摘要:当前随着我国社会经济的快速发展,建筑工程有了较大的进步,并成为了促进了国民经济增长的支柱产业。同时在城市化进程不断加快的过程中,建筑工程活动越来越频繁,对其质量要求越来越高。而纤维复合材料的应用可以有效提高建筑质量,具有节能环保的优势。因此本文通过实际工程实例,分析纤维复合材料的特点,并探究其在建筑工程应用中的意义,旨在进一步推广纤维复合材料。
关键词:建筑工程;纤维复合材料;意义
前言
纤维复合材料是我国工业结构调整的发展产物,在航天工业以及军事产业中都具有重要应用,而近年来随着建筑科学技术的发展,纤维复合材料逐渐应用在建筑工程领域中,并具有相对较好的效果。在实际的建筑工程施工中,对纤维复合材料的应用越来越广泛,有利于促进节能环保建筑的发展。
1 工程概况
某建筑工程在施工中,由于建筑首层空调机组增加负荷,导致原结构设计不能够充分满足当前的使用需求,因此需要对该部位进行结构加固。而根据实际工程情况,施工人员对比粘钢加固和纤维复合材料,并认为粘钢的自重较大,同时在开展粘钢工艺时需要利用夹具夹紧,操作过程相对繁琐、复杂。而利用纤维复合材料则能够保障结构强度,而且具有自重轻、厚度薄、施工简单的优势。因此本工程用纤维复合材料对砼结构进行加固。
2 纤维复合材料的特点
根据本工程案例,可以看出纤维复合材料具有如下特点:
(1)具有可设计性。纤维复合材料在作为建筑工程的结构材料时,能够相对完整的保留材料特点,并且可以对其进行组合应用,从而发挥新的功能作用。同时纤维复合材料是由增强材料和基体材料构成的,可以根据建筑结构需求,对单一材料的性能缺陷进行补充。
(2)刚度和强度较好。纤维复合材料的刚度和强度比一般粘钢材料要高,以碳纤维材料为例,其比钢材料的强度要至少高出4倍左右,而且自重较轻,能够符合大多数建筑施工需求[1]。
(3)抗疲劳性优越。在传统的建筑金属材料中,通常大部分材料的疲劳强度只能达到拉伸强度的一半以下,但纤维复合材料的疲劳强度可以达到70%-80%,抗疲劳性较为优越。
(4)具有较好的抗腐蚀性。在建筑工程中,传统建筑材料的耐腐蚀性都比较低,比如钢筋等在空气潮湿的环境中很容易发生锈蚀,影响施工质量。而复合纤维材料自身具有相对较强的耐腐蚀性,用于制作构件可以有效抵抗酸碱盐等化学物质的腐蚀,具有良好的抗腐蚀性能。
(5)抗震性能优良。由于纤维复合材料的自身重量较轻,所以与传统建材相比,其自振频率很高,不容易发生共振现象。并且在加载速度和频率条件的基础上,可以有效预防共振形成的断裂问题。另外一方面纤维复合材料具有很大的振动阻尼,可以衰减振动。
(6)过载安全性较好。因为纤维复合材料中具有大量的纤维,并且这些纤维都是相对独立的,当出现过载时,即便是有少量纤维出现断裂,也会由其他未断裂的纤维承担负载,可以保障建筑工程的结构稳定和安全。
3 建筑工程中应用纤维复合材料的意义
3.1 纤维复合混凝土有利于防止水汽侵蚀
结合实际工程案例,在建筑工程中对纤维复合材料的应用主要是纤维复合混凝土,如图1所示,纤维复合混凝土会受到纤维强度以及模量参数等的影响,改善其内部空间结构、体积含量等,是一种增强材料。施工人员在利用传统的钢筋混凝土进行施工时,当环境处于潮湿状态下,则会因水汽侵蚀而造成钢筋表面出现一层铁锈,会影响建筑结构的稳定。并且一旦出现较大的压力,也会导致楼体出现裂痕,导致建筑工程施工效果不佳。而在钢筋混凝土中应用纤维复合材料,则能够制作出纤维复合混凝土,其具有较强的机械性能,有利于防止水汽对建材的侵蚀,提高其抗腐蚀性。当前纤维复合混凝土在建筑行业中具有相对广泛的应用,而且其在抗震方面也有较好的应用效果,有利于降低振动对建筑墙体的影响和干扰[2]。
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图1 纤维复合混凝土
3.2 智能纤维复合材料有利于消除电磁波
在建筑工程施工中,由于现代化建筑的施工目标是提高人们的生活质量,保障居住舒适性。因此施工中需要确保建筑材料具有一定对电磁波的抵抗性能。而传统建材对电磁波的抵抗能力相对较弱,不能够完全屏蔽建筑物外部的电磁干扰。但是在建筑工程中应用智能纤维复合材料则能够有效的消除电磁波。同时在部分建筑工程中也有施工人员将钢纤维放置于钢筋混凝土中,同样可以起到消除电磁波的作用。另外在建筑工程中可以应用的智能纤维材料包括水泥基纤维材料,即是在传统建筑材料中增加屏蔽功能、应变自感应混凝土,根据外部压力自行调整建材形状,可以适当弯曲,降低墙体损伤以及导电水泥混凝土等,可以有效的消除建筑物静电,避免建筑物收到电磁干扰,影响建筑的使用性能。
3.3 作为结构补强材料有利于提高耐久性
在建筑工程施工中应用纤维复合材料可以作为结构补强材料,即是将纤维片作为加固材料对建筑进行修补作业,有利于提高建筑结构的安全性和稳定。并且纤维复合材料作为补强材料使用与结构稳定性不足的建筑中,基于建筑外部采用碳纤维进行加固和完善,能够有效补强建筑结构。实际上在传统的建筑材料中也有一部分补强材料,但相比于纤维复合材料,其耐腐蚀性不够、承载力较小。而纤维复合材料具有自身重量轻、施工简便、耐用性较强等优势特点,如图2所示,即是碳纤维作为结构补强材料在建筑工程中的应用流程,其施工技术相对简单,可以起到良好的补强作用,适用于现代建筑的施工建设和补强加固,有利于进一步提高建筑的耐久性。
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图2 纤维复合材料作为结构补强材料工艺流程
结束语
综上所述,在建筑工程中对纤维复合材料的应用范围较为广泛,而且由于其自身的优越性可以保障建筑的施工质量和效率,提高建筑物的整体建设水平。而且在建筑工程中应用纤维复合材料具有很多优势和积极意义,比如纤维复合混凝土有利于防止水汽侵蚀、智能纤维复合材料有利于消除电磁波、作为结构补强材料有利于提高耐久性等,具有非常广阔的发展前景。因此相关建筑人员要根据实际需求,合理应用纤维复合材料,推动现代化建筑工程的向前发展。
参考文献
[1]唐鹿.分析纤维复合材料在土木建筑工程中的应用[J].居业,2019(02):8+10.
[2]郭丽娜,侯瑜.略论土木建筑工程中纤维复合材料的应用[J].农家参谋,2018(23):227.