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【摘要】当今社会，建筑行业正以令人惊奇的速度发展着，而建筑材料的选择也逐渐多了起来。复合材料的运用是现代土木工程领域的发展要求，虽然复合材料的运用是建筑行业的发展趋势，但是，我国在这方面的研究才刚起步。本文将通过对复合材料的种类优势等来分析复合材料在土木建筑基础结构中的运用。
【关键词】土木建筑；复合材料；运用
一、复合材料的含义以及种类
复合材料在当今各行各业都有着广泛的运用，在建筑业上，不仅广泛用于基础建筑材料的方面，还大量用于建筑物的后期修复、加固以及新系统的改善方面。那么什么是复合材料呢？复合材料一般是指两种以及两种以上不同性质的材料通过物理和化学的方法，重新组成具有新性能的非均匀的材料，充分发挥各种不同材料的优势，在性能上取长补短，以满足制造不同的材料或适用于不同的工艺要求。复合材料通常都包含数种不同成分，组成的材料不同，因而复合材料的种类也是多种多样的。常用建筑复合材料包括纤维类型材料，玻璃类型材料，碳化材料，陶瓷以及各类分子聚化物材料等。常见复合建筑材料主要包括以下几种：
1．碳纤维复合材料（CFRP）。碳纤维是一种物理能力超群的新型材料，也是目前世界上使用最多、最广泛的一种复合材料。我国在二十世纪九十年代后期开始研究使用这种碳纤维复合材料，它具有很强的抗磨损性能，耐久性以及高强质轻等特点。
2．纤维复合材料（FRP）。纤维复合材料（Fiber Reinforced Polymer）是把高性能的纤维经过编织与环氧树脂等基材胶合凝固或经过高温固化而形成的一种新型复合材料。纤维复合材料的发展比其他的复合材料要落后一些，但是现在来说作用却是非常巨大的。FRP的主要特点就是质轻，不易锈蚀，无磁性以及抗弯性能强等，一般主要是做成纤维筋材料，纤维筋是以玻璃或者碳纤维与树脂结合，然后再根据具体用途进行拉伸，形成适合的建筑用材。它的主要作用是用来代替钢筋，在一些海底通道以及腐蚀性较强的地方来取代钢筋，因为它具有非常强的抗腐蚀性以及耐磨抗压性。
3．玻璃纤维复合材料（GFRP）。GFRP技术在我国起步同样比较晚，但是它的技术是比较成熟的。复合材料普遍具有质轻、抗腐蚀、抗磨损、无磁性等特点，但是玻璃纤维与其他复合材料相比，其优势在于它的价格相对较低，因而产量非常高。
二、复合材料的优点
复合材料对建筑行业来说是一种新的飞跃，它引导着建材行业的流行趋势，建筑类复合材料主要有以下几大优点：（1）抗腐蚀性强。建筑物一般都是长期暴露在空气、海水以及泥土中，不可避免的一个问题就是外界的腐蚀，这对建筑物的寿命来说是致命的，往往腐蚀会大大减少建筑物的使用年限以及安全性能、美观等。（2）抗争性能强。复合材料由于是多种材料结合而成，它的纤维组织结构能够很好的起到防震抗震的作用，尤其是在桥梁结构方面，更是会起到意想不到的效果。将纤维复合材料用于桥梁的支撑点或者桥墩上可大大增强桥梁的抗震作用，例如，在钢索吊桥结构方面，用纤维复合材料取代钢筋，可减少桥梁超载以及地震海啸的震动；在桥墩方面，将复合材料用于水泥桥墩或者桥柱的外侧，可以史桥承重结构更加坚固，并且复合纤维复合材料允许弯曲变形，即使遭受更大压力的时候，也可以适当自我减压，防止开裂和崩断，从而增加建筑物的抗震性能。（3）重量轻。复合材料兼具多种建材的优势，扬长避短，最大限度地发挥建材的优势。复合建筑材料普遍具有质轻的特点，但是与普通钢材相比，它的强度和硬度却更强更高，而质量上却大大轻于普通钢材。（4）使用寿命长，耐久性强。复合建筑材料能够长期暴露在烈日下以及冰雪、腐蚀性环境之中，但却对其本身没有都少影响，这是普通建筑材料所不具备的一大优势，外部环境对复合材料的建筑影响非常小，那么建筑物本身的使用寿命也相应延长了。此外符合建筑材料还有密度高、无磁性、隔热绝缘，可塑性强等优点。
三、复合材料在土木建筑结构中的运用
复合材料如今已经在建筑领域方面取得了大量的实战成绩，它的实际用途也备受人们的亲睐和社会的认可，因此，复合材料在建筑中具有广泛的运用。
1．复合材料在建筑物加固方面的运用。建筑物的加固主要使用的是碳纤维复合材料，它具有非常强的抗弯抗疲劳性，非常适合替换老旧建筑结构。碳纤维复合材料的运用主要是用于修复加固混凝土或者钢结构，它主要是利用碳纤维抗拉承载力高的特性，将之用于受拉面，与混凝土共同承担负荷，起到抗弯加固的作用。目前美国的桥梁中约有5%采用碳纤维复合材料进行加固以及维修，而美国海军码头约40%需要或即将使用复合材料来进行修复增强，已完工的有美国圣地亚哥、珍珠港以及一些潜艇基地等等军事码头。在国内，我们主要研究的是复合材料对建筑物的加固方式以及一些构件搭配等问题。目前我国约有十余所高校开始研究复合材料的实际运用模型，包括加固施工以及加固性能方面，如今已经取得了不错的成就，并且开始用于民用建筑、桥梁、隧道以及道路建设之中，成效显著。
2．在建筑物的设计施工中的运用。复合材料如今已经成为了建筑设计师们对建筑物高性能、低成本设计要求的新型替代品，复合材料的承重性能优越，在建筑施工领域中，主要是作为承重材料来使用的，例如桥梁的桥柱，往往选取纤维复合材料来支撑桥座，混合混凝土加固桥墩的稳定性以及承重性。当然，复合材料在施工中也长用来提高桥主梁和桥面板的使用期限。在最近几年，由于环境影响，海边码头的建筑结构性能逐渐暴露了出来，因此，许多设计师在设计之初就把复合材料的一些优势考虑进了建筑物今后会遇到的特殊环境，并将其作为在特殊环境下解决建筑材料性能问题的一种有效手段。例如，在施工中加入纤维复合材料筋将完全可以替代钢筋作为建筑的承重点，或者在混凝土结构中加入FRP可以极大的增加地基的抗磨损性等等。
3．在装饰维护方面的运用。复合材料的兴起，对传统建材来说是一种巨大的挑战，甚至是一种取代，如今，复合材料在建筑物后期装修以及维护方面具有很大的作用。比如，公路以及桥梁路面两侧的防护栏和隔板，它使用玻璃纤维制成，不仅美观大方，还坚固耐磨。在一些建筑材料的外壳包装中，也常见复合材料的身影，因为它具有超强的抗腐蚀性。另外还有一些钢结构和拼接板的修复和增强方面也有较多运用。
总众多的优点，之，复合材料以其使得其在建筑施工领域不断得到人们的认可，复合材料的制成品以及修复和增强等部件的使用也是非常便捷的，在哪一种结构中使用什么样的复合材料如今也正考研中工程师对复合材料的把握情况，相信在今后，建筑基础结构施工中一定会出现更多的复合材料。
四、结语
复合材料的发展已经是社会和不可逆转的趋势，复合材料以其优异的性能，不断地为建筑行业带来飞跃和惊奇。它不仅可以作为辅助材料来对现有土木建筑进行修复和加固，同时也可以作为主力承重材料，更大程度低发挥复合材料在土木建筑基础结构中的作用。我们有理由相信，在今后将会出现各种各样的复合材料，他们将会成为建筑领域乃至整个工业的基础材料。
参考文献：
[1]岳清瑞《我国碳纤维增强塑料加固修复技术研究应用现状与展望》.工业建筑,2000:p23-26.
[2]邓宗才《碳纤维布增强钢筋混凝土梁抗弯力学性能研究》.中国公路学报，2001，14（2）:45-51.
[3]赵稼祥《碳纤维复合材料在基础设施上的应用与展望》.先进制造与材料应用技术,2001（2）: 25-32.
作者简介：
赵营战（1964-），男，汉，河南济源人，工程师，大学学历，主要从事土木建筑方向研究。
【关键词】土木建筑；复合材料；运用
一、复合材料的含义以及种类
复合材料在当今各行各业都有着广泛的运用，在建筑业上，不仅广泛用于基础建筑材料的方面，还大量用于建筑物的后期修复、加固以及新系统的改善方面。那么什么是复合材料呢？复合材料一般是指两种以及两种以上不同性质的材料通过物理和化学的方法，重新组成具有新性能的非均匀的材料，充分发挥各种不同材料的优势，在性能上取长补短，以满足制造不同的材料或适用于不同的工艺要求。复合材料通常都包含数种不同成分，组成的材料不同，因而复合材料的种类也是多种多样的。常用建筑复合材料包括纤维类型材料，玻璃类型材料，碳化材料，陶瓷以及各类分子聚化物材料等。常见复合建筑材料主要包括以下几种：
1．碳纤维复合材料（CFRP）。碳纤维是一种物理能力超群的新型材料，也是目前世界上使用最多、最广泛的一种复合材料。我国在二十世纪九十年代后期开始研究使用这种碳纤维复合材料，它具有很强的抗磨损性能，耐久性以及高强质轻等特点。
2．纤维复合材料（FRP）。纤维复合材料（Fiber Reinforced Polymer）是把高性能的纤维经过编织与环氧树脂等基材胶合凝固或经过高温固化而形成的一种新型复合材料。纤维复合材料的发展比其他的复合材料要落后一些，但是现在来说作用却是非常巨大的。FRP的主要特点就是质轻，不易锈蚀，无磁性以及抗弯性能强等，一般主要是做成纤维筋材料，纤维筋是以玻璃或者碳纤维与树脂结合，然后再根据具体用途进行拉伸，形成适合的建筑用材。它的主要作用是用来代替钢筋，在一些海底通道以及腐蚀性较强的地方来取代钢筋，因为它具有非常强的抗腐蚀性以及耐磨抗压性。
3．玻璃纤维复合材料（GFRP）。GFRP技术在我国起步同样比较晚，但是它的技术是比较成熟的。复合材料普遍具有质轻、抗腐蚀、抗磨损、无磁性等特点，但是玻璃纤维与其他复合材料相比，其优势在于它的价格相对较低，因而产量非常高。
二、复合材料的优点
复合材料对建筑行业来说是一种新的飞跃，它引导着建材行业的流行趋势，建筑类复合材料主要有以下几大优点：（1）抗腐蚀性强。建筑物一般都是长期暴露在空气、海水以及泥土中，不可避免的一个问题就是外界的腐蚀，这对建筑物的寿命来说是致命的，往往腐蚀会大大减少建筑物的使用年限以及安全性能、美观等。（2）抗争性能强。复合材料由于是多种材料结合而成，它的纤维组织结构能够很好的起到防震抗震的作用，尤其是在桥梁结构方面，更是会起到意想不到的效果。将纤维复合材料用于桥梁的支撑点或者桥墩上可大大增强桥梁的抗震作用，例如，在钢索吊桥结构方面，用纤维复合材料取代钢筋，可减少桥梁超载以及地震海啸的震动；在桥墩方面，将复合材料用于水泥桥墩或者桥柱的外侧，可以史桥承重结构更加坚固，并且复合纤维复合材料允许弯曲变形，即使遭受更大压力的时候，也可以适当自我减压，防止开裂和崩断，从而增加建筑物的抗震性能。（3）重量轻。复合材料兼具多种建材的优势，扬长避短，最大限度地发挥建材的优势。复合建筑材料普遍具有质轻的特点，但是与普通钢材相比，它的强度和硬度却更强更高，而质量上却大大轻于普通钢材。（4）使用寿命长，耐久性强。复合建筑材料能够长期暴露在烈日下以及冰雪、腐蚀性环境之中，但却对其本身没有都少影响，这是普通建筑材料所不具备的一大优势，外部环境对复合材料的建筑影响非常小，那么建筑物本身的使用寿命也相应延长了。此外符合建筑材料还有密度高、无磁性、隔热绝缘，可塑性强等优点。
三、复合材料在土木建筑结构中的运用
复合材料如今已经在建筑领域方面取得了大量的实战成绩，它的实际用途也备受人们的亲睐和社会的认可，因此，复合材料在建筑中具有广泛的运用。
1．复合材料在建筑物加固方面的运用。建筑物的加固主要使用的是碳纤维复合材料，它具有非常强的抗弯抗疲劳性，非常适合替换老旧建筑结构。碳纤维复合材料的运用主要是用于修复加固混凝土或者钢结构，它主要是利用碳纤维抗拉承载力高的特性，将之用于受拉面，与混凝土共同承担负荷，起到抗弯加固的作用。目前美国的桥梁中约有5%采用碳纤维复合材料进行加固以及维修，而美国海军码头约40%需要或即将使用复合材料来进行修复增强，已完工的有美国圣地亚哥、珍珠港以及一些潜艇基地等等军事码头。在国内，我们主要研究的是复合材料对建筑物的加固方式以及一些构件搭配等问题。目前我国约有十余所高校开始研究复合材料的实际运用模型，包括加固施工以及加固性能方面，如今已经取得了不错的成就，并且开始用于民用建筑、桥梁、隧道以及道路建设之中，成效显著。
2．在建筑物的设计施工中的运用。复合材料如今已经成为了建筑设计师们对建筑物高性能、低成本设计要求的新型替代品，复合材料的承重性能优越，在建筑施工领域中，主要是作为承重材料来使用的，例如桥梁的桥柱，往往选取纤维复合材料来支撑桥座，混合混凝土加固桥墩的稳定性以及承重性。当然，复合材料在施工中也长用来提高桥主梁和桥面板的使用期限。在最近几年，由于环境影响，海边码头的建筑结构性能逐渐暴露了出来，因此，许多设计师在设计之初就把复合材料的一些优势考虑进了建筑物今后会遇到的特殊环境，并将其作为在特殊环境下解决建筑材料性能问题的一种有效手段。例如，在施工中加入纤维复合材料筋将完全可以替代钢筋作为建筑的承重点，或者在混凝土结构中加入FRP可以极大的增加地基的抗磨损性等等。
3．在装饰维护方面的运用。复合材料的兴起，对传统建材来说是一种巨大的挑战，甚至是一种取代，如今，复合材料在建筑物后期装修以及维护方面具有很大的作用。比如，公路以及桥梁路面两侧的防护栏和隔板，它使用玻璃纤维制成，不仅美观大方，还坚固耐磨。在一些建筑材料的外壳包装中，也常见复合材料的身影，因为它具有超强的抗腐蚀性。另外还有一些钢结构和拼接板的修复和增强方面也有较多运用。
总众多的优点，之，复合材料以其使得其在建筑施工领域不断得到人们的认可，复合材料的制成品以及修复和增强等部件的使用也是非常便捷的，在哪一种结构中使用什么样的复合材料如今也正考研中工程师对复合材料的把握情况，相信在今后，建筑基础结构施工中一定会出现更多的复合材料。
四、结语
复合材料的发展已经是社会和不可逆转的趋势，复合材料以其优异的性能，不断地为建筑行业带来飞跃和惊奇。它不仅可以作为辅助材料来对现有土木建筑进行修复和加固，同时也可以作为主力承重材料，更大程度低发挥复合材料在土木建筑基础结构中的作用。我们有理由相信，在今后将会出现各种各样的复合材料，他们将会成为建筑领域乃至整个工业的基础材料。
参考文献：
[1]岳清瑞《我国碳纤维增强塑料加固修复技术研究应用现状与展望》.工业建筑,2000:p23-26.
[2]邓宗才《碳纤维布增强钢筋混凝土梁抗弯力学性能研究》.中国公路学报，2001，14（2）:45-51.
[3]赵稼祥《碳纤维复合材料在基础设施上的应用与展望》.先进制造与材料应用技术,2001（2）: 25-32.
作者简介：
赵营战（1964-），男，汉，河南济源人，工程师，大学学历，主要从事土木建筑方向研究。