纤维增强塑料筋在土木工程中的应用

【摘要】近年来，随着社会的进步和快速发展，土木工程行业也得到了一定的发展，在施工过程中，开始逐渐使用新型材料，例如纤维增强塑料筋，对于土木工程建设的发展具有重要意义。由于纤维增强塑料筋具有一定的高强、轻质、抗疲劳、耐腐蚀、比重小以及低弹性的特点，已经逐渐被广泛运用到土木工程施工中，同时也是研究土木工程的重点方向之一。本文分析了纤维增强塑料筋在土木工程中的应用。

【关键词】纤维；增强塑料筋；土木工程；应用

随着建筑行业和科学技术的不断进步，在建筑设计过程中逐渐开始出现新材料。现阶段，钢筋锈蚀影响混凝土结构，是土木工程施工中比较常见的问题。根据大量数据表明，超过一半以上的混凝土结构破坏问题都是由于钢筋锈蚀导致的，随着时间的推移，钢筋耐久性开始变差，增加了桥梁破坏现象，在国内大概三分之一的桥梁破坏有这种问题。因此，合理的提高结构的耐久性就变的尤为重要。由于纤维增强筋自身具有的特点，可以很好的解决这种问题，因此，未来在土木工程中，纤维增强塑料筋是其发展趋势和新产业。

一、纤维增强塑料筋的基本概述

（一）纤维增强塑料筋

纤维增强塑料筋实际上是利用高性能材料和基体材料共同构成的一种复合型材料。在这种复合材料中最主要的增强材料就是高性能纤维，主要包括两种形式，为有机纤维和无机纤维，在一定程度上提供相应的强度，从而保证可以很好的承受一定的荷载。无机纤维具有很多种类，包括金属纤维、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维等，但是有机纤维就没有这么多类型，比较常见的就是聚酰胺树脂、不饱和聚酯树脂。材料的物理性质在一定程度上决定了纤维塑料增强筋的性质。现阶段，在施工工程中一般选择复合材料，例如，混杂纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料等[1]。

（二）物理学性能

二、纤维增强塑料筋在土木工程中的应用

（一）应用在海洋工程中

纤维增强塑料筋在应用到海洋工程的时候，在建设施工中最主要的问题就是结构防腐。现阶段，海洋工程施工的过程中一般都是使用的最厚保护层和相应的防腐方式，实际的混凝土结构仅仅只有二十年的耐久时间，不能切实的满足海洋工程的实际需求。因为，纤维增强塑料筋具有一定的抗腐蚀性，因此，使用这种结构可以有效地解决腐蚀问题，对于海洋工程的发展和建设具有十分重要的作用。此外，在近海地带，很容易遭受到盐粒子的腐蚀，从而导致出现一定的劣化，在沿海地带，大部分阳台建筑都会在一定程度上遭受到盐粒子的影响，由于盐粒子中的氯化物具有一定的冻融和侵蚀的作用，很容易损坏水道以及港口的承载桩、护栏等，但是利用纤维增强筋可以有效的避免这些问题出现。美国已经逐渐开始使用这种材料。

（二）应用在桥梁工程中

美国建设和设计了最早的复合材料桥，就是DELDOT1-351桥。这座桥是厚度为0.76m、宽为7.9m、长为975m的复合材料构成的桥面，质量仅仅只是水泥桥面的十分之一。依据美国运输和高速公路协会修建的大桥，在德勒华大学经过全面测试，也为以后修建和设计复合材料结构的大桥提供依据和基础[3]。

（三）应用在岩土工程中

在岩土工程施工中，现阶段，我国使用锚杆主要是利用具有相对比较高抗拉强度的钢筋构成，在被腐蚀之后，不能再起到锚固的作用，甚至出现安全事故。上世纪九十年代，国外就开始逐渐使用纤维增强塑料钢筋来替代传统的锚杆。在环境比较恶劣的情况下，纤维增强塑料筋具有比较高的抗拉强度、很好的耐腐蚀性以及很低的抗剪强度，非常容易就会被拉断。因此，使用这种材料作为锚杆的主要材料，使得锚杆具有结构简单、不需要相应的防腐保护，质量轻方便运输、维护等优势。现阶段，在岩土工程中逐渐开始使用这种材料，并且发展的越来越快速。例如临时支撑基坑、钉墙等。在岩土工程中应用纤维增强塑料筋对于发展地下工程具有一定的作用和意义，不但可以很好的发展具有比较高抗拉强度的特点，还会十分容易的进行机具剪断，避免在施工中出现大量地下钢筋网而导致城市地下规划比较乱的现象。例如，深圳的地铁就很好的使用了这种纤维增强塑料筋的技术，经过实践证明，可以很好的满足实际施工需求[4]。

（四）应用在特殊工程中

第一，这种材料应用在高寒环境施工中。在高寒环境的前提下进行施工具有很高的建设和维护成本，并且建设周期相对比较长。因此，在进行项目建设的时候，缩短周期、降低成本以及提高质量逐渐成为重要的技术，所以，合理利用纤维增强塑料筋的特有性质，来代替以往的混凝土结构，不但可以满足上述需求，还可以保证结构的耐久性[5]。

第二，应用到地质灾害防治中。在进行防治地质灾害的时候，利用预应锚固技术可以有效的解决边坡和山体的滑移问题。现阶段，一般都是使用预应力钢绞线来当做锚杆，但是往往会由于腐蚀问题，导致出现一定的安全危害。因此，利用纤维增强塑料筋来代替钢绞线来作为锚杆，可以很好的消除以及改变由于腐蚀造成的安全问题。例如长江三峡在开始蓄水之后，会掩埋一部分边坡和山体，不能检测实际情况和进行加固，长时间以后，一旦出现钢绞线腐蚀问题，就会导致出锚固丧失保护作用，造成不可估量的灾难。

第三，使用在非磁性和非导电结构中。应用纤维增强塑料筋需要相对比较复杂的技术，从而以便于确保所有钢筋都与周围材料进行绝缘，但是想要实现是十分困难的。合理使用纤维增强塑料筋具有的非磁性和非导电性，可以有效地解决问题，是用于军事和机场防雷达干扰设备上的一种相对理想导电材料，也可以适当使用在敏感军事设备中。在形成核磁共振的时候，这种材料可以很好的作为医疗设备材料，此外，纤维增强塑料筋还可以适当的使用在指挥机场塔、核聚变建筑物以及地磁观测站中，具有十分重要的作用和意义[6]。

结束语：

总而言之，随着生活水平的进步和提高，对于土木工程的要求也越来越严格，以往的材料已经不能满足实际的施工质量需求，需要不断研究新技术，促进行业发展。纤维增强塑料近具有其他材料没有的独特优势，已经被认为是一种具有很大潜力的新型材料，也成为土木工程研究中的重点。