淺析纖維增強塑料筋在土木工程中的應(yīng)用

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1、淺析纖維增強塑料筋在土木工程中的應(yīng)用 淺析纖維增強塑料筋在土木工程中的應(yīng)用 摘要：纖維增強塑料筋作為一種復(fù)合材料，是有纖維和樹枝組成的。這種材料有著質(zhì)量輕、強度高和耐久性高的特點，因此在土木工程行業(yè)中作為一種新型結(jié)構(gòu)材料被廣泛引用。這種纖維增強塑料筋逐漸代替鋼材，在土木工程行業(yè)中起到至關(guān)重要的作用。目前，纖維增強塑料筋在土木工程中的應(yīng)用作為一個研究的熱點，受到了廣泛的關(guān)注。本文簡單對纖維增強塑料筋在土木工程中的應(yīng)用做一個淺顯的分析。 關(guān)鍵字：纖維增強塑料筋；土木工程；新型材料；工程應(yīng)用 中圖分類號：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 引

2、言： 目前土木工程中普遍存在著一個問題，即是傳統(tǒng)的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)中，由于鋼筋銹蝕而引起結(jié)構(gòu)破壞。這一現(xiàn)象并不少見，根據(jù)統(tǒng)計由于鋼筋銹蝕而引起的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)破壞，在鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)破壞的原因中占到百分之五十五的高比例。每年用于修復(fù)這一損壞，需要消耗大量的人力和物力，且容易產(chǎn)生平安隱患。因此，纖維增強塑料這一新型復(fù)合材料的出現(xiàn)引發(fā)了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。 一、纖維增強塑料的簡介 纖維增強塑料又簡稱為EPR，由聚乙烯樹脂或者其他具有類似作用的樹脂作為基地材料，將多股連續(xù)的纖維膠合起來，再經(jīng)由特殊的模具進(jìn)過一系列操作使之成型。這種新型復(fù)合材料在土木工程中代替鋼筋而使用，與鋼筋相比其最大

3、的優(yōu)勢就是不會銹蝕。除了良好的抗腐蝕性之外，纖維增強塑料還具有強度高、模量高、耐久性高、密度低以及良好的抗疲勞性等特點。 目前在土木工程中主要使用的是碳素纖維增強塑料、玻璃纖維增強塑料及芳綸纖維增強塑料。但是纖維增強塑料最早并不是應(yīng)用于土木工程行業(yè)中的，直到八十年代的時候纖維增強塑料才從航天領(lǐng)域開展到土木工程領(lǐng)域，并得到廣泛的應(yīng)用。纖維增強塑料筋只是纖維增強塑料棒材中的一項，其他的還有片材、棒材、型材等。 二、纖維增強塑料的優(yōu)勢 1、減輕結(jié)構(gòu)自重 纖維增強塑料筋由于其制作材料和制作工藝的原因，密度很小，僅為鋼筋的七分之一至五分之一左右。且纖維增強塑料筋的強度也高于鋼筋

4、，約為鋼筋的十至十五倍。因此在強度與剛度要求同樣的情況下，使用纖維增強塑料筋的結(jié)構(gòu)比之鋼筋結(jié)構(gòu)質(zhì)量要輕的多。因此，使用纖維增強塑料筋的土木工程工程施工時不僅可以大幅度的減輕結(jié)構(gòu)自身的重量，還可以減輕施工的荷載，節(jié)約施工本錢。這一優(yōu)勢在使用纖維增強塑料筋建造懸索橋以及大跨度的斜拉橋時十分突出，不僅可以加強橋的穩(wěn)固性，對于地震災(zāi)害給橋梁帶來的影響也可以減輕。 2、耐腐性好 傳統(tǒng)的鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)建筑有一個致命的缺點，那就是鋼筋的銹蝕給建筑所帶來的平安隱患。檢查與修補有鋼筋被銹蝕的建筑需要消耗大量的人力與物力，還會給人民的生命財產(chǎn)平安帶來隱患。而纖維增強塑料筋的耐腐蝕性能比之鋼筋要好很

5、多，其對于大氣、水、一般濃度的酸、堿、鹽及油類和溶劑都有著很好的抵抗力。正是由于纖維增強塑料筋的這一特性，在土木工程中纖維增強塑料正在逐步取代這鋼材、木材等不耐腐蝕的材料。這樣不僅可以增強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還能延長建筑的使用壽命，減少對于建筑的檢測和維修費用。 3、可設(shè)計性強 纖維增強塑料根據(jù)原材料的不同，其物理特性也有著一定的差異。因此在土木工程使用纖維增強塑料時，可以根據(jù)工程的實際需要來設(shè)計纖維增強塑料。采用不同的原材料可以滿足實際土木工程施工中不同需求所要求的特性，可以通過改變材料的配比來突出纖維增強塑料的強度、耐腐性、耐高溫性等。這種靈活的特性可以滿足土木工程對于材料的不同

6、需求，方便又快捷。 三、纖維增強塑料的應(yīng)用 1、應(yīng)用與海洋結(jié)構(gòu) 由于海洋中的環(huán)境比擬復(fù)雜，不僅有海水以及海水中所含電解質(zhì)對于材料的腐蝕，還有海水的壓力對于材料的考驗。傳統(tǒng)的鋼筋材料往往在海洋結(jié)構(gòu)中損耗較大，穩(wěn)定性也較差。而纖維增強材料的耐腐蝕性以及高強度很好的彌補了鋼筋的這一缺乏，因此在海洋結(jié)構(gòu)以及對與電磁波有著特殊要求的結(jié)構(gòu)中纖維增強筋有著優(yōu)秀的表現(xiàn)。 2、應(yīng)用與橋梁建造 纖維增強塑料筋具有很強的靈活性，可以根據(jù)土木工程的不同需求改變材料的配比來突出其中一項特性。因此，可以通過對纖維增強塑料筋施加預(yù)應(yīng)力的方式來提高纖維增強塑料筋的強度。這種擁有高強度的纖維增

7、強塑料筋可以應(yīng)用與橋梁的建造中，制成橋梁的拉索或者是懸索。這樣不但能夠增強橋梁的跨越能力，還能提高橋梁的穩(wěn)定性。 3、其他應(yīng)用 纖維增強塑料的可塑性很強，除了可以制成纖維塑料筋之外，還可以制成纖維增強塑料布、板以及網(wǎng)格等。雖然形式不同，但是應(yīng)用原理都是纖維增強塑料的耐腐蝕性、高強度以及密度小等優(yōu)勢。其中以纖維增強塑料筋混泥土應(yīng)用的最為廣泛。在土木工程中運用纖維增強塑料不僅可以增強工程的穩(wěn)定性，還能節(jié)約建造所需的人力物力等。所以纖維增強塑料的應(yīng)用隨著其技術(shù)的成熟將越來越廣泛。 總結(jié)：纖維增強塑料因其各種優(yōu)勢，現(xiàn)已成為土木工程中新興的結(jié)構(gòu)材料，其優(yōu)良的性能使的纖維增強塑料的應(yīng)用前景十分廣闊。但是由于纖維增強塑料是一種新興的材料，在實際運用中缺乏足夠的實踐經(jīng)驗。土木工程相關(guān)工作者還需要進(jìn)一步探索這種材料，并將理論和實踐相結(jié)合。盡量降低材料的造價，使其能夠得到更廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn)： 【1】 陳德伍.FRP筋的性能及其在土木工程中的應(yīng)用[J]. 山西建筑. 2021(06) 【2】 呂志濤.高性能纖維復(fù)合材料(FRP)應(yīng)用與土木工程創(chuàng)新[J]. 江蘇科技信息. 2021(06) 【3】 王全鳳,楊勇新,岳清瑞.FRP復(fù)合材料及其在土木工程中的應(yīng)用研究[J]. 華僑大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2021(01)