土木工程材料探讨

开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的1篇土木工程材料探讨，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。

土木工程材料探讨篇1

传统的土木工程作业很容易造成环境污染。当前,建筑企业面临着环境治理以及绿色生产方式转变的双重压力,因此,推进土木工程的绿色环保进程刻不容缓。新型环保建筑材料具有绿色环保的特点。应用新型环保建筑材料,可从根本上解决土木工程中的环境污染问题。近年来,越来越多的建筑企业在施工中优先选择绿色环保材料,并推行新型湿法作业,以期从源头上减少环境污染。但是,新型环保材料存在成本高、施工难等缺点。因此,进一步开发新型环保材料,降低整体成本,同时在具体工程建设中合理应用新型环保建材,确保新型环保建材的价值和效益得到充分发挥,已经成为当前建筑行业发展中的重点工作。相关企业需要在材料与技术创新的基础上,不断减少材料在获取、生产、加工、施工和降解过程中对生态环境的影响,同时建立健全切实可行的长效机制,加快推动新型环保材料在土木工程行业的推广应用,促进土木工程行业快速、健康、稳定发展。

1新型节能环保建筑材料的概念

新型环保建筑材料具有无放射性、不会污染自然环境、有害物质较少等优点。新型节能减排建筑材料符合节能环保要求,其主要功能是有效提高建筑物的保温能力,最大限度地减少暖通空调造成的资源损耗,达到节能环保的效果。因此,建筑企业有必要加强新型节能环保材料在住宅建设项目中的应用,从而实现资源节约和可持续发展。

2常用新型环保建筑材料的分类与简介

2.1新型混凝土

新型混凝土是指在混凝土原材料中增加纤维和矿物等添加剂后制成的一种施工材料。混凝土添加剂不仅可以改善混凝土的性能,还可以有效降低混凝土在加工使用时造成的环境污染。比如,硅藻混凝土具有净化空气、调节环境温湿度的作用,其在高档装饰装修工程得到了广泛使用；添加了混入不同矿物质的彩色混凝土,其颜色可随空气湿度变化而变化；采用发泡技术制成的混凝土,具有轻质、环保、价格低廉、抗旱性好等优点,其在实际施工中得到了广泛使用。

2.2新型复合纤维材料

随着土木工程行业和材料技术的发展,越来越多的新型复合材料应用于建筑中,其中,应用最多的是新型复合纤维材料。这种新型建筑材料具有强度高、重量轻、抗腐蚀、延展性好等优点,其非常适合在高档装修或高层、轻量建筑中使用。比如,建筑行业的新宠FRP材料,就是由塑料纤维与增强纤维聚合而成的,其既具有重量轻、强度大、耐磨损、无污染的优点,也存在着加工工艺复杂、产量低、价格高等缺点。因此,这种材料往往只应用于高档装修中。随着生产技术的成熟和成本的下降,这类材料有望得到更大范围的推广应用。

2.3新型石膏、自保温砌块、复合保温材料

近年来,随着装配式建筑施工方式的推广,市面上涌现了新型石膏、自保温砌块、复合保温材料等新型建筑材料,这些建筑材料综合性能好,特别适合制作各类预制装配式结构件或装饰件以及临时用房。另外,这些新型材料还具有耐候性、易加工等特点。应用这些材料不仅提高了工作效率,降低了工程造价,同时也符合绿色生态环保的理念。

2.4光伏太阳能板

在高海拔地区的农村自建住宅屋顶上安装光伏太阳能板等建筑材料,能够起到节能减排的作用。此外,光伏太阳能板在满足用户供电需求的同时,还可以并入国家电网,从而为安装者带来一定的经济收益。在西部一些偏远的农村地区,燃烧秸秆仍然是主要的取暖方式。在西部偏远农村地区广泛应用光伏太阳能板,能够有效解决秸秆焚烧造成的大气污染问题。

3新型环保建筑材料在土木工程施工中的应用

3.1新型环保建筑材料在建筑外部施工中的应用

随着人们生活质量和环保意识的不断增强,新型环保建筑材料在建筑工程中得到了广泛应用,这与市场需求密切相关。在土木工程的外部施工阶段使用新型环保建筑材料,不仅能够节约施工成本,还能够提高建筑物的美观性以及保温性能。在我国西北地区,外墙保温施工是建筑立面施工中的重要环节。选择保温性能好的材料,可以保持相对恒定的室内温度,减少冬季城市供暖时的二氧化碳排放量,避免因燃烧煤、秸秆而污染大气环境,从而达到节能环保的目的。为了使房屋外墙具有高抗震、高保温等绿色节能特性,建筑企业通常在外墙设计中合理选择和应用新型环保建材,从而实现资源的有效循环利用。

3.2新型环保建筑材料在主墙体施工中的应用

环保墙体材料主要包括加气混凝土砌块、EPS砖、混凝土空心砖、模板混凝土等。加气混凝土砌块是一种多孔混凝土产品,其具有轻质、保温、隔热、抗震、节能等特点。EPS砖由聚苯乙烯泡沫制成,聚苯乙烯泡沫由轻质泡沫、砂浆和混凝土制成。EPS砖具有环保节能性。混凝土空心砖的空心率为40%～70%,它具有重量轻、防火、隔音、保温、抗渗、抗震、耐久、无污染、节能降耗等特点,以其为主要墙体材料,可大大提高墙体的承载性能。混凝土空心砖由工业废料制成,它是当代建筑市场所需的节能环保建筑材料。

3.3新型环保建筑材料在建筑顶端设计中的应用

在土木工程中,建筑物顶端往往对整个建筑物起到美化作用。为突出建筑的风格特色,建筑顶端经常被设计为各式各样的造型,这也对建筑材料的柔韧性、可塑性、稳定性提出了更高的要求。新型环保材料凭借性能优势与环保特色广泛地应用于建筑顶端设计中。比如,在建筑师设计“M”形建筑顶部时,传统建筑材料的可塑性、延展性均无法满足建筑要求,而使用新型建筑材料进行搭建,能够在保障施工过程绿色环保的同时,达到更好的美观效果。

3.4新型环保材料在建筑物墙体保温层中的应用

新型建筑材料市场复杂,建筑材料种类较多。在开展墙体保温设计工作时,许多建设者会对建材市场进行全面调查研究,并把性价比作为选择材料的首要指标。目前,墙体保温设计的常规方案是在房屋墙体上设置保温层,并采用复合原材料的组合形式来完成保温层的搭建。此方案的整体操作过程并不复杂且效果显著,可广泛应用于建设项目中。我国区域气候差异显著,北方地区冬季气温偏低。如果在住宅墙体中设置保温隔墙,便可有效提高住宅建筑的抗寒性能。此外,在建筑物外墙添加保温建材,还可有效提高住宅建筑外部空间的利用率。另外,保温外墙的后续维护保养对人们的工作和生活影响较小。

4新型环保建筑材料的推广应用建议

上述内容主要分析了我国新型环保建筑材料的现状与基本情况,笔者将对新型环保建筑材料的实际应用问题进行全面分析,以期解决新型环保建筑材料在实际推广应用中的各种问题。

4.1树立绿色发展理念,大力推广新型环保建筑材料

新型环保建筑材料是顺应新时代生产力高速发展的产物,它的推广应用,需要在良好的市场体制的基础上,将市场需求与新型环保建筑材料的特色进行全面融合。党的十八大以来,绿色协调可持续发展已经成为我国经济社会发展的主旋律,建筑领域的生态环保工作得到了前所未有的重视。因此,顺应发展大势,进一步研发和使用新型环保材料,已经成为建筑行业发展的趋势。在此,笔者建议政府及相关部门采取分步推广战略,首先在北上广等一线城市对新型环保建筑材料进行推广应用,再逐步将其推广到二三线城市。

4.2打造新型环保建筑材料核心产品,优化产销结构

想要促进新型环保建筑材料行业的发展,建筑材料生产企业应对产品进行品控与设计,从根源上改善建筑材料的功能,突出产品的核心价值,健全产、销、用相结合的发展模式。对此,相关行业协会要发挥主导作用,引导相关企业自主研发具有知识产权的核心产品,鼓励差异化竞争,形成错位发展的市场格局,努力打造新型环保材料产业链。相关部门要坚持以市场为主导,出台指导政策,逐步提高新型建筑材料使用率,不断优化产销结构,以确保新型环保建筑材料行业的良性发展。

4.3加大技术研发力度,提高企业核心竞争力

建筑材料的研发工作需要的时间较长。企业不仅需要参与建筑土木工程材料的研发,还需要对大量的科研单位、科研院校等资源进行整合利用。因此,相关部门应整合科研院所、高校和企业的技术资源,研发“卡脖子技术”与优势项目,推动我国建筑材料研发技术实现新突破。同时,政府也应积极引入国外先进技术,并结合我国实际情况进行改良,以提高技术水平。

4.4出台相关支持政策,加快推动新型环保建筑材料的应用步伐

当前,政府和市场对于建筑材料的要求主要集中在工程技术的应用与研究上,出台的政策侧重于进一步推动新型环保建筑材料的应用步伐。对此,有关部门和地方政府应审时度势,适时推出符合当地实际情况的新材料补贴政策；进一步完善新型建筑材料使用规范的政策制度；鼓励、引导更多业主使用新型建筑材料,为新型环保建筑材料在市场与实际中的应用和推广创造更多有利条件。

4.5加强统筹规划,建设新型环保建筑材料生产基地

新型环保建筑材料的推广应用,需要一个良好、完善的生产基地作为承载体。因此,相关部门应统筹全局,因地制宜,合理规划,优先在经济基础较好的城市与行业龙头企业进行合作,共同探索建立新型环保建筑材料产业集群（生产基地）,健全新型环保建筑材料生产、加工、销售全产业链,打造区域核心竞争力,实现合作共赢。

4.6完善市场划分,健全新型环保建筑材料的市场营销体系

完善市场体制划分、推动新型环保建筑材料逐步代替传统材料是健全新型环保建筑材料营销管理体系的重要举措。相关部门、行业协会需坚持以市场为主导的原则,进一步优化市场布局,完善市场划分,建立高中低档相结合、分布均衡的新型环保建筑市场体系。政府部门和相关企业要进一步加大宣传推广力度,充分运用广播、电视、两微一端等媒介的优势,宣传推广新材料,以打好群众基础。政府部门、行业协会、媒体、企业应联合举办相关产品主题展销会,吸引更多企业关注并使用新型环保建筑材料。同时,相关部门要增强企业品牌和文化战略意识,将新型环保材料推广任务同绿色环保、生态中国、强国梦等理念与时代符号相结合,形成一体化市场营销体系。

5结语

综上所述,在新时代背景下,新型环保建筑材料在土木工程建设中的应用是大势所趋。这种材料不仅满足了现代建筑的环保需求和我国经济转型的要求,还有效促进了土木工程行业的可持续发展。因此,有关部门要进一步加强统筹规划,建立新型环保建筑材料生产基地,形成产业规模；加强行业引导,出台符合当地特色的支持政策,推动材料企业加强技术研发,逐步提升新型环保建筑材料的市场竞争力；及时出台引导政策,用市场化手段逐步引导建筑企业和施工单位推广应用新型环保建筑材料。另外,施工企业在具体的土建施工过程中应结合实际情况,合理应用新型环保建材。监管人员要加强对施工过程的整体把控,做好工程验收工作,以充分发挥新型环保建材的最大价值。

作者:徐国锋 单位:甘肃兴陇建筑安装工程有限责任公司

土木工程材料探讨篇2

水泥混凝土材料本身由于其成本比较低廉，在土木工程项目的施工作用过程中获得了广泛的实际应用。与此同时，伴随着科技的持续发展进步，水泥混凝土材料的各项指标与产品的品质也获得了显著的提升，型号和种类也持续增多，适用的范围也明显拓宽。新型的混凝土材料通常是在原有材料成分的基础上增添了某些新材料和成分，在土木工程领域的发展过程中对其进行行之有效的应用是非常必要的。

1混凝土材料的概念

水泥混凝土的简称为砼，指的是由胶凝类型的材料把集料胶结成为一个整体的复合型材料。一般的状态下，土木工程项目的施工作业过程中所采用的常规的水泥混凝土指的是以水泥作为胶凝类型的材料，并且和水、砂砾、石块等材料（如果需要可以添加矿物混合材料及化学外加剂）依据特定的比例进行混合，随后通过搅拌、成型、养护以及硬化等等环节成型的一类人造的石材，也被称为是三合土。此外，水泥混凝土的强度等级指标是用立方体结构的抗压强度数值来实施具体的划分，国内普遍把常规的水泥混凝土强度指标等级划分成为12个等级，即为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C50、C55、C60、C70、C75及C80。现阶段水泥混凝土材料已被普遍使用在土木工程领域之中，其主要的优势就是工程造价比较低、材料来源非常丰富、成型之后的强度相对较高、耐久度比较理想并且可塑性比较优秀。不过其缺点主要表现为水泥混凝土材料本身的自重较大、材料还是脆性的属性。为了显著改进水泥混凝土材料目前存在的主要缺陷，国内对其进行了持续性的探索和研究，且已经取得了实质性的进展，比如高性能的水泥混凝土、活性微粉类型的水泥混凝土、纤维强化型水泥混凝土等新型的混凝土材料目前已经相继问世，并且已经广泛都应用到土木工程项目的建设之中[1]，如图1所示。

2常规混凝土材料的主要缺陷

常规的水泥混凝土属于现阶段土木工程项目施工领域中最为常见的建筑原材料，尽管在多项物化性能指标（通常是指硬度以及强度）层面具有比较显著的优势，不过其也存在如下的几项固有缺陷：（1）水泥混凝土在长期使用后会发生各类开裂的情况，此种情况发生的主要原因有2个，即施工作业技术以及水泥混凝土本身性能指标不满足建筑规划设计的规定和需要；（2）水泥混凝土本身的抗拉强度及弹性等指标不足，很难使特定的施工需求达到匹配的要求，尤其是结构相对比较复杂的项目，例如桥梁；（3）水泥混凝土本身的耐久性相对比较差，某些水泥混凝土在建设过程中可能受到外部环境的影响而发生相关的病害，比如发生表面脱落的情况[2]。

3新型水泥混凝土材料简介

新型的水泥混凝土材料作为常规建筑原材料的加强版，与常规的混凝土相比，尽管其抗压及抗拉性能指标有所强化，不过在混凝土材料中添加相应的钢筋材料，会造成混凝土构件承载巨大的拉应力载荷。并且因为水泥混凝土内部的钢筋材料成本较高，施工单位往往会为了压缩成本，进而减少钢筋用量，甚至降低钢筋的品质，这样的情况对于项目工程的综合质量将会造成巨大的影响。现阶段开发了新型的纤维型水泥混凝土，对于原有的钢筋进行了有效的替代，不仅能够显著降低施工作业的总体成本，还能够提高材料的抗拉强度指标。伴随着新型水泥混凝土的使用，对于土木工程的长远发展有较为理想的促进效果，依据大量常规水泥混凝土材料的实际应用经验，将其投入到水泥混凝土生产的过程之中，不仅能够提高新型水泥混凝土的强度以及耐久程度，还能够为土木工程的长远发展带来显著的支持。

4新型混凝土材料类型简介

4.1活性微粉类型混凝土建筑材料

活性微粉类型的水泥混凝土是一类强度指标较高的材料，具有较强的抗压能力，其抗压强度指标、抗拉强度指标分别是200~800MPa和25~150MPa。为了保证活性微粉类型水泥混凝土的品质良好，科学合理地调配常规的水泥混凝土的拌制工艺方法，通常要由如下方面着手：（1）对于颗粒的粒径实施细化改良方面的处理操作，用来提高水泥混凝土的均匀程度，并且提高其抗压以及抗拉指标。（2）使用堆积密度的优化方案，用来改进相关材料的综合性能指标；（3）使用科学合理的方案来强化钢纤维的力度，用来提高材料的延展能力；（4）对于水量进行调控，最大限度使用非水化类型的水泥颗粒，有效增加堆积密度指标；（5）强化硬化处理，借助增温及增压的方式提高材料的强度指标。和常规的水泥混凝土材料相比，活性微粉类型的水泥混凝土级配过程制备的骨料粒径与水泥颗粒数值较为接近，可以满足施工作业的需求，如图3所示。

4.2高性能水泥混凝土建筑原材料研究

高性能水泥混凝土建筑原材料起初是在欧洲国家发明及普及使用的，后阶段全世界有越来越多的国家对高性能水泥混凝土建筑原材料进行研究及探讨。该建筑原材料和常规水泥混凝土建筑原材料进行对比得出下面2个技术特性。（1）屈服强度非常高，通常状况下能够达到62.515MPa，进而土木工程相关工程技术人员将水泥混凝土外形尺寸进行缩减，大幅减少了载荷及针对地基的额定压强，使用成本大幅降低，施工作业工作效率及使用空间能够最大限度地得到提高。（2）土木工程相关工程技术人员施工作业难度系数有效降低，施工作业工作效率明显提升，能够最大限度地降低施工作业强度。此外，该建筑原材料还具有非常强的适应性及耐久性，对于施工作业品质量能够大幅提高，后期的材料损耗及维修成本大幅降低，同时必须把对于自然环境的弊端最大限度地消除。通过以上两点技术参数及性能对比研究能够得出，高强度水泥混凝土虽然能够把其密实技术特性有效提高，然而与此同时带来的却是防火性能的大幅降低，这就要求土木工程相关工程技术人员添加聚丙烯纤维建筑原材料，基于此针对高强度水泥混凝土建筑原材料密实程度及防火性能进行最大程度地提高。

4.3轻质水泥混凝土建筑原材料研究

轻质水泥混凝土建筑原材料本身具备绿色环保及价格低廉等技术优势，土木工程相关工程技术人员利用其发泡特性进行泡沫的制作，并且使泡沫与水泥浆完全融合，最后浇筑成型变成空隙较多的新型建筑原材料。由于此类建筑原材料本身密度是非常小的，在某种程度上能够将水泥混凝土自重大的缺点进行科学合理的改进与升级。在国内高层建筑物内部的结构中，因为水泥混凝土的自重是非常大的，土木工程相关工程技术人员在搅拌规划设计过程中，必须针对水泥混凝土墙体承载力进行全面综合的考虑，使用轻质水泥混凝土实施填充墙体的制作，能够行之有效地将墙体自重合理降低，进而能够最大限度地提升其对高层建筑物的承载能力。轻质水泥混凝土本身的技术特性在通常状况下有强度高、抗冻性较差以及密度较低等，因此该建筑原材料在土木工程项目施工作业过程中被广泛使用[3]。

4.4碾压式水泥混凝土和纤维增强水泥混凝土原材料的对比研究

碾压式水泥混凝土在一般情况下广泛使用在道路工程及机场工程等项目中，该材料和普通的水泥混凝土建筑原材料进行对比得出，碾压式水泥混凝土在实际使用过程中，必须配合相关专业化的浇筑工程机械实施辅助使用，配合推土机进行地面整平，碾压机进行压实作业，但对工程机械的技术参数要求是很高的。土木工程相关工程技术人员对于碾压式水泥混凝土建筑原材料，能够在其内部添加粉煤灰等物质，进而使土木工程相关工程技术人员施工作业的工作效率得到最大程度的提升，压缩施工作业周期，降低工程使用成本，使项目工程整体施工效率能够获得显著的提高。纤维增强式水泥混凝土内部成分含有的纤维组织能够针对水泥混凝土本身的抗压性能及延展性能进行行之有效的改进与优化。

4.5智能化水泥混凝土建筑原材料研究

土木工程相关工程技术人员在水泥混凝土内部添加智能化物质，能够充分发挥水泥混凝土绿色生态的作用。智能化水泥混凝土通常指的是绿色生态水泥混凝土、空气净化水泥混凝土及生物相容型水泥混凝土等种类。

4.5.1碳纤维智能化水泥混凝土建筑原材料研究

碳纤维本身具有良好的导电性及高强度等技术优势，能够行之有效地提高水泥混凝土建筑原材料结构刚度与抗拉性能。此外，还能够把其当作一种传感装置，把原材料本身的受力情况在第一时间体现出来。

4.5.2光纤传感式智能化水泥混凝土研究

光纤传感式智能化水泥混凝土建筑原材料指的是土木工程相关工程技术人员在水泥混凝土内部结构加入纤维传感器，对荷载内部应力实施实时探测，因此对因为外力导致的形变及裂纹等能够实现监测。

5结束语

综上所述，现阶段土木工程相关工程技术人员在土木工程施工作业过程中，普遍使用水泥混凝土作为原料。然而伴随着社会经济的高速发展进步，广大人民群众对于项目工程品质的要求也在持续提高，在当代土木工程项目的发展过程中，常规水泥混凝土建筑原材料已经无法满足现阶段土木工程的技术要求。因此，伴随着各种类型的新型水泥混凝土原材料的出现，相关施工作业单位唯有强化对新型水泥混凝土建筑原材料的合理使用，保证其可以在一定程度上使项目工程的建设品质得到最大程度的提高。

作者:赵存良 单位:兰州博文科技学院

土木工程材料探讨篇3

随着建筑工程领域技术的发展和人类对多种环境下的建筑需求，建筑材料的需求量在增大的同时建筑材料的性能要求也在拔高。传统的建筑材料由于其强度、抗震、耐高温等方面性能的不足导致传统建筑物的质量较低，阻碍了建筑工程在严苛环境下的应用。对此，许多新型建筑材料应运而生，其中，纤维复合材料是较为重要的组成部分之一[1]。复合材料是由两种或以上不同性质的材料经过物理或化学方法进行加工得到的新型材料，往往兼具其组成部分的高性能。纤维复合材料是将各种高性能纤维作为增强相，与基材通过缠绕或拉挤等方式成型得到的复合材料，纤维复合材料通常表现出其增强纤维的性质，如碳纤维复合材料具有高强度和较低的自重，芳纶纤维的抗拉强度增强了近60%[2-3]。按照纤维形态类型的不同可将其分为短纤维和长纤维，非连续结构短纤维对复合材料的抗拉强度和抗裂性就较大的提升，而连续的长纤维对复合材料的延展性、韧性的增强更为突出，纤维的复合使得原本易产生裂纹的混凝土对裂纹萌发和扩展有了较大的抵抗能力，可以更加稳定地服役[4]。同时，韧性的提高使得混凝土材料具备一定的抗冲击能力，但纤维复合材料在现阶段的应用中仍具有较明显的缺陷。近年来，纤维增强水泥基复合材料在各种领域都有大量应用，本文简单介绍了纤维复合材料的特性和优势，并将其在建筑工程中的运用做了简要的介绍和归纳，为更好地应用纤维复合材料提供了一定的参考。

1纤维复合材料的优点

1.1可设计性

纤维复合材料在成型时需要添加纤维作为增强相，为了使纤维可以和基材充分接触并混合，不同的混杂纤维类型对基材的增强着重点有着较为明显的区别，使得纤维复合材料的成型工艺可以达到明确构件性能的基础上进行模拟和调配的功能，纤维复合材料在表现出极为优良的适应性的同时也具有较佳的设计性[5-6]。通过建筑工程师对施工期间整个建筑工程材料性能目标的评估和计算，可以更为合理地对纤维复合材料进行应用，有效降低工程的施工成本。

1.2力学性能优越

纤维种类的不同对纤维复合材料性能的增强也有所差别，例如聚丙烯纤维等有机纤维对复合材料的韧性提升较大，而钢纤维、碳纤维等无机纤维对复合材料的抗拉强度提升较为明显[7]。然而可以明确的是，纤维复合材料的力学性能得到了大幅度的提升。通过文献对纤维复合材料的研究可知[8]，纤维复合材料的抗拉强度和同直径的钢筋相比提高了100%以上，最高可达到钢筋的8倍。同时，纤维复合材料在承受相同的载荷时产生的塑性变形量也远小于钢筋[9]。优越的力学性能使得纤维增强复合材料可以满足绝大多数的应用环境，从而达到降低整体建筑工程复杂程度的效果。

1.3耐腐蚀性

随着我国对资源的利用开发，各种严苛环境下如油田、深海等的建筑工程应用开始增多，建筑材料容易发生腐蚀现象，以沿海地区为例，由于空气较为湿润且海水中的盐浓度要远高于常规状态下，水分子容易渗入到复合材料中，钢筋类的材料容易遭受腐蚀导致材料性能的降低[10]。而材料的腐蚀一旦发生，就会对建筑工程的整体质量造成较大的影响，更甚如果施工材料被腐蚀必然会影响有效应用，从而留下安全影响，不仅会影响建筑的整体质量，还会影响工程经济效益。在沿海地区，在不同种类的纤维类型中，无论是有机纤维亦或是无机纤维都具有较高的耐腐蚀性能，相对钢筋而言，复合材料的渗水问题对纤维并不会造成较大的影响，即便材料处于潮湿环境或整体处于水环境下，纤维材料也不会发生材料的腐蚀，即使是钢纤维也会在基材的包裹下腐蚀发生较为缓慢[11]，使用寿命得到延长。

1.4良好的抗震性

纤维复合材料的基体和纤维的结合方式使其具有较好的缓冲效果，即优良的减震性。文献中指出，纤维复合材料在受到一定的冲击时，其特殊结构会使材料在不同的外加频率下保持结构的完整性和性能的稳定性，在相同频率的实验测试中纤维复合材料的减震性要优于其他材料[12]。

1.5抗疲劳性

无论是传统建筑材料或金属材料，在承受应力载荷的循环施加后都会发生应力疲劳，并且在环境的温度循环下，材料的热膨胀性能较低，在热胀冷缩的影响下会出现力学性能的降低。而在低温环境下更是会出现“脆化”现象。在纤维复合材料中，纤维的添加使纤维复合材料的韧性得到有效的提升，根据文献显示，纤维复合材料的抗疲劳性能要比金属材料高出30%以上，服役寿命较长[13]。

1.6较强的安全性

为了保证建筑物整体的稳定，通常会将建筑材料在外界环境下的损坏纳入建筑设计中，而纤维复合材料的内部具有一定数量的独立纤维，这些细小的独立纤维可以有效填补基材内部的微孔和孔隙，抑制的裂纹的萌发，同时在裂纹两端的长纤维和短纤维均在一定程度上具有将裂纹桥连的作用，从而对裂纹的扩展有一定的抑制效应。且纤维的混杂通常是以束为单位，单一纤维的断裂会被其他纤维的载荷分担，构件的承载力得到了加强，因此对于整体建筑的安全性具有非常高的保护作用。

2纤维复合材料的发展缺陷

虽然纤维材料的优点很多，具有优异的力学性能、可靠的安全性和耐蚀性，但仍然存在一定缺陷[14]。首先，纤维复合材料的制造成本较高，限制了纤维复合材料在建筑领域的大规模的应用。而且，与混凝土等传统建材相比，纤维复合材料的性能波动性较大，在工程使用中依靠设计师或建筑工人自身的经验进行判断，缺乏一定的精准性。最后，由于纤维材料和基体结合较为紧密，且纤维细小、强韧的特性使纤维复合材料的回收较为困难，因此现在对纤维复合材料的回收和循环利用仍没有相对成熟的机制，与现在的可持续发展战略相左。总之，纤维复合材料仍需要对工艺进行进一步优化。

3纤维复合材料在建筑工程领域中的应用

3.1增强混凝土

混凝土是现在建筑工程中最为常见且应用最为广泛的建筑材料，混凝土材料具有高强度、耐火、耐酸等种种优势，但易产生裂缝和抗渗性较低的缺点是混凝土材料失效的主要原因。将纤维材料作为增强相可以增加混凝土的致密性，从而达到对混凝土强度的强化，并且纤维材料对混凝土中缺陷的填补也能明显提升混凝土材料的抗渗性。在传统的混凝土材料运用中，加筋处理是对混凝土抗拉强度和韧性加强的主要方式，而内包裹的钢筋容易受到环境的影响发生腐蚀，纤维材料对混凝土抗渗性的提高保护了内包裹的钢筋的服役寿命[15]。纤维材料对混凝土的增强不仅体现在抗渗性的提高上，对纤维增强混凝土材料的延展性、抗冲击等特性也有所展现，简而言之，纤维材料可以多方面、多角度的提升混凝土材料的性能，使混凝土的应用范围拓展，服役寿命得到有效延长，提升建筑工程的质量[16]。

3.2涂层织物

在以纤维材料为原料制成织物正反两面形成单层或多层的聚合物涂层，即涂层织物，是新型的复合涂层织物，有别于传统的棉织物等涂层织物，纤维材料涂层织物具有极高的拉伸强度和抗张力，且物理化学性能极为稳定，耐腐蚀，将其涂附在材料表面可以有效保护材料表面和维持材料的结构稳定性，同时在其强大的拉伸性能下，即使建筑材料发生了一定程度的开裂或缺陷，涂层织物依然能维持建筑工程的稳定服役[17]。同时，随着涂层技术的发展，纤维涂层织物还可以承担更多的作用，如疏水、阻燃和遮光等其他性能，为建筑工程的多功能性做出了贡献。且如珠光涂层织物等更是具有极为美丽的外观特性，提升建筑的美学价值。纤维涂层织物的多种功能使得纤维复合材料在膜结构建筑和对建筑工程的维修中也发挥显著作用。

3.3结构补强材料

传统的结构补强材料的主力军往往是抗拉强度和抗弯强度较高的钢铁材料，但金属材料的高自重和易腐蚀的特点使得其服役周期较短，钢铁材料在作为结构补强材料时，同时受到外加载荷和腐蚀环境的影响，通常会发生突发性滞后断裂，这种失效模式是突发性的且一旦发生将彻底失效。而纤维复合材料不仅抗拉强度与金属材料相当甚至有所超出，以纤维复合材料作为结构补强材料可以整体提升建筑材料的性能。以碳纤维为首的新型高强纤维材料对载荷的承载力更强，可以实现对桥梁或道路工程的基桩进行加固处理，同时应用缠绕工艺还可以防止建筑工程发生结构的开裂[18]。

3.4用于承载结构

在不同的建筑工程中，承载结构往往有较大的差异，对承载结构的功能和形态也有着较为明显的区别。纤维复合材料优异的力学性能和极高的可塑性使其可以制备出形态结构各异的承载结构，如排架、梁板等。在钢构建筑工程中，纤维复合材料便是承载结构的主要材料。通常而言，由于纤维复合材料突出的耐蚀性和抗渗性，纤维复合材料常见于外墙板或楼板等易出现腐蚀的构件中，以提升建筑的服役寿命，同时满足建筑的隔热、保温等功能化的设计，也可以达到代替混凝土、降低自重的同时对建筑的耐久性进行加强[19]。在常规的建筑工程中，纤维复合材料制成的隔热板、门窗构件等也极为常见，由于纤维复合材料的强度高、韧性高，作为此类构件时不仅可以满足功能需求，也加强了构件的外观性，且简化了构件的施工过程，提升了人工效率，降低了经济成本。

4结语

纤维复合材料所具有的优异耐蚀性、耐冲击性能和极高的力学性能使其在建筑工程中可以实现多方面的应用，在取代传统建筑材料、降低环境污染的同时也对建筑工程的整体质量有着明显的提高。而通过对纤维复合材料特性的把握还能达到建筑多功能化的效果，对实现建筑工程质量、功能、经济效益三重优化具有较大的意义。所以，在现代新型建筑工程的建设中，取代传统高污染、低性能的建材，对新型建筑材料的开发和运用，是今后建筑工程领域的主要发展方向，而加强对纤维复合材料等新型建材的科学合理的选择与应用，更是在绿色发展、可持续发展理念下，提高建筑工程质量和推动建筑领域的发展极为重要的一环。

参考文献

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作者:王旭东 单位:上海中侨职业技术大学