返回论文网在线首页
  • 论文网在线-首页
  • 免费学术论文
  • 学术期刊
  • 论文网在线网站简介
  • 征稿授权

高性能材料FRP应用与结构工程创新

作者:张志鹏 来源:建材发展导向 论文栏目:建筑工程论文     更新时间:2019-09-19   浏览

张志鹏

摘 要:随着我国经济的发展、社会的进步,在建筑领域,科技的使用范围越来越广。混凝土是建筑的基础材料,混凝土结构的逐步使用中,给建筑材料带来了巨大挑战。高性能材料FRP在混凝土结构中的应用,不但增加了建筑的实用性,

关键词:高性能材料;FRP应用;结构工程创新

随着我国对外开放力度的进一步加深,我国经济也随着飞速发展,经济的发展需要良好的基础设施作为经济增长的保障,因此,自我国实行改革开放以来,我国的工程建设领域得到迅猛发展。城市中不断涌现高楼大厦,购物中心等建筑,庞大的建筑需求使建筑材料、建筑结构得到进一步的更新。高性能材料FRP应用与结构工程创新已发展为未来建筑的趋势。

1 新时代对于建筑材料的新要求以及新挑战

1.1 要求混凝土具有高强度以及高性能

在进行建筑的施工时,要增加混凝土的延展性,施工性以及耐久性,要求混凝土具有高强度以及高性能便要加强对建筑材料的研制力度,使混凝土更加适应现今建筑的要求。

1.2 要求材料具有较强的抗腐蚀性

在进行建筑施工时,要寻求一种抗腐蚀性较强的材料替换混凝土结构的钢筋,钢绞线以及钢丝。

1.3 要求材料具有较高的承载力

在进行建筑的修补以及加固时,使用的材料要尽可能的增加建筑的整体承载力,从而方面施工人员进行具体的加固工作。

1.4 要求材料具有可回收利用性质

我国实行可持续发展的战略,对于建筑领域所使用的建筑材料要充分考虑环境因素,使用国家的可持续发展政策,提高材料的科技含量,从而使建筑材料具有可回收再利用的性质。

2 高性能材料FRP

近几十年来,随着科学技术水平的提升,国际上相机开发出具有多种性能的非金属增强材料,即纤维增强复合材料。这类新型的增强材料主要包括几个方面,例如,玻璃的纤维(GFRP)、芳纶的纤维(AFRP)以及碳纤维(CFRP)。利用一定的制作技术将各种不同烈性的纤维材料与特定的树脂材料结合而成,形成一个新的纤维增强的符合材料。这种材料具有一定的优势,首先,其抗腐蚀的能力较其他的材料来说更强,拥有较强的耐久性。其次,其材料抗压的强度较高,自重较小。最后,其具有高弹性,变形能力较好且抗疲劳能力较强。但是,纤维增强复合材料也具有一定的不足,即GFRP的筋相对于钢筋来说要低得多,具有高电阻、低磁感应。

FRP材料早已在航空工业领域以及国防建设中被广泛应用,甚至在体育事业中也有所应用。主要是因为其化学性能稳定,质强比高。然而,在过去的工程结构中,FRP的应用程度还不算好大,虽然其具有很多的优点,但是其材料的加工较为昂贵,制作费用较高。伴随着经济的发展,工艺的改进,这类问题得到了一定的解决,其经济性得到了好转。因此,就目前的形式来看,CFRP要比AFRP以及GFRP在土木工程的建筑中有着更广阔的应用前景。因为其性能好且具有稳定性,原材料甚至可以没有限制的获得。其乱向短纤维被投入混凝土中使用,能够在很大的程度上提高混凝土的抗裂性,以及其延伸的能力,并在一定程度上提高其承载能力。将CFRP筋在混凝土内进行配置,可以取代钢筋,即使混凝土结构处于较为恶劣的环境中,也不用担心其被腐蚀。如若用其制作呈索,就是CFRP绞线,以其代替钢绞线,进行先张法或者是后张法的预应力混凝土结构的制作,对土木工程师有着强大的吸引力,是工程师苦苦寻找的材料。利用CFRP来制作不了或者薄板,用于混凝土结构的外面,能够起到一定的加固效果,不仅可以提升受压承载能力,还可以在最大程度上使裂缝的宽度减小,甚至能够将外包柱的延展性能以及抗震性能得到提高。CFRP索是可以用来代替岩石锚杆的,因为其可以抵抗酸碱介质等的侵蚀,避免在使用期间发生需要更换的现象。还值得一提的是,如果利用CFRP来代替钢索,并投入悬索桥的建造中,可以增加其跨度。

3 高性能材料FRP应用与结构工程创新

对于高性能材料FRP应用与结构工程创新要继续深入对其的研究力度,进一步加快我国的FRP应用的进程,从而促进我国建筑领域的创新。具体方式如下:

要正确对待CFRP、GFRP、AFRP这三种建筑材料,在应用方面,首先要考虑对CFRP的使用,由于其对工程的具体实施较为有利,因此,应着重考虑CFRP。我国现阶段的建筑领域,对于建筑的加固材料的应用也应首先考虑CFRP,CFRP布可以用于桥梁的架构的中以及建筑结构中,增加建筑以及桥梁的整体承载力以及抗震能力。AFRP由于其本身固有的易裂变的特点,所以对其的使用不应运用在预应力筋的使用上,GFRP筋也是如此。对于FRP筋的应用范围应进行进一步的开发。虽然AFRP以及GFRP筋不能作为预应力筋使用,但其可以作为体外索进行使用,在对其进行使用的过程中,要注意对其配筋方式的规范。在我国CFRP筋、GFRP筋、AFRP筋这三种建筑材料的使用仍然具有较大的发展潜力。在三种材料中GFRP、AFRP的抗腐蚀性较强,但AFRP在较为潮湿的环境下,其承载能力便会较少,因此,GFRP、AFRP可以作为土层的锚杆进行使用。虽然FRP材料具有轻便性以及耐腐蚀性但其也存在延展性差以及热稳定性差的特点,在市场中其材料的成本较同等材料高,因此,对于这种材料的使用还很难达到大规模的普及,只有在高腐蚀性的环境以及对于磁力具有较高要求的环境中使用。随着FRP在建筑领域的应用,促进了我国土木工程的进一步发展。

4 结语

FRP在未来的土木工程中会被更加广泛的应用,并将促进土木工程科技进行创新。文章通过对FRP的应用进行探究,分析其优势以及功能,进而为探讨FRP的复合结构学提供有力参考。期望通过文章的研究能够为FRP技术更好的应用提供有力建议。

参考文献

[1] 马建,孙守增等.中国桥梁工程学术研究综述·2014[J].中国公路学报,2014,01(05):1-96.

[2] 冯鹏.复合材料在土木工程中的发展与应用[J].玻璃钢/复合材料,2014,02(09):99-104.

[3] 冯鹏,叶列平,金飞飞等.FRP桥梁结构的受力性能与设计方法[J].玻璃钢/复合材料,2011,03(05):12-19.

[4] 王伟.新型FRP筋在混凝土结构中的应用及研究[J].河北工程大学学报(自然科学版),2012,01(04):24-27.

咨询论文发表及论文撰写
论文网在线收录7500余种期刊杂志,种
类遍及教育、医学、经济、管理、工业等
多门类杂志的杂志推荐服务。
版权所有@2006-2019
信息产业部备案:闽ICP备05018688号-1
论文网 职称论文 职称论文发表 论文发表
值班电话
15377980356
15377980356

在线客服
228523050

咨询电话
15377980356
邱老师
业务内容
优秀杂志
支付方式
常见问题
网站地图
经营许可