董杰

摘要：随着城市化建设水平的不断提高，复合材料逐渐在土木工程中得到广泛应用，并显示出极大优势。基于此，本文就复合材料在土木工程中的发展与应用进行研究，首先就复合材料的基本概念及其在土木工程中的发展现状进行分析，然后结合复合材料的特点，从加固工程、复合材料组合结构和复合材料单一结构施工三个方面出发，阐述复合材料在土木工程中的实际应用，从而提高建设水平。

关键词：复合材料；土木工程；应用策略

引言：

近年来我国综合实力不断增强，土木工程的项目数量及质量水平也不断提升，并且涌现出很多先进的建筑材料和施工技术，复合材料就是其中的典型代表。复合材料主要通过物理或者化学手段，将多种高纤维性能的物质进行混合，从而形成一种独特的建筑材料，满足建筑施工领域的更多需求。现阶段复合材料的应用在土木工程中体现出显著优势，因此探究这一课题是非常必要的。

一、复合材料在土木工程中的发展分析

（一）基本概念

随着社会经济水平的不断提升，社会对土木工程建設质量提出更高要求，因此建筑领域的研发力度不断加大，并且涌现出诸多先进的建筑材料，从而满足社会的应用需求。近年来复合材料逐渐出现在人们的视野中，并且在土木工程中得到广泛应用，极大满足建筑领域对材料性能的需求。复合材料是由多种物质混合而成的，主要包括碳纤维、芳纶、玻璃纤维、玄武岩纤维等，这些物质都具有很高的树脂性能和纤维性能，经过混合加工能够显示出巨大的性能优势，主要表现为质量小、重量轻、强度高，而且还具有极高的耐腐蚀性能，因此能够在土木工程中得到广泛应用。现阶段复合材料多用于钢筋混凝土结构的施工过程中，对提高工程质量具有关键作用，随着理论研究和实践应用的不断成熟，复合材料在其他结构工程的施工中也得到有效应用[1]。

（二）发展历程

复合材料在土木工程中的应用研究可以追溯到20世纪50年代至60年代，当时很多研究人员对民用建筑的复合材料应用进行实践探索，例如英国某教堂的塔尖部分初次尝试利用复合材料建造，建筑人员还在人工天桥上利用复合材料进行施工；20世纪50年代末，我国采用玻璃纤维在混凝土结构中进行施工，使钢筋材料得到有效替代；20世纪80年代，我国进一步加深对复合材料的研究，并且将其应用于雷达天线罩、公路桥的施工，显示出巨大的材料性能优势，极大程度上增强工程的牢固性和稳定性。现阶段复合材料在土木工程中的应用已经相对成熟，因此很多建筑工程中大量使用复合材料，使土木工程的建设水平有效提升。

二、复合材料在土木工程中的应用策略

（一）在加固工程中的应用

复合材料由高纤维性能的物质组合而成，因此在强度性能方面具有很大优势。现阶段复合材料被广泛应用于土木工程的加固项目，从而保障建设工程的质量安全。具体来看，主要应用于以下几种工程结构中，分别是钢架结构、混凝土结构、土石结构、砌体结构等，其中混凝土结构的加固应用常见。以混凝土结构加固为例，施工人员可以利用FRP复合材料布将混凝土柱体部分进行缠绕包裹，从而增强混凝土结构的稳定性，应对变形、抗剪、地震等外力压迫，增强混凝土结构的承载力。另外，施工人员还可以采用FRP复合材料片材对混凝土的梁、板等部分进行加固，从而增强混凝土结构的抗弯能力，避免产生裂缝。这种加固工程主要以预防为主，虽然能够起到防范作用，但是不能从根本上解决受拉力问题。除此以外，还可以利用ERP复合材料将混凝土结构的梁、柱部分进行缠绕加固，从而增强整体结构的抗剪力和承载力。

（二）复合材料组合结构的应用

复合材料既可以单独应用，也可以组合应用。组合式结构的复合材料主要指的是将一般材料与复合材料综合应用，充分发挥二者的性能优势，从而达到取长补短的作用。在实际施工中，可以将ERP复合材料与钢筋混凝土相组合，从而行成更具有优势的工程结构。

例如施工人员可以将ERP管与混凝土组合，从而形成ERP管混凝土材料。在施工中可以将混凝土浇筑在ERP管内，从而使混凝土的约束力得到显著增强，并将其作为土木工程的模板，使工程的施工效率显著提升，同时延长模板的使用期限。部分研究人员还在此基础上对ERP管混凝土组合结构进行改进，将ERP肋设置在ERP管内，以此增强ERP管混凝土组合结构的局部稳定性，使钢筋的性能得到进一步强化。另外，还可以采用ERP复合材料、钢管与混凝土相组合的方式进行施工，着重将空心钢管设置在混凝土构件的中心位置，将ERP复合材料包裹在钢管外层，然后注入混凝土，从而使钢管得到有效保护[2]。

（三）复合材料的替代应用

ERP筋是典型的复合材料，具有60%～65%的纤维量，因此强度性能具有显著优势，而且本身的质量较轻，在实际应用中体现出低松弛、抗疲劳、抗腐蚀等材料优势。在钢筋混凝土结构中，可以利用ERP筋替代钢筋材料。钢筋混凝土结构是土木工程中的常见施工结构，其本身具有很强的稳定性，对工程质量具有较高保障，但是钢筋材料很容易受到空气、水等物质的腐蚀，因此会出现锈蚀现象，导致钢筋材料的质量受到一定的影响。而ERP筋可以有效改善这一问题，从而提高土木工程的质量。例如在道路桥梁施工中，可以采用ERP筋作为斜拉桥或者悬索桥的缆索，从而增强桥梁的稳定性和安全性。另外，ERP筋还可以用于岩石结构的施工中，例如混凝土喷注、地基锚杆等土木工程。ERP材料本身价格低廉，因此具有广阔的应用前景。

结论：

综上所述，针对复合材料在土木工程中发展与应用的探究是非常必要的。现阶段复合材料的制作工艺逐渐成熟，在土木工程中的应用也体现出极大优势，因此必须切实转变土木工程的施工理念，提高复合材料的应用频率及水平，从而使复合材料的应用优势得到有效发挥，以此提高土木工程的建设质量，实现建筑领域的可持续发展。希望本文能够为研究这一课题的相关人员提供参考。

参考文献：

[1]董江涛.探究复合材料在土木工程中的发展与应用[J].智能城市，2016，2（09）：334.

[2]赵李艳.关于复合材料在土木工程中的发展与应用研究[J].江西建材，2015（21）：266-267.