建筑工程中纤维复合材料的应用

建筑工程中纤维复合材料的应用

施飞

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摘要：如今，生物复合材料凭借质量轻、强度高、价格便宜、可降解以及满足可持续发展等特性，受到了诸多学者的广泛关注。随着科技的不断进步，人类对于复合材料的依赖不断增加，在日常生活中已经完全离不开这些材料。随着经济全球化以及追求可持续发展，人们对于环境污染问题的认知不断扩大，尤其在土木建筑工程等传统领域，开始逐渐采用绿色环保的新型复合材料来取代传统的建筑工程材料。

关键词：纤维复合材料；建筑工程；应用

引言

人类进入工业社会后，在征服和改造自然的斗争中取得了巨大成就。随着城市化步伐加快，资源耗竭、全球变暖等许多环境问题引起世界各国的广泛关注。随着我国经济的发展，节约能源成为我国可持续发展的重要战略。建筑是人类基本的生活生产场所，随着世界人口的增多，建筑的规划设计建设直接影响能耗与城市运行。建筑建造和使用中，能耗占社会总能耗的50%，在环境污染中与建筑有关空气、电、磁、光污染等非常严重，由于我国经济发展加快，造成许多资源过度消耗，钢材、水泥、玻璃、陶瓷等物耗水平高于发达国家。有效降低建筑业能耗，减轻生态环境污染，对社会可持续发展具有重要作用。绿色建筑性能目标实现以建材为基础，在建筑工程施工中应用绿色节能材料非常必要。

1纤维复合材料的组成

天然纤维材料的主要来源为矿物质、植物和动物，因此其主要可以分为天然植物纤维、天然矿物纤维和天然动物纤维三种。如今，全球已经报道的天然植物纤维接近2000种，例如秸秆、棕榈、红麻、甘蔗渣、棉花、竹子、玄武岩、亚麻、玉米、大麻、剑麻等。过去十年中，众多学者发现天然植物纤维在建筑材料中具有越来越大的应用潜力。将绵羊毛纤维增强复合材料在冲击载荷下的性能，发现其具有十分优异的抗冲击性能。一般而言，植物纤维具有诸多优点，如价格低廉、来源丰富、处理和使用较为灵活、密度低、高强度质量比等。然而，与人造纤维与合成纤维相比，其耐久性较低、黏结性较差、机械性能较差，极大限制了植物纤维在建筑材料领域中的实际应用。为了克服上述缺点，诸多学者在纤维的杂化、掺杂和改性预处理方面做了大量的工作，将纤维的杂交技术应用于纤维混凝土中，以提升纤维混凝土的耐久性。近年来，经过预处理的天然植物纤维已经被广泛应用于纤维水泥基复合材料，为新型建筑材料的制备提供了助力。本文就天然纤维复合材料在土木建筑工程领域的应用进行综述，为天然纤维复合材料的应用提供一定的参考。

2纤维复合材料的特点

2.1耐磨损、防腐蚀

纤维复合材料的表面平滑,不易粘附灰尘和污垢,同时具有防腐蚀性能,可以在恶劣环境下使用。传统的建筑材料,例如混凝土、钢筋等材料,都存在着一定的耐久性问题。特别是在潮湿环境或者强酸碱环境下,这些材料很容易受到腐蚀,进而导致建筑物的损坏和安全隐患。相比之下,纤维复合材料由于采用了特殊的树脂基体和增强材料,其具有良好的耐磨损和防腐蚀性能。纤维复合材料可以在潮湿、酸碱等恶劣环境下长时间使用而不受损坏,这种特性使其在一些需要抗腐蚀的建筑工程中得到广泛应用。

2.2低耗能、零污染

绿色建筑材料实际是指通过科技进一步研制的新材料，与传统的建筑材料制造工艺存在一定的差异，不但可以提升能源利用率，还能降低在建筑施工过程中产生的能耗。另外在项目施工过程中，一般对城市垃圾及废料等进行二次利用，通过生产加工生产制造获得能够进行循环系统利用的材料，做到对资源进行反复利用的效果，不仅可以降低资金投入，还能全面落实政府节能降耗的相关政策。此外，绿色环保节能新型材料使用过程中产生的污染物质偏少，乃至能做到零污染，不但合乎新形势下绿色环保的理念，还能为大众的身心健康给予基本保障。

3建筑工程中纤维复合材料的应用

3.1防水涂料的使用

在建筑行业当中，由丙烯酸树脂所构成的乳胶漆深受人们的喜欢，乳胶漆的性能比较均衡，耐磨性比较好，并且质地光滑，防水性能很好，在现代建筑工程当中得到广泛的运用。但是在使用乳胶漆的时候，该类乳胶漆会产生一些会危害人体身体健康的有害物质，当长期使用乳胶漆的时候会使人的身体出现问题，导致头晕恶心等症状的出现。除此之外，乳胶漆的应用也具有一定的局限性，由于该类乳胶漆的透气性能比较差，对此该类乳胶漆并不适用于建筑行业，为了保障人们的身体健康，便可以利用丙烯酸酷乳漆胶和氛碳涂料以及砂壁状涂料等高分子涂，从而有效地解决该类问题。这不仅能够保证涂料特性，让建筑工程项目能够顺利地展开，同时也能够减少有害物质的发挥，保障人体的身体健康。在建筑工程当中使用节能高分子材料如聚醋酸乙烯或者聚氨酯，能够保证建筑工程性能提高。

3.2板类墙体材料

在建筑施工的过程当中，外墙的建设广泛利用节能环保型板材类外墙保温材料，其中主要包括：复合墙板、空心轻质隔墙板等。这类墙板具有很多的优势，比如承重效果好、耐火耐水性能好，因此在建设的过程当中应用较为广泛。空心轻质隔墙板，一般包括二类，一为水泥空心建筑隔墙的轻质条板材，其主体材质为水泥轻量化水泥，而增强材质为玻纤，两者复合后就能够制成具有较多圆洞的条状板材，例如陶粒板材、膨胀天然珍珠机等。其二是熟石膏空心建筑隔墙用轻质条板，其常用物质主要是熟石膏，较常用的有熟石膏煤尘空心建筑隔墙用轻质条板、石膏矿渣空心建筑隔墙用轻质条板等。板类构件等节能环保型原材料在建筑墙体现场施工时，能够在逐步替代高排放的化石能源原材料的与此同时，获得更完美的节能环保实际效果。

3.3内养护

不同于合成纤维，植物纤维的结构呈多孔状，且其优异的亲水性有助于存储拌制时的水分，使得水化反应过程持续充分地开展，同时所存水分还可优化水泥基体内部的湿度指数，发挥内养护的功能，最终有利于进一步降低建筑成型构件的收缩变形程度，提升由植物纤维增强混凝土/砂浆制备的梁、柱、板等构件的实际强度。将亚麻纤维与其他纤维进行对比试验，分析在水泥砂浆塑性收缩裂缝方面的作用效果，结果显示，相较玻璃纤维或聚丙烯纤维，亚麻纤维具有更好的开裂限制效果，其中适当掺量的亚麻纤维可减少近99%的裂缝面积，而缝宽减少幅度可达约98%，有效改善建筑工程中水泥砂浆构件的成型质量。

结束语

纤维复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、耐热、绝缘等优良特性,在建筑工程中具有广泛的应用前景。通过对纤维复合材料的优点、局限性以及在建筑工程中的应用案例和发展趋势的分析,可以得出以下结论:纤维复合材料在建筑工程中的应用越来越广泛,已经成为建筑工程中的重要材料之一;纤维复合材料在建筑工程中的应用可以提高建筑物的抗震性能、减轻自重、降低能耗和碳排放量,同时也可以提高建筑物的美观性和功能性;纤维复合材料在建筑工程中的局限性主要包括材料成本较高、施工技术要求较高等问题。未来,随着技术的不断发展和应用的不断推广,这些问题将得到逐步解决。

参考文献

[1]赵旭.纤维复合材料在土木建筑工程中的应用[J].江西建材,2020,(02):12-13.

[2]刘薇.纤维复合材料在建筑工程中的应用研究[J].粘接,2019,40(12):73-76.

[3]陈源源.略论土木建筑工程中纤维复合材料的应用[J].现代物业(中旬刊),2019,(05):48.

[4]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.

[5]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.