筑业的可持续发展.
 
  参考文献:
 
  [1]王茜 . 纤维复合材料在土木建筑工程中的应用进展[J]. 知识经济,2012(06).
  [2]琚宏昌,张凤,张贝宜,李远心 .FRP复合材料在土木工程中应用的研究进展[J]. 混凝土,2012(02).
  [3]杨晨,马建丽 . 复合材料在建筑上的应用[J]. 广东建材,2011(07).
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