淺析纖維增強(qiáng)塑料筋在土木工程中的應(yīng)用

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1、淺析纖維增強(qiáng)塑料筋在土木工程中的應(yīng)用 淺析纖維增強(qiáng)塑料筋在土木工程中的應(yīng)用 摘要：纖維增強(qiáng)塑料筋作為一種復(fù)合材料，是有纖維和樹(shù)枝組成的。這種材料有著質(zhì)量輕、強(qiáng)度高和耐久性高的特點(diǎn)，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(qiáng)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(qiáng)塑料筋在土木工程中的應(yīng)用作為一個(gè)研究的熱點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。本文簡(jiǎn)單對(duì)纖維增強(qiáng)塑料筋在土木工程中的應(yīng)用做一個(gè)淺顯的分析。 關(guān)鍵字：纖維增強(qiáng)塑料筋；土木工程；新型材料；工程應(yīng)用 中圖分類(lèi)號(hào)：TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 引

2、言： 目前土木工程中普遍存在著一個(gè)問(wèn)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(jiàn)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)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(qiáng)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(qiáng)塑料的簡(jiǎn)介 纖維增強(qiáng)塑料又簡(jiǎn)稱為EPR，由聚乙烯樹(shù)脂或者其他具有類(lèi)似作用的樹(shù)脂作為基地材料，將多股連續(xù)的纖維膠合起來(lái)，再經(jīng)由特殊的模具進(jìn)過(guò)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(shì)就是不會(huì)銹蝕。除了良好的抗腐蝕性之外，纖維增強(qiáng)塑料還具有強(qiáng)度高、模量高、耐久性高、密度低以及良好的抗疲勞性等特點(diǎn)。 目前在土木工程中主要使用的是碳素纖維增強(qiáng)塑料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料及芳綸纖維增強(qiáng)塑料。但是纖維增強(qiáng)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(shí)候纖維增強(qiáng)塑料才從航天領(lǐng)域開(kāi)展到土木工程領(lǐng)域，并得到廣泛的應(yīng)用。纖維增強(qiáng)塑料筋只是纖維增強(qiáng)塑料棒材中的一項(xiàng)，其他的還有片材、棒材、型材等。 二、纖維增強(qiáng)塑料的優(yōu)勢(shì) 1、減輕結(jié)構(gòu)自重 纖維增強(qiáng)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(qiáng)塑料筋的強(qiáng)度也高于鋼筋

4、，約為鋼筋的十至十五倍。因此在強(qiáng)度與剛度要求同樣的情況下，使用纖維增強(qiáng)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(qiáng)塑料筋的土木工程工程施工時(shí)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(qián)。這一優(yōu)勢(shì)在使用纖維增強(qiáng)塑料筋建造懸索橋以及大跨度的斜拉橋時(shí)十分突出，不僅可以加強(qiáng)橋的穩(wěn)固性，對(duì)于地震災(zāi)害給橋梁帶來(lái)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(gè)致命的缺點(diǎn)，那就是鋼筋的銹蝕給建筑所帶來(lái)的平安隱患。檢查與修補(bǔ)有鋼筋被銹蝕的建筑需要消耗大量的人力與物力，還會(huì)給人民的生命財(cái)產(chǎn)平安帶來(lái)隱患。而纖維增強(qiáng)塑料筋的耐腐蝕性能比之鋼筋要好很

5、多，其對(duì)于大氣、水、一般濃度的酸、堿、鹽及油類(lèi)和溶劑都有著很好的抵抗力。正是由于纖維增強(qiáng)塑料筋的這一特性，在土木工程中纖維增強(qiáng)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(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還能延長(zhǎng)建筑的使用壽命，減少對(duì)于建筑的檢測(cè)和維修費(fèi)用。 3、可設(shè)計(jì)性強(qiáng) 纖維增強(qiáng)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(qiáng)塑料時(shí)，可以根據(jù)工程的實(shí)際需要來(lái)設(shè)計(jì)纖維增強(qiáng)塑料。采用不同的原材料可以滿足實(shí)際土木工程施工中不同需求所要求的特性，可以通過(guò)改變材料的配比來(lái)突出纖維增強(qiáng)塑料的強(qiáng)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(duì)于材料的不同

6、需求，方便又快捷。 三、纖維增強(qiáng)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(duì)于材料的腐蝕，還有海水的壓力對(duì)于材料的考驗(yàn)。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(qiáng)材料的耐腐蝕性以及高強(qiáng)度很好的彌補(bǔ)了鋼筋的這一缺乏，因此在海洋結(jié)構(gòu)以及對(duì)與電磁波有著特殊要求的結(jié)構(gòu)中纖維增強(qiáng)筋有著優(yōu)秀的表現(xiàn)。 2、應(yīng)用與橋梁建造 纖維增強(qiáng)塑料筋具有很強(qiáng)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(lái)突出其中一項(xiàng)特性。因此，可以通過(guò)對(duì)纖維增強(qiáng)塑料筋施加預(yù)應(yīng)力的方式來(lái)提高纖維增強(qiáng)塑料筋的強(qiáng)度。這種擁有高強(qiáng)度的纖維增

7、強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)塑料的可塑性很強(qiáng)，除了可以制成纖維塑料筋之外，還可以制成纖維增強(qiáng)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(qiáng)塑料的耐腐蝕性、高強(qiáng)度以及密度小等優(yōu)勢(shì)。其中以纖維增強(qiáng)塑料筋混泥土應(yīng)用的最為廣泛。在土木工程中運(yùn)用纖維增強(qiáng)塑料不僅可以增強(qiáng)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(qiáng)塑料的應(yīng)用隨著其技術(shù)的成熟將越來(lái)越廣泛。 總結(jié)：纖維增強(qiáng)塑料因其各種優(yōu)勢(shì)，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(qiáng)塑料的應(yīng)用前景十分廣闊。但是由于纖維增強(qiáng)塑料是一種新興的材料，在實(shí)際運(yùn)用中缺乏足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。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(shí)踐相結(jié)合。盡量降低材料的造價(jià)，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(bào)(自然科學(xué)版). 2021(01)