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摘要：伴随着社会科学技术和社会经济的飞速前进，我国现代化建设进程不断推进，土木工程建设行业得到了快速发展。建设企业不断引入新技术、新材料以提升工程建设效率和建设质量，降低工程施工成本。复合材料作为一种新型的建筑材料，在土木工程中的应用也有了十分迅猛的发展。因此，本文对复合材料在土木工程中的发展与应用进行了简要论述。
关键词：复合材料；土木工程；发展；应用
复合材料即纤维增强复合材料，在国际上用英文缩写FRP表示，它是一种通过特定的加工工序将等高性能纤维与树脂机体进行复合而形成的新型结构材料，其中主要的高性能纖维有碳纤维、玻璃纤维、芳纶、玄武岩纤维等。复合纤维有着密度小、易塑性、强度高、抗腐蚀等优异性能，在土木工程建设中与钢筋、混凝土等传统建筑材料共同使用，能够有效补充传统材料的不足，降低工程成本投入的同时提升土木工程的建筑质量，资源利用率较高。利用复合材料进行施工建设已经成为土木工程的主流发展趋势。
1复合材料在土木工程中的发展
随着科学技术的不断进步，复合材料在土木工程中的应用也有了较大的发展。我国20世纪中期开始了将复合材料应用于土木工程方面的探索，其发展可大致分为四个阶段。到20世纪70年代为第一阶段，对纤维增强复合材料在结构工程中的应用进行研究，并大量投入使用；到20世纪末为第二阶段，我国的复合材料发展迅速，成效显著，典型的代表工程是瑞士的Ibach桥；到20世纪末为第三阶段，我国土木工程施工中，复合材料的用量增长迅速，使用总量超过了500吨。随着社会科学技术和社会经济的飞速前进，我国复合材料在土木工程中的应用也有了十分迅猛的发展，实践成果显著。未来，复合材料在土木工程中会得到更广泛、更深入的应用，推动我国建筑行业的快速稳定发展。
2复合材料在土木工程中的应用
2.1工程结构加固补强
使用复合材料对工程结构进行加固补强主要是针对不同的构件，使用对应的方法将FRP附着在构件表面受力，以提升构件的受力能力。在土木工程中主要是使用复合材料实现混凝土结构的粘贴和加固。我国于1998年首次使用FRP进行工程加固，为FRP在土木工程中的应用开启了先河，在之后的工程建设中，FRP应用越来越广泛，尤其是在汶川大地震后，FRP材料在震后的结构修复及加固和新建筑的建设中发挥了重要的作用。FRP对土木工程结构进行加固补强的主要方式为：（1）使用FRP布捆绑混凝土柱，增强混凝土的强度，提升混凝土柱的抗震能力，达到加固、提升强度的目的。（2）在建筑物的梁或者板的表面粘贴片状的FRP，使混凝土的密实程度更高，可以有效的预防裂缝，提高混凝土载重能力。（3）在柱或者梁状构建表面包裹片状的FRP，提升其抗剪能力。上述加固补强方法在土木工程施工中应用比较广泛，在使用的过程中要注意，对工程结构加固补强之后，其强固程度应与原有的各个构件相匹配，差异范围不能超过规定值。目前，不仅混凝土结构的加固中使用了较多的FRP，FRP在钢结构、木结构以及砌体结构加固方面也开始崭露头角，其中钢结构加固中FRP的使用关注度较高。
2.2FRP筋索和预应力FRP筋混凝土结构
我国的FRP筋混凝土研究主要集中在两个方面，一方面是对混凝土与FRP筋之间的界面粘结性能的研究，混凝土与FRP筋的粘结性并不高，其粘结性能会受到粘结表面状态和筋材形式的影响；另一方面是研究FRP筋混凝土特有的力学特性，因为FRP筋混凝土不同于传统的钢筋混凝土材料，其材料本身具有较强的弹脆性，由这种材料制作的构件自身特点及构件设计计算是研究者较为关注的一个课题。
通常，FRP筋内部60%～65%的成分都是纤维，它十分轻盈，钢筋的密度是FRP筋的5被但是钢筋的强度只有FRP筋的1/6，且相比FRP筋，钢筋作为建筑材料容易因腐蚀而生锈，降低建筑结构的稳固性，造价较高，FRP筋拥有抗腐蚀、低松弛、非磁性和抗疲劳等优点，且造价低，可以有效降低工程建设成本，提升建筑的抗腐蚀性能，延长建筑的使用寿命。在一些有无磁要求的建筑项目中，也可使用FRP筋混凝土进行建设。
2.3复合材料组合结构
FRP组合结构是将不同种类的FRP制品与混凝土等其他建筑材料组合，生成新的结构形式或者结构体系，并进行利用，实现优势互补。FRP作为一种新型的结构材料，具有很强的设计性，研究人员可以对FRP进行种种形式的创造性应用，形成不同的FRP组合结构。目前，较为常见的组合形式有FRP管混凝土、FRP-钢管-混凝土组合构件、CFRP-铝合金组合构件、FRP-木组合构件等。FRP管混凝土结构是在FRP管中注入混凝土，通过外层的FRP来约束混凝土，达到提高施工质量的目的。FRP-钢管-混凝土组合构件将在内部钢管外部套上FRP管，两个管材之间填充混凝土，外层的FRP管保护内层的钢管免受腐蚀，提升了构件的使用寿命。CFRP-铝合金组合构件即在铝合金管外部包覆上铝合金组合构件，铝合金组合构件和铝合金材料都有质轻、抗腐蚀、高强等特点，二者联合，将结构的优势发挥到最大。木材内部是纤维结构，木质构件具有较强的承受能力，但是易燃，FRP-木组合构件是将木质材料填入FRP层内部，保证构件的承受能力的同时提高其抗火能力。
2.4全复合材料组合结构
FRP与传统的结构材料相比，有着无可比拟的优势，首先FRP力学性能很强，同时具备抗腐蚀能力强，密度小，隔热性能好等优点，而且可设计性和可加工性强，非常适合制作土木工程构件。在实际的建筑工程中，由于FRP密度小且强度高，可直接制作成FRP材料桥梁的面板，作为桥梁的桥面，这种结构可以大幅度减少桥面对桥梁的压力，显著提高桥面的承压能力和桥梁的载重能力，延长桥梁的使用寿命，降低桥梁维护保养的成本，同时，提升桥梁的美观程度。另一方面，FRP在轻质桥梁的建筑中使用较为广泛。通常所说的轻质桥梁指的是人行天桥。人行天桥一般地处人流量较大的市内，在满足桥梁的基础承载功能的同时，还要关注桥梁的美观性。使用FRP建设轻质桥梁，可以充分发挥FRP可可设计性强的优势，在满足桥梁承载指标的基础上，建设审美水平高的桥梁。将FRP板条依照固定的规律编制起来，拉开后形成一种网状结构，这种结构就是FRP编织网结构。FRP编织网结构的柔韧性高，跨度较大的房屋顶盖结构中有着广泛的应用，可对建筑物起到一定的美化作用。
3结束语
综上所述，随着社会经济和科学技术的不断发展，土木工程建筑面临的挑战越来越多，建筑行业的竞争将越来越激烈。建设企业要不断引入新技术、新材料，以提升土木工程建设质量和建设效率，降低工程施工成本。
参考文献：
[1]张衡.试论复合材料在土木工程中的发展与应用[J].建筑知识，2017（03）.
[2]董皓.复合材料在土木工程中的发展与应用初探[J].江西建材，2017（06）：118.
（作者单位：桂林袭汇实业集团有限公司雁山分公司）
关键词：复合材料；土木工程；发展；应用
复合材料即纤维增强复合材料，在国际上用英文缩写FRP表示，它是一种通过特定的加工工序将等高性能纤维与树脂机体进行复合而形成的新型结构材料，其中主要的高性能纖维有碳纤维、玻璃纤维、芳纶、玄武岩纤维等。复合纤维有着密度小、易塑性、强度高、抗腐蚀等优异性能，在土木工程建设中与钢筋、混凝土等传统建筑材料共同使用，能够有效补充传统材料的不足，降低工程成本投入的同时提升土木工程的建筑质量，资源利用率较高。利用复合材料进行施工建设已经成为土木工程的主流发展趋势。
1复合材料在土木工程中的发展
随着科学技术的不断进步，复合材料在土木工程中的应用也有了较大的发展。我国20世纪中期开始了将复合材料应用于土木工程方面的探索，其发展可大致分为四个阶段。到20世纪70年代为第一阶段，对纤维增强复合材料在结构工程中的应用进行研究，并大量投入使用；到20世纪末为第二阶段，我国的复合材料发展迅速，成效显著，典型的代表工程是瑞士的Ibach桥；到20世纪末为第三阶段，我国土木工程施工中，复合材料的用量增长迅速，使用总量超过了500吨。随着社会科学技术和社会经济的飞速前进，我国复合材料在土木工程中的应用也有了十分迅猛的发展，实践成果显著。未来，复合材料在土木工程中会得到更广泛、更深入的应用，推动我国建筑行业的快速稳定发展。
2复合材料在土木工程中的应用
2.1工程结构加固补强
使用复合材料对工程结构进行加固补强主要是针对不同的构件，使用对应的方法将FRP附着在构件表面受力，以提升构件的受力能力。在土木工程中主要是使用复合材料实现混凝土结构的粘贴和加固。我国于1998年首次使用FRP进行工程加固，为FRP在土木工程中的应用开启了先河，在之后的工程建设中，FRP应用越来越广泛，尤其是在汶川大地震后，FRP材料在震后的结构修复及加固和新建筑的建设中发挥了重要的作用。FRP对土木工程结构进行加固补强的主要方式为：（1）使用FRP布捆绑混凝土柱，增强混凝土的强度，提升混凝土柱的抗震能力，达到加固、提升强度的目的。（2）在建筑物的梁或者板的表面粘贴片状的FRP，使混凝土的密实程度更高，可以有效的预防裂缝，提高混凝土载重能力。（3）在柱或者梁状构建表面包裹片状的FRP，提升其抗剪能力。上述加固补强方法在土木工程施工中应用比较广泛，在使用的过程中要注意，对工程结构加固补强之后，其强固程度应与原有的各个构件相匹配，差异范围不能超过规定值。目前，不仅混凝土结构的加固中使用了较多的FRP，FRP在钢结构、木结构以及砌体结构加固方面也开始崭露头角，其中钢结构加固中FRP的使用关注度较高。
2.2FRP筋索和预应力FRP筋混凝土结构
我国的FRP筋混凝土研究主要集中在两个方面，一方面是对混凝土与FRP筋之间的界面粘结性能的研究，混凝土与FRP筋的粘结性并不高，其粘结性能会受到粘结表面状态和筋材形式的影响；另一方面是研究FRP筋混凝土特有的力学特性，因为FRP筋混凝土不同于传统的钢筋混凝土材料，其材料本身具有较强的弹脆性，由这种材料制作的构件自身特点及构件设计计算是研究者较为关注的一个课题。
通常，FRP筋内部60%～65%的成分都是纤维，它十分轻盈，钢筋的密度是FRP筋的5被但是钢筋的强度只有FRP筋的1/6，且相比FRP筋，钢筋作为建筑材料容易因腐蚀而生锈，降低建筑结构的稳固性，造价较高，FRP筋拥有抗腐蚀、低松弛、非磁性和抗疲劳等优点，且造价低，可以有效降低工程建设成本，提升建筑的抗腐蚀性能，延长建筑的使用寿命。在一些有无磁要求的建筑项目中，也可使用FRP筋混凝土进行建设。
2.3复合材料组合结构
FRP组合结构是将不同种类的FRP制品与混凝土等其他建筑材料组合，生成新的结构形式或者结构体系，并进行利用，实现优势互补。FRP作为一种新型的结构材料，具有很强的设计性，研究人员可以对FRP进行种种形式的创造性应用，形成不同的FRP组合结构。目前，较为常见的组合形式有FRP管混凝土、FRP-钢管-混凝土组合构件、CFRP-铝合金组合构件、FRP-木组合构件等。FRP管混凝土结构是在FRP管中注入混凝土，通过外层的FRP来约束混凝土，达到提高施工质量的目的。FRP-钢管-混凝土组合构件将在内部钢管外部套上FRP管，两个管材之间填充混凝土，外层的FRP管保护内层的钢管免受腐蚀，提升了构件的使用寿命。CFRP-铝合金组合构件即在铝合金管外部包覆上铝合金组合构件，铝合金组合构件和铝合金材料都有质轻、抗腐蚀、高强等特点，二者联合，将结构的优势发挥到最大。木材内部是纤维结构，木质构件具有较强的承受能力，但是易燃，FRP-木组合构件是将木质材料填入FRP层内部，保证构件的承受能力的同时提高其抗火能力。
2.4全复合材料组合结构
FRP与传统的结构材料相比，有着无可比拟的优势，首先FRP力学性能很强，同时具备抗腐蚀能力强，密度小，隔热性能好等优点，而且可设计性和可加工性强，非常适合制作土木工程构件。在实际的建筑工程中，由于FRP密度小且强度高，可直接制作成FRP材料桥梁的面板，作为桥梁的桥面，这种结构可以大幅度减少桥面对桥梁的压力，显著提高桥面的承压能力和桥梁的载重能力，延长桥梁的使用寿命，降低桥梁维护保养的成本，同时，提升桥梁的美观程度。另一方面，FRP在轻质桥梁的建筑中使用较为广泛。通常所说的轻质桥梁指的是人行天桥。人行天桥一般地处人流量较大的市内，在满足桥梁的基础承载功能的同时，还要关注桥梁的美观性。使用FRP建设轻质桥梁，可以充分发挥FRP可可设计性强的优势，在满足桥梁承载指标的基础上，建设审美水平高的桥梁。将FRP板条依照固定的规律编制起来，拉开后形成一种网状结构，这种结构就是FRP编织网结构。FRP编织网结构的柔韧性高，跨度较大的房屋顶盖结构中有着广泛的应用，可对建筑物起到一定的美化作用。
3结束语
综上所述，随着社会经济和科学技术的不断发展，土木工程建筑面临的挑战越来越多，建筑行业的竞争将越来越激烈。建设企业要不断引入新技术、新材料，以提升土木工程建设质量和建设效率，降低工程施工成本。
参考文献：
[1]张衡.试论复合材料在土木工程中的发展与应用[J].建筑知识，2017（03）.
[2]董皓.复合材料在土木工程中的发展与应用初探[J].江西建材，2017（06）：118.
（作者单位：桂林袭汇实业集团有限公司雁山分公司）