浅谈纤维复合材料在建筑工程中的应用

王兴

身份证号码：610125199203250016

摘要：近年来，生物复合材料因其质量轻、强度高、价格便宜、可降解以及符合可持续发展等优点，成为学者们关注的焦点。科技的不断进步使人们

对复合材料的依赖日益加深，几乎离不开它们。随着全球经济一体化和对可持续发展的需求增长，人们对环境污染问题的认知也在不断提高。特别是在传

统行业如土木建筑工程中，人们已开始逐步采用绿色环保的新型复合材料取代传统建筑材料。

关键词：建筑工程；纤维复合材料的应用

引言

人类进入工业化社会后，通过改变自然界取得了巨大的成功。然而，

城市化进程带来了许多环境问题，如资源枯竭和气候变暖，这些问题引起

了人们的普遍关注。在我国的发展过程中，节能是实现可持续发展必不可

少的策略。作为生活和生产的基础，建筑规划、设计和建造对能源消耗和

城市运行产生重要影响。建筑建设和使用过程中，能源消耗占社会总能源

消耗的 50%。与建筑相关的环境污染问题也非常突出，如空气、电、磁、

光污染等。由于我国经济的快速发展，导致了许多资源的过度消耗，包括

钢材、水泥、玻璃和陶瓷等材料的消耗已超过发达国家。因此，建筑行业

的节能降耗和减少对环境的影响至关重要。在建筑工程施工过程中使用绿

色节能材料是非常必要的。

1 纤维复合材料的组成

天然纤维材料的来源是矿物质、动植物，所以它可以被划分为三大类：

天然植物纤维、天然矿物纤维和天然动物纤维。目前，世界上已有近 2000

种天然植物纤维被发现，包括秸秆，棕榈，红麻，甘蔗渣，棉花，竹子，

玄武岩，亚麻，玉米，剑麻等。近十年来，许多研究人员已经认识到，天

然植物纤维是一种极具发展前景的新型建材。通过对棉羊毛纤维复合材料

的冲击试验研究，得出了棉羊毛纤维复合材料的抗冲击特性。从总体上看，

植物纤维价格便宜，来源广泛，加工和使用灵活，密度小，强度和质量比

率高。但是，相对于人造纤维和合成纤维，它们的耐久性、粘结性和机械

性能都要差得多，这严重制约了它们在建材方面的广泛应用。针对以上问

题，国内外研究人员对其进行了杂化、掺杂及改性预处理等方面研究，并

利用杂交技术对其进行复合，以期提高其耐久性。目前，在纤维混凝土中

大量使用经预处理的天然植物纤维，为其在混凝土中的应用奠定了基础。

本文对其在我国土木建筑工程领域中的研究进展作一概述，以期对其在我

国的发展起到借鉴作用。

2 纤维复合材料的特点

2.1 耐磨损、防腐蚀

这种材料的表面光滑，不容易沾染上灰尘和污垢，而且它还具有耐腐

蚀性，能够在严酷的条件下工作。混凝土和钢筋等传统建筑材料在使用过

程中会出现一些问题。尤其是在潮湿、强酸碱性的环境中，这些材料极有

可能会被腐蚀，从而造成建筑物的破坏，从而产生一定的安全隐患。而在

纤维复合材料中，因使用了特殊树脂基体及增强材料而表现出优异的耐磨、

防腐能力。该材料具有耐潮湿、酸碱等严酷条件，长期使用不会受到损坏

的特点，因而被用于耐腐蚀性要求较高的建筑工程中。

2.2 能耗低，污染小

绿色建筑材料实际上是一种经过科学技术的发展，与传统的建筑材料

制作工艺有不同的新材料，它不仅可以提高能源的利用率，还可以减少在

建筑建设中所造成的能源消耗。此外，在工程建设中，通常会对城市垃圾

及废弃物等展开二次利用，经过生产加工和生产，得到可以进行循环使用

的材料，达到循环使用的目的，既可以减少资金投入，又可以充分贯彻政

府节能降耗的有关政策。除此之外，在使用绿色环保节能新型材料的过程

中，所产生的污染物质较少，甚至可以达到零污染，这不仅符合新形势下

的绿色环保的理念，还可以为人民群众的身心健康提供最起码的保证。

3 纤维复合材料在建筑工程中的运用

3.1 使用防水涂料

在建筑领域中，以丙烯酸树脂为原料制成的乳胶涂料受到了人们的青

睐，它的各项性能都很均衡，具有良好的耐磨性，而且质地光滑，具有良

好的防水能力，因此被大量应用于现代化的建筑工程项目中。然而，这种

类型的乳胶漆在使用过程中，会生成对人的身体造成伤害的物质，如果长

时间地使用，就会引起人的不适，从而引起头晕恶心等现象。此外，乳胶

漆的应用也存在着一定的限制，因为此类乳胶漆的透气性能较低，所以此

类乳胶漆并不适合于建筑行业，因此，为保证人们的身体健康，就可以使

用丙烯酸酷乳漆胶和氟碳涂料以及砂壁状涂料等高分子涂料，来有效地解

决这一问题。这样既可以确保涂料的性能，使施工项目得以顺利进行，又

可以降低对环境造成的危害，保证人们的身体健康。在建筑工程中采用聚

醋酸乙烯、聚氨酯等节能高分子材料，可以确保建筑工程的性能得到改善。

3.2 板类墙体材料

在建筑施工时，大量采用节能环保型板材类外墙保温材料，主要有：

复合墙板、空心轻质隔墙板等。这种墙板由于其承载效果好、耐火耐水等

优点，所以在施工中使用比较普遍。空心轻质隔墙板，通常分为两种类型，

一种是水泥空心建筑隔墙的轻质板材，它的主要材料是水泥轻量化水泥，

而玻璃纤维是增强材料，当这两种材料结合后，就可以形成带有较多圆孔

的条状板材，比如陶粒板材、膨胀天然珍珠岩等。其二是熟石膏空心建筑

隔墙用轻质条板，它的常见材料以熟石膏为主，比较常用的有熟石膏煤尘

空心建筑隔墙用轻质条板、石膏矿渣空心建筑隔墙用轻质条板等。在建筑

墙体现场施工时，板类构件等节能环保型原材料可以逐渐取代高排放的化

石能源原材料，从而达到更好地节能环保实际效果。

3.3 内养护

与人造纤维相比，植物纤维具有较好的孔隙特征，其优良的亲水性能

有利于在掺合料中储存水，保证水化反应的持续和充分进行，而剩余的水

分又可以对水泥基体中的湿度进行调控，从而达到内养护的目的，从而有

效地减少构件的收缩和变形，提高其在梁、柱、板等构件中的应用。将亚

麻与其他几种不同的纤维作比较，并通过比较，分析在水泥砂浆塑性收缩

裂缝方面的作用效果，结果显示，相较玻璃纤维或聚丙烯纤维，亚麻纤维

具有更好的开裂控制效果，其中适当掺量的亚麻纤维可减少近 99%的裂缝

面积，而缝宽减少幅度可达约 98%，有效改善建筑工程中水泥砂浆构件的

成型质量。

结束语

由于纤维复合材料质量轻、强度高、耐腐蚀、耐热和隔热性能好等特

点，使其成为一种极具发展潜力的新型建筑材料。本文从纤维复合材料的

优点与局限性、纤维复合材料在建筑工程中的应用实例与发展方向等方面

进行了综述，认为纤维复合材料在我国的使用正在日益增多，并逐渐成为

我国的一种主要建筑材料；将纤维复合材料用于建筑工程中，不仅可以增

强建筑的抗震性能，减轻自重，还可以减少能源消耗和碳排放，而且还可

以增强建筑的美观和功能。目前，国内外对纤维复合材料的研究还存在着

一些不足之处，如材料成本高，施工技术复杂等。未来，随着技术的不断

发展和应用的不断推广，这些问题将得到逐步解决。

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