1、复合材料在土木工程中的发展与应用摘要：随着科学技术的发展，复合材料在我国土木工程中的应用越来越多，而且，随着复合材料的大量应用，我国土木工程的建筑效率和建筑质量都有了很大程度上的提高。本文从分析复合材料的概念、特征以及分类入手，探讨了我国土木工程中应用复合材料的现状、问题，并进一步提出了我国复合材料在土木工程中的优化措施以及发展空间。 关键字：复合材料；土木工程；结构加固 前言：目前，我国在土木工程中应用了众多的新技术和新材料，其中，复合材料的应用为我国土木工程的建筑效率和质量都带了极为可观的价值和作用。就现阶段来说，在我国土木工程中应用最广的复合材料主要是纤维增强复合材料。这种复合材料在土木
2、工程中的应用较早，相关技术也较为成熟。在我国，由于市场经济和改革开放的进行，国外不少先进的建筑技术和建筑材料都传入了我国，并带来了不少的影响。在此背景下，探讨新材料在土木工程中的应用情况，不仅能够增强我国传统行业的消化能力，也能够为我国相关产业的快速发展带来比较适合的突破口。 一、复合材料 （一）复合材料的概念 复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，使各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，进而保证复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求1。土木工程中应用复合材料已有上百年的历史，在古代，稻草或麦秸增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而
3、成。而到了现代，尤其是上世纪因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料，从此出现了复合材料这一名称。之后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维以及 70 年代的芳纶纤维和碳化硅纤维。 （二）复合材料的分类 复合材料是一种混合物，根据不同标准可以分为不同的类型。按其组成成分分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为纤维增强复合材料、夹层复合材料、细粒复合材料、混杂复合材料。复合材料还可以分为结构复合材料和功能复合材料两大类，也可将复合材料分为常用和先进两类2。 二、应用现状以及问题 （一）设计标准 目前，我国复合材料尽管已经应用在很多
4、建筑工程中，但是，在使用复合材料过程中，由于没有产业链，造成了我国复合材料生产和应用的设计标准没有同意的规范，也就是说，不同厂家生产的符合材料，由于满足不同客户的不同需求，造成了设计标准的不同。因此，在我国土木工程中应用复合材料过程中，设计标准问题是当下制约我国在实施土木工程中最大的问题。而且，没有统一的标准，也造成了我国不少厂商在生产中的困扰，不能做到统一量化生产，因而始终形不成一个稳定的产业，也就是说，在符合材料生产过程中，没有入钢、木以及混凝土等传统材料的统一标准，造成了复合材料的生产不得不依靠土木工程施工商定制，因而，造成了复合材料市场的发展困难，难以做大做强。 （二）成本问题 由于我
5、国发展复合材料的时间短，很大程度上是通过引入外国技术和外国技术标准来发展我国的符合材料，因而导致我国复合材料生产的成本居高不下，而且，更重要的一个问题是，由于没有设计标准可供参照，导致一些生产商不得不通过使用一些品质好、成本高的材料进行复合材料的生产，而为了占有市场，又不得不通过降低利润的办法来获得市场。而且，就目前情况来说，复合材料在土木工程应用过程中，相对于其他建筑材料，其成本也较高，因而，影响了整个土木工程的成本投入。产生这样的情况，在很大程度上不利于我国发展符合材料。而且，更为重要的一点是，我国很多企业在承建土木工程时，往往是以获利多少为衡量标准的，因而使得我国发展复合材料市场具有一定
6、的劣势，而复合材料本身成本较高，这样加剧了我国发展复合材料的困难。 （三）环境问题 环境问题，也是我国发展复合材料产业中最为困难的一个部分，这是因为，在目前，复合材料的生产主要是通过化合的方法来进行生产和加工，因而造成了生产复合材料地区的环境污染和生态破坏。而且，更值得注意的一点是，由于我国发展复合材料主要是为了提高我国建筑的质量和效率。但是在生产复合材料过程中出现的生态问题，确实是我国发展符合材料所要付出的代价。又由于我国政府目前的政策是节能环保，因而复合材料产业的发展可能会面临更大的阻碍，甚至是陷入政策困境，难以在短时间内发展完善。 三、发展复合材料的优化措施 （一）优化设计标准 优化设计
7、标准，这不仅有利于提高我国生产复合材料的生产效率，也能在很大程度上提高我国资源利用效率。在目前，由于没有统一的设计标准，因而，产生的问题就是复合材料生产厂家生产的复合材料往往不合适我国土木工程的实际应用，导致我国土木工程承包商在建筑过程中必须对符合材料进行再加工，这不仅降低了土木工程的效率，也极大的浪费了不该浪费的资源，而且由于复合材料是化工产品，也对在加工地点的环境和生态造成了影响。 （二）提高技术创新能力 提高复合材料技术创新能力，这不仅是发展我国复合材料产业的需要，也是增强我国复合材料生产能力的需要，同时也是节约成本，创造最大价值的需要。就目前现阶段来说，我国复合材料的生产在很大程度上受
8、限于外国生产的技术，在进行源技术生产和创造上，始终摆脱不了外国技术的限制，因而，也导致了我国复合材料生产成本的提高，而且，部分符合材料又因为国内生产较少，必须从国外进口，因而导致了复合材料生产成本的提高。因此，加强复合材料的技术创新能力，就成为了我国发展复合材料的关键部分之一3。 （三）注重生态效益 在发展复合材料在土木工程中的应用时，必须要符合我国发展生态文明的政策，不能与我国节能减排的大政方针发生矛盾。因此，降低复合材料的生态污染以及生态破坏，也是发展我国复合材料必须要注意的问题之一，也是亟待解决的问题之一。因而，在加强复合材料技术创新的过程中，也应该采用一些节能环保的原材料进行复合材料的
9、生产和加工。可以说，在源头上减少污染材料的使用，才是我国发展复合材料最为根本的解决对策，也必然成为我国生产复合材料的突破口和出路。 结论：综上所述，我国在土木工程中发展和应用复合材料，在很大程度上是当前我国进一步发展土木工程质量和效率的主要出路。而且，更为重要的一点是，我国发展复合材料，在一定程度上来说，也是为了增强我国整个行业发展的途径之一。但是，我国在发展复合材料在土木工程中的应用时，存在的问题主要是设计标准不统一、成本较高以及环境问题较为突出等问题，因此，我国在发展符合材料时，应该建立起统一的设计标准，并通过技术创新来提高我国复合材料的生产水平和质量，在很大程度上也能够减少我国复合材料生产的生态问题。 参考文献： 1宋龙飞，周贤良，崔霞，华小珍，邹爱华，唐龙书.颗粒氧化处理对 SiC_p/Al 复合材料耐蚀性的影响J.腐蚀与防护，2015，01：19-21+26. 2周小中，俞栋，徐小虎，汪冬冬，李宇洁.Cu_2SC 复合材料的原位电化学制备及其储锂性能测试J.西北师范大学学报（自然科学版） ，2015，01：65-69. 3李亚娟，周伟，刘然，张雪梅，李志远，吕智慧.复合材料型分层损伤演化声发射监测J.玻璃钢/复合材料，2015，01：54-58.
