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摘 要：随着科学技术水平的不断发展，土木工程不断提高了工程质量、施工技术和材料的要求，在进行创新开辟发展土木工程振兴之路的同时，广泛应用复合材料是土木工程应用的新发展，本文阐述了一些土木工程实例应用中存在的问题，探索复合材料在土木工程中的应用阶段还需要不断提高，结合工程实际遵循复合材料结构的特点，通过不断地分析研究与应用，针对工程建设中复合材料在土木工程中的发展作用，希望能为解决土木工程问题提供一些借鉴和帮助。
关键词：复合材料；土木工程；应用
一、复合材料在土木工程应用中的困境问题
一是没有专业标准的复合结构设计师，在土木工程领域大多数工程技术人员结合工作实际经验创新了复合材料的更大应用发展空间，其规范和试验的方法也是非常重要的。二是针对工业发展部门复合材料成本较高。整个工程项目的20%都是成本材料，而且结构材料的数量也是不均等的，由于大型起重设备对施工场地设施造成扭曲和裂缝，可以使用碳纤维板和三菱化学公司Reark复合材料，以备维修施工期间的简单维修操作。由于建筑综合价格一直在下降，兼顾维修的复杂性，一般采用结构使用寿命长的复合材料，以其维护建筑工程施工成本低的经济效益，但同时一定要严格把关复合材料的原材料质量过硬。三是土木工程应用中关键问题是机械力学问题，需要研究解决复合力学问题，研究考虑到复合材料本身的机械性能和异质性、热性能、机械性能的影响。非机械耦合混合材料在负荷、变形、裂纹产生的机械问题上，以FRP钢筋模量的低弹性结合钢筋、FRP钢筋和混凝土之间引起的机理效应，以免导致损坏混凝土复合材料结构的承载能力，降低剪切破坏模式的影响问题。
二、复合材料满足现代土木工程发展的实际需要
纤维增强复合材料，简称为复合材料（FRP），是由玻璃纤维等增强性纤维材料组成，与基体建筑材料产生缠绕、模压、拉挤等形成的复合材料。
（一）建筑材料混凝土和钢结构的加固修复技术
目前经济实用的复合材料外包维修或加固方法是最广泛应用的，其原有结构过度到复合修复结构称为混合结构。在疲劳载荷应力下降低裂纹宽度到50%，减少研究36%。例如瑞士联邦材料测试研究实验室（EMPA）与1991年成功修复了瑞士卢塞恩Ibah桥，由于该网桥钻孔等原因导致预应力钢筋被破坏39米，这次修复运用了碳纤维板增强技术；为了加强预应力预制梁底部缺少原始结构强度而采用碳纤维布包裹麻布措施，这是预应力混凝土加固和修复的纤维缠绕连接方式，以减少木桁架杆的关节力点为加固修复形状；欧洲各国使用的加固和修复方法加强结构柱和烟囱表外包的成功合作上有所不同，通过在混凝土甲板外包道路横向和纵向碳纤维板增加了公路桥梁结构的安全性。
（二）复合材料外包法重组原有材料结构
首先，FRP加固补强的复合材料，就是粘贴加固混凝土结构强度，在梁、板等方式位置上控制混凝土裂缝的产生，应用FRP纤维片材对梁、柱等构件进行有效的加固，在一定标准范围内提高原构件配箍率与复合材料保持强度的发挥程度；
其次，对比FRP筋索和预应力FRP筋混凝土结构。比传统钢筋材料起重量较轻、纤维比重大、强度很高、耐腐蚀性能强等优势。基于FRP筋索的钢筋材料有效代替传统钢筋材料的结构，将使用期限延长、降低成本、节省费用、无磁性，能够达到土木工程混凝土结构的粘结强度。应用积累FRP筋与钢绞线在多股之间进行环氧粘结，通过压痕或者滚花处理过的FRP筋，最后可以对纤维进行交错编制的FRP筋强度作用；
再次，把不同的FRP制品与钢材或混凝土进行FRP组合结构。形成结构模式优势互补应用状态，并应用FRP组合结构形式缠绕成型的FRP管中填充混凝土，可以充当FRP管模板，节省模板消耗的同时，提高结构施工的耐久性效率。基于在桩、柱等工程结构应用的广泛优势上，得到了FRP、混凝土、钢管重新组合结构。这种结构的构成其中间位置设置空心钢管，外面包裹FRP，在钢管与FRP中间填充适当的混凝土。主要目的是成立骨架，借助FRP作为模板保护钢管以免其生锈受损，混凝土在中间部分也受到了一定的成形限制，有效地提高了组合构件的承载能力和防变形性能，为提高工程安全性起到了巨大的根基作用。FRP组合结构不但提高了构件的整体性能，还有效降低了工程成本，有助于提高工程经济效益。
最后，在土木工程中具有全FRP结构的应用优势。应用FRP结构强固桥面体系。直接采用FRP材料能够减轻结构内力、抵御外部环境侵蚀、减轻桥身重量，可以延长其使用年限。对FRP板条进行编织网结构。主要通过张拉作用形成新的组合机构体系，此结构体系具有柔性适合用于跨度较大的工程结构中。其三，在应用于空间结构中网架FRP杆件，主要是由CFRP片材构成不同层叠粘贴。这种网架结构的优势是重量轻、温度效应小、抗腐蚀性强，一般运用于环境较差者跨度较大的空间结构中应用。
（三）杂交材料之纤维增强混凝土应用
应用于土木工程的纤维增强水泥和混凝土技术，这种材料开发的关键是防止水泥在纤维上腐蚀，因玻璃纤维等增强低碳钢，而不是FRP等钢筋混凝土复合材料制成的。主要是复合材料和混凝土组成，称为杂交材料。通常低碳鋼主要应力压缩区配置一定的量，以免冷冻或化学反应条件下迅速腐蚀，导致钢筋膨胀或拉伸应力引起的裂纹混凝土破坏等现象发生。通过添加水混合物增强FRP纤维低碳钢加入混凝土梁柱，具有良好的耐腐蚀性、抗冲击性、电绝缘性能。这种高强度混凝土其强度比低碳钢高出90%，裂纹宽度承受能力也在允许的设计范围内。
三、结束语
在土木工程和新开发中的应用中，解决了一些复合材料存在的主要问题，结合复合材料的机械性能对外包结构进行加固、修复，使原有结构和复合材料的整体结构融合，组分强有力的复合材料制定有效的建筑设计方案标准，在提高运行建筑结构能力的环境前提下，创新复合材料的使用形式将带来我国土木工程建筑结构的革命创新。
参考文献：
[1]冯鹏.复合材料在土木工程中的发展与应用[J].玻璃钢/复合材料，2014，09：99-104.
[2]梁怡.建筑基础结构抗浮方案的设计方法[J].建筑设计管理，2017（08）.
作者简介：严先辉，南充职业技术学院土木与建筑工程系。
关键词：复合材料；土木工程；应用
一、复合材料在土木工程应用中的困境问题
一是没有专业标准的复合结构设计师，在土木工程领域大多数工程技术人员结合工作实际经验创新了复合材料的更大应用发展空间，其规范和试验的方法也是非常重要的。二是针对工业发展部门复合材料成本较高。整个工程项目的20%都是成本材料，而且结构材料的数量也是不均等的，由于大型起重设备对施工场地设施造成扭曲和裂缝，可以使用碳纤维板和三菱化学公司Reark复合材料，以备维修施工期间的简单维修操作。由于建筑综合价格一直在下降，兼顾维修的复杂性，一般采用结构使用寿命长的复合材料，以其维护建筑工程施工成本低的经济效益，但同时一定要严格把关复合材料的原材料质量过硬。三是土木工程应用中关键问题是机械力学问题，需要研究解决复合力学问题，研究考虑到复合材料本身的机械性能和异质性、热性能、机械性能的影响。非机械耦合混合材料在负荷、变形、裂纹产生的机械问题上，以FRP钢筋模量的低弹性结合钢筋、FRP钢筋和混凝土之间引起的机理效应，以免导致损坏混凝土复合材料结构的承载能力，降低剪切破坏模式的影响问题。
二、复合材料满足现代土木工程发展的实际需要
纤维增强复合材料，简称为复合材料（FRP），是由玻璃纤维等增强性纤维材料组成，与基体建筑材料产生缠绕、模压、拉挤等形成的复合材料。
（一）建筑材料混凝土和钢结构的加固修复技术
目前经济实用的复合材料外包维修或加固方法是最广泛应用的，其原有结构过度到复合修复结构称为混合结构。在疲劳载荷应力下降低裂纹宽度到50%，减少研究36%。例如瑞士联邦材料测试研究实验室（EMPA）与1991年成功修复了瑞士卢塞恩Ibah桥，由于该网桥钻孔等原因导致预应力钢筋被破坏39米，这次修复运用了碳纤维板增强技术；为了加强预应力预制梁底部缺少原始结构强度而采用碳纤维布包裹麻布措施，这是预应力混凝土加固和修复的纤维缠绕连接方式，以减少木桁架杆的关节力点为加固修复形状；欧洲各国使用的加固和修复方法加强结构柱和烟囱表外包的成功合作上有所不同，通过在混凝土甲板外包道路横向和纵向碳纤维板增加了公路桥梁结构的安全性。
（二）复合材料外包法重组原有材料结构
首先，FRP加固补强的复合材料，就是粘贴加固混凝土结构强度，在梁、板等方式位置上控制混凝土裂缝的产生，应用FRP纤维片材对梁、柱等构件进行有效的加固，在一定标准范围内提高原构件配箍率与复合材料保持强度的发挥程度；
其次，对比FRP筋索和预应力FRP筋混凝土结构。比传统钢筋材料起重量较轻、纤维比重大、强度很高、耐腐蚀性能强等优势。基于FRP筋索的钢筋材料有效代替传统钢筋材料的结构，将使用期限延长、降低成本、节省费用、无磁性，能够达到土木工程混凝土结构的粘结强度。应用积累FRP筋与钢绞线在多股之间进行环氧粘结，通过压痕或者滚花处理过的FRP筋，最后可以对纤维进行交错编制的FRP筋强度作用；
再次，把不同的FRP制品与钢材或混凝土进行FRP组合结构。形成结构模式优势互补应用状态，并应用FRP组合结构形式缠绕成型的FRP管中填充混凝土，可以充当FRP管模板，节省模板消耗的同时，提高结构施工的耐久性效率。基于在桩、柱等工程结构应用的广泛优势上，得到了FRP、混凝土、钢管重新组合结构。这种结构的构成其中间位置设置空心钢管，外面包裹FRP，在钢管与FRP中间填充适当的混凝土。主要目的是成立骨架，借助FRP作为模板保护钢管以免其生锈受损，混凝土在中间部分也受到了一定的成形限制，有效地提高了组合构件的承载能力和防变形性能，为提高工程安全性起到了巨大的根基作用。FRP组合结构不但提高了构件的整体性能，还有效降低了工程成本，有助于提高工程经济效益。
最后，在土木工程中具有全FRP结构的应用优势。应用FRP结构强固桥面体系。直接采用FRP材料能够减轻结构内力、抵御外部环境侵蚀、减轻桥身重量，可以延长其使用年限。对FRP板条进行编织网结构。主要通过张拉作用形成新的组合机构体系，此结构体系具有柔性适合用于跨度较大的工程结构中。其三，在应用于空间结构中网架FRP杆件，主要是由CFRP片材构成不同层叠粘贴。这种网架结构的优势是重量轻、温度效应小、抗腐蚀性强，一般运用于环境较差者跨度较大的空间结构中应用。
（三）杂交材料之纤维增强混凝土应用
应用于土木工程的纤维增强水泥和混凝土技术，这种材料开发的关键是防止水泥在纤维上腐蚀，因玻璃纤维等增强低碳钢，而不是FRP等钢筋混凝土复合材料制成的。主要是复合材料和混凝土组成，称为杂交材料。通常低碳鋼主要应力压缩区配置一定的量，以免冷冻或化学反应条件下迅速腐蚀，导致钢筋膨胀或拉伸应力引起的裂纹混凝土破坏等现象发生。通过添加水混合物增强FRP纤维低碳钢加入混凝土梁柱，具有良好的耐腐蚀性、抗冲击性、电绝缘性能。这种高强度混凝土其强度比低碳钢高出90%，裂纹宽度承受能力也在允许的设计范围内。
三、结束语
在土木工程和新开发中的应用中，解决了一些复合材料存在的主要问题，结合复合材料的机械性能对外包结构进行加固、修复，使原有结构和复合材料的整体结构融合，组分强有力的复合材料制定有效的建筑设计方案标准，在提高运行建筑结构能力的环境前提下，创新复合材料的使用形式将带来我国土木工程建筑结构的革命创新。
参考文献：
[1]冯鹏.复合材料在土木工程中的发展与应用[J].玻璃钢/复合材料，2014，09：99-104.
[2]梁怡.建筑基础结构抗浮方案的设计方法[J].建筑设计管理，2017（08）.
作者简介：严先辉，南充职业技术学院土木与建筑工程系。