1 复合材料的发展

所谓复合材料就是不同物质经过一定物理方式或化学方式处理后而形成的新型材料，其能够在一定程度上集成组成新型材料的各种物质的特性，并使新材料具有更强的性能优势，克服之前单一物质材料在性能上的缺陷，进而达到提升其应用范围的目的。在土木工程中，复合材料能够极大的增强土木工程本身的性能强度，从而提升土木工程项目的整体质量。

复合材料是科学技术不断发展下的产物，是材料学领域的重要研究突破。复合材料作为一种具有诸多优点的新材料，其最早被应用于土木工程建筑中是在二十世纪五六十年代。如1961年英国教堂的建设中就运用了复合材料。而随着复合材料的不断发展，复合材料开始广泛应用于各种土木工程的建设当中。在我国，复合材料最早是在上世纪五十年代末期被引入，随后便在我国土木工程领域得到应用和进一步研究发展。到上世纪七八十年代，复合材料在我国迎来了新一轮迅猛发展，1982年北京公路桥的建设就应用到复合材料，且极大提升了公路桥的承重能力。从复合材料的应用方向看，复合材料诞生之初主要被用于土木工程的加固中，而随着复合材料性能优势在工程实践中被不断正是，其开始被广泛应用到土木工程建设的各个方向[1]。目前，复合材料已经在土木工程建设中占据了举足轻重的位置，且随着新材料领域对复合材料研究的不断深入与创新，复合材料将在未来具备更强的性能特性，也将推动人类的土木工程建设事业登上一个新的高度。

2 复合材料的特点分析

复合材料（FBP）主要由芳纶与碳纤维等构成，由于这些材料本身的特性使得复合材料也具有了较强的碳纤维和树脂特征。相较于传统材料，复合材料的重量更轻、强度更高、耐化学腐蚀性与耐候性更佳，且十分容易加工成型，这在一定程度上也降低了复合材料的制造成本。复合材料应用于土木工程建设中，其不但可以提升工程建筑整体强度与承重能力，且能够减少工程自重，降低工程自重对建筑整体结构的压力。同时，复合材料的抗化学腐蚀性和耐候性也能在一定程度上提升土木工程项目的使用寿命，这对于减少国家资源消耗、实现绿色节约的可持续发展也具有十分积极的促进作用。

3 复合材料在土木工程中的应用研究

目前，复合材料已经被广泛应用于土木工程建设的各个领域，此处就从以下四方面的应用展开研究分析[2]。

3.1 混凝土组合结构中的应用

混凝土是土木工程项目中使用较多的材料，但在以往的混凝土材料中多以钢筋进行建筑结构框架的搭建，而钢筋不但质量较大，且费用成本较高，于是人们考虑使用复合材料来代替混凝土中的钢材，进而形成新的混凝土结构。复合材料中的碳纤维结构使材料本身重量更轻，且具有较好的强度性能，因此复合材料在混凝土中的应用迅速得到了认可并引发了一系列针对该应用方向的研究。如以GFRP复合材料作为外壳，然后将混凝土材料填入其中，由此形成的新型混凝土结构被用来充当桥梁工程中的主梁，同时在桥梁面板中也采用复合材料，如此建造出的桥梁在稳定性方面具有更为出色的表现。此外，复合材料与混凝土的结合还能够保留混凝土本身的结构优势，而复合材料本身的经济性也能够降低工程建设的投入成本。可以说，复合材料在混凝土中的应用为土木工程建设带来了众多利好。

3.2 纯复合材料的应用

目前，许多土木工程项目中都逐渐开始使用纯复合材料。以纯复合材料形成的大型结构不但在整体性能方面更加出色，且能满足土木工程部分功能要求和一些特殊建设需求，这对于土木工程的发展也是一个重要的突破[3]。如当前一些感光电路金属板房间的建设就以纯复合材料构成的结构进行建设，而美国苹果公司在电磁干涉实验室建设中同样运用到了纯复合材料，从而使实验室的一些特殊建设需求得到满足，为苹果公司科研工作的开展起到了重要推动作用。

3.3 加固补强中的应用

土木工程建筑结构中的加固补强是当前复合材料最常应用的领域，且针对不同的情况，其具体应用的方法也各不相同。一般情况下，加固补强都是通过在原有构件表面附着复合材料构件的方式来增强原有构件的荷载力和性能强度。例如混凝土结构中就可以将玻璃纤维的复合材料附着于混凝土结构表面来使结构本身得到加固，同时还能够对混凝土结构起到一定的防化学腐蚀作用。

文章来源：《建筑知识》 网址: http://www.jzzszz.cn/qikandaodu/2021/0518/1482.html

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