【關(guān)鍵詞】土木建筑結(jié)構(gòu)；復(fù)合材料；GFRP；混凝土結(jié)構(gòu)；加固

　　一、復(fù)合材料的定義

　　復(fù)合材料是由兩種或者兩種以上的不同物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)組合而成的，即復(fù)合材料是由微觀形式或宏觀形式組合而成的。

　　二、土木建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中運(yùn)用的復(fù)合材料的特點(diǎn)

　　1.多種材料性能。復(fù)合材料是由多種物質(zhì)組成的新型材料，被廣泛運(yùn)用于建筑業(yè)，主要是由于復(fù)合材料可以表現(xiàn)出各種組成材料的優(yōu)點(diǎn)，復(fù)合材料的研發(fā)使得一種材料具有多種性能，并且具備天然材料不具備的性能，這種集多種優(yōu)勢(shì)于一身的新型工業(yè)材料，解決了建筑業(yè)材料的合理利用問題。

　　2.良好的力學(xué)性能。選材不同使得復(fù)合材料力學(xué)性能的設(shè)計(jì)范圍很大，例如拉伸強(qiáng)度超過建筑鋼可達(dá)1000MPa的單向玻纖增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料。使用碳纖維作為增強(qiáng)材料，可以制得密度比鋼材小4—5倍，而彈性模量可以達(dá)到建筑鋼材水平的樹脂基復(fù)合材料。

　　3.材料的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)。根據(jù)土木建筑中對(duì)材料性能的選擇，譬如對(duì)耐水和防腐性能要求，人們可以選擇可依據(jù)建筑需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工的復(fù)合材料。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜和工程量較大的建筑，為節(jié)約成本，快速高效的完成建筑制品，重量輕且制造方便的復(fù)合材料成為土木建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中所需材料的首選。

　　4.材料的可塑性強(qiáng)。在土木建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，人們已經(jīng)不能僅僅滿足于材料的性能，建筑學(xué)中人們也注重建筑物的協(xié)調(diào)美觀和藝術(shù)價(jià)值，復(fù)合材料的可塑性強(qiáng)，可以按照人們的需要設(shè)計(jì)出各種形狀，并且不需要多次加工工序就可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

　　5.良好的透光性。復(fù)合材料玻璃鋼的透光率與玻璃相似，可達(dá)85%以上，由于它堅(jiān)韌不易碎且能承受超大的負(fù)荷，加之具有較強(qiáng)的可塑性，通常根據(jù)實(shí)際需求被綜合加工成建筑行業(yè)所需的建筑材料，從而達(dá)到節(jié)約資源、降低成本的目的。

　　6.隔音性。隨著工業(yè)的發(fā)展，人們的日常生活往往受到噪音污染，噪音污染會(huì)嚴(yán)重影響人們的睡眠質(zhì)量和身心健康，隔音效果的好壞依然成為評(píng)論建筑物質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。隔音效果好的傳統(tǒng)建筑材料笨重，而且隔熱性能差，在安裝和運(yùn)輸上都很不便，但復(fù)合材料能夠起到削弱振動(dòng)音波及船舶音波的作用，經(jīng)過專門的夾層設(shè)計(jì)既能達(dá)到隔音效果，又能達(dá)到隔熱效果，并且復(fù)合材料材質(zhì)很輕，在運(yùn)輸和安裝方面也很方便，解決了建筑工程中材料隔音效果差的問題。

　　三、復(fù)合材料在土木建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用

　　土木工程的熱點(diǎn)建筑材料碳纖維（CFRP）增強(qiáng)塑料憑借其良好的物理性能被廣泛運(yùn)用于土木建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中，CFRP增強(qiáng)塑料在國內(nèi)外的市場(chǎng)均有運(yùn)用，在新混凝土中加入短切碳纖維制成新結(jié)構(gòu)的碳纖維混凝土已在土木工程中得到應(yīng)用。棒條狀的碳纖維長絲可以代替鋼筋運(yùn)用于建筑結(jié)構(gòu)，也可以將碳纖維加工成繩狀，在大型土木工程中作拉索使用，用于提升建筑材料，經(jīng)久耐用。因其質(zhì)量輕并且耐腐蝕性強(qiáng)，可以將其制成混凝土板或大跨梁、架等，在房屋和橋梁等大型建筑的運(yùn)用上非常普遍。最早研究并將CFRP用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的國家是80年代的美國和日本等發(fā)達(dá)國家，CFRP的力學(xué)性能良好，材質(zhì)輕，施工簡(jiǎn)便，又具有耐腐蝕性和耐久性，因此受到各國土木工程建筑研究人員的青睞，它的高性能已成功運(yùn)用于建筑業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，譬如在建筑物的隔音和抗震方面。據(jù)外資介紹，CFRP增強(qiáng)型材料在土木工程中的運(yùn)用將得到大力推廣，碳纖維材料在土木工程中增長率將達(dá)到20%以上，成為土木工程中較為有發(fā)展前景的新型建筑材料。我國在近幾年著重對(duì)CFRP用于加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究，并由最初只有國家工業(yè)建筑診斷與工程技術(shù)研究中心一個(gè)單位，逐步發(fā)展成為有清華大學(xué)、天津大學(xué)、東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等十余所高等院校進(jìn)行對(duì)復(fù)合材料的各種性能的研究，取得了實(shí)質(zhì)性的成果，并且在我國橋梁、房屋建筑方面廣泛應(yīng)用。

　　復(fù)合材料可用作承載結(jié)構(gòu)，在建筑材料中可以制成柱子、承重折板、屋面板、樓板等，在化工廠的腐蝕廠房中的承重結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料可制作成各種波紋板、夾層結(jié)構(gòu)板等維護(hù)結(jié)構(gòu)制品，還有一些既能作承重結(jié)構(gòu)的，又能作圍護(hù)結(jié)構(gòu)的殼體結(jié)構(gòu)板材。這些復(fù)合材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)制品可用作建筑外墻板、防腐樓板、屋頂結(jié)構(gòu)、遮陽板、天花板等�；�于復(fù)合材料的良好透光性能，可將其制作成透明或者半透明夾層結(jié)構(gòu)板及組裝式采光罩，廣泛運(yùn)用于溫室、大型建筑的天窗、工業(yè)廠房等。纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料重量較輕，經(jīng)久耐用，人們一直認(rèn)為纖維增強(qiáng)聚合物是鋼鐵和混凝土的理想替代產(chǎn)品。人們之所以對(duì)纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料感興趣是因?yàn)檫@種材料比較符合現(xiàn)代建筑中的性能和耐用性需求。現(xiàn)存結(jié)構(gòu)形狀包括寬緣梁、盒型梁、多層疊合梁以及多孔面板。以上結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組成材料一般使用E—玻璃纖維和低成本樹脂系統(tǒng)（聚酯、乙烯基酯等）。

　　工業(yè)及民用建筑的門窗裝飾材料多采用復(fù)合材料加工制成，復(fù)合材料門窗防水、隔熱、耐化學(xué)腐蝕，樹脂玻璃鋼多作窗框型材。在市政建設(shè)中排水和污水處理工程復(fù)合材料制品得到大量使用，此外復(fù)合材料譬如浴盆、洗面盆、坐浴盆，各種整體或者組裝式衛(wèi)生間都是用輕便的復(fù)合材料制成的。復(fù)合材料可用作采暖通風(fēng)材料，由于具有較高的可塑性可以制成中央空調(diào)系統(tǒng)中的通風(fēng)廚、排氣管、送風(fēng)管、防腐風(fēng)機(jī)罩等運(yùn)用于工程上，列入化學(xué)器材中的冷卻塔、各種管道、板材風(fēng)機(jī)、葉片以及成型的采暖通風(fēng)制品。復(fù)合材料在土木建筑工程中的用途還有很多，如各種燈飾、家具、公共場(chǎng)所的座椅、運(yùn)動(dòng)器材、仿古建筑等。

　　四、復(fù)合材料在土木建筑行業(yè)中的發(fā)展前景

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)生活用品、住房和娛樂設(shè)施的要求越來越高，因此涌現(xiàn)出越來越多的土木建筑工程的研究人員對(duì)復(fù)合材料的探索和研究，從而推動(dòng)了建筑工業(yè)改革發(fā)展的動(dòng)力�，F(xiàn)代化的建筑工業(yè)日益精益求精，也給建筑工業(yè)提供了明確的發(fā)展方向，即：通過使用新型復(fù)合材料改善施工條件，加快城市和鄉(xiāng)村的建設(shè)化進(jìn)程，高效且降低成本的工程運(yùn)作達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、運(yùn)輸方便等目的。根據(jù)市場(chǎng)對(duì)建筑的規(guī)劃和需求，為了快速高效、簡(jiǎn)單的改良現(xiàn)有的土木基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)，并且經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，使得復(fù)合材料在以后的土木建筑工程中具有遠(yuǎn)大的市場(chǎng)。由于復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性、良好的力學(xué)性能、裝飾性能、透水和吸水性等優(yōu)點(diǎn)，使得復(fù)合材料成為土木建筑工程必不可少的建筑材料，在今后的土木建筑工程發(fā)展的過程中對(duì)減輕建筑物及建筑材料的重量，增加建筑材料的形狀，加快施工進(jìn)度，降低工程造價(jià)，提高土木工程建筑的經(jīng)濟(jì)效益都起到十分有利的作用。

　　總之，由于復(fù)合材料具有眾多優(yōu)點(diǎn)，在基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用領(lǐng)域不斷得到人們的認(rèn)可，不斷發(fā)掘其在基礎(chǔ)設(shè)施中的新功能。無論是作為主要承重材料，還是作為次要承重材料，復(fù)合材料在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]王國榮等.《復(fù)合材料概論》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社

　　[2]岳清瑞.CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)及應(yīng)用.高科技纖維與應(yīng)用，1998.23（5）：1—6