碳纤维增强材料在建筑工程中的应用

碳纤维增强材料在建筑工程中的应用

冯雪

关键词：碳纤维增强材料；建筑工程；应用

近几年来，随着城市化的发展，我国高层建筑的数量越来越多，建筑工程的施工技术在提高，困难程度也在加深，因为在建筑工程中，需要不断应用新的材料和工程技术，在这一过程中，碳纤维这种新型材料得到良好地应用与发展，该材料的应用也决定了建筑工程的质量，甚至决定建筑单位的经济效益。只有应用好新技术与新材料，才能保障建筑工程质量的提高，避免建筑工程施工受到一些隐患的影响，最终保障建筑工程的顺利施工，促进经济效益的提高。

1碳纤维增强材料在建筑工程中的应用分类

1.1碳纤维增强材料的种类

在现阶段，各建筑单位对于建筑工程的建设，都有自己的发展特色，因此也形成了各种各样的差异，包括多种多样的工程项目和工程环节。其中碳纤维材料作为一种新型材料，含有90%的高分子纤维材料，性质是较轻，与传统的材料相比较，碳纤维材料的密度不高，但是有足够的坚硬度和强度，它的强度是钢铁的7倍。另外，碳纤维材料具有较好的耐腐蚀性，膨胀系数较低，能够抵抗疲劳，当然，对于不同种类的碳纤维增强材料，功能和物理特性不同，管理方法也就不同。碳纤维增强材料具有一个明显的功能是保证建筑的稳定性和安全性，来提高建筑的承受力度，保证建筑的其他使用功能得到发挥。当前，我国建筑工程中的碳纤维增强材料种类多样，也出现了各种各样的形式。尤其是在碳纤维材料的应用中，应用了更多的碳纤维网络材料、碳纤维布和条带、碳纤维板等。

1.2碳纤维复合棒的应用

在传统的建筑工程中，钢筋混凝土等广泛应用于建筑材料的加固，虽然钢筋混凝土具有良好的拉伸效果，能够抵抗一定压力，但它的抗腐蚀性较低，尤其是在一些特殊环境条件下，遇到恶劣的气候条件，钢筋容易腐蚀，会降低钢筋混凝土的结构性能。现阶段的碳纤维复合棒却具有较高的抗腐蚀性，不仅具有以上传统材料具有的优势，还能弥补其中存在的不足，强度较高和密度较低，这样使传统钢材有了代替性材料———碳纤维复合棒。碳纤维复合棒的采用能够对建筑进行加固，并能提高建筑材料的紧密性和粘合性。比如我们常见的高速公路围栏、工厂等，在这些建筑工程中采用碳纤维棒材可以起到加固作用，有效防止建筑工程出现裂缝和间隙。

1.3碳纤维复合材料

碳纤维复合材料的获得是通过一系列浸泡，拿出其中的模具连续成型，制作过程较为复杂，具有弹性较高的特点，一旦制成后，在建筑工程中施工操作简便易行，碳纤维具有一定应力，并且强度较高，碳纤维的主要原料为树脂，树脂的主要作用是抵抗外界杂质的侵袭，并且具有粘合的能力，碳纤维复合材料由碳纤维组成，并且不同的碳纤维具有不同强度和材料类型，比如根据碳纤维材料可以分为高强和高模类型的碳纤维材料。当碳纤维复合材料应用时，会对建筑工程的整体构建产生重要影响。所以需要选择合适的碳纤维粘合材料，具体操作是将复合材料与基础部位的受力面粘合起来，使这一区域的受力面积与受力度有所提高，从而提高零部件的抗腐蚀能力。采用了碳纤维复合材料后，建筑工程的承载力度将提高20%，抗弯力度将提高17%，使用了碳纤维复合材料的零部件与未使用复合材料的钢筋相比，钢筋更不容易折弯与屈服，碳纤维复合材料的维度要比原始材料更小，而且花纹分布更加均衡，裂缝的宽度和距离也更小，这些都是碳纤维复合材料的优势所在，在加固方面，碳纤维复合材料的使用主要是通过抗拉约束混凝土裂缝的出现来控制的，运用碳纤维加固的板材，具有更高的抗拉伸力，并阻止了裂缝的扩张。

1.4其他方面的应用

碳纤维复合材料在建筑工程其他领域方面的应用还包括以下几点：①能够制作结构优良的墙板，并能够抗老化和腐蚀，具有一定的机械性，可以应用于海边；②可以防水，因此可以用于建筑的屋顶，能起到防水的功效，将碳纤维和水泥的混合物一起涂抹在屋顶，可以放风化和防水；碳纤维增强材料还能够制作导线板，比如凭借碳纤维的导电特性用于电力电网建设中，防止雷电的侵害，消除雷击和雷电；对于防腐蚀的建筑板层，也可使用碳纤维材料，涂抹在墙上或者防腐蚀涂层中，还可以用作底板和铺地材料。

2碳纤维增强材料在建工程中的应用优势

2.1材料质地轻

碳纤维材料与其他材料相比，具有明显的优势，比如碳纤维材料具有质地轻的特点，并且具有较好的抗疲劳性，比其他钢材优良。另外，碳纤维材料的化学性质较稳定，能够抵抗外界环境的变化，能够对外界的盐碱变化及时做出反应，并能够抗腐蚀。所以，碳纤维材料的这些质地特点、性质等使其在建筑领域具有广泛的应用。

2.2施工操作简便

碳纤维增强材料在建筑工程中的质地较轻，强度较强，所以在与相同强度的材料共同使用时，结构的重量减轻，即使在施工现场不用大型的机械设备，也能够轻松操作，不仅简化了施工步骤，还缩短了施工时间，施工操作简便易行。

2.3较高的经济效益运用

碳纤维增强材料设计建筑工程的构件时，其成本花费与传统的材料相比，价格成本更低，因为采用碳纤维材料时，省去了一些操作步骤，施工环节更加简单，减少了施工难度，这样也就相应地减少了施工的成本花费。因为碳纤维材料具有更优的质地，用在工程中质量更好，所以可以延长建筑工程的使用时间，减少后期的修理费用。

3碳纤维材料应用的注意点

在建筑工程施工中，碳纤维材料在使用时由于涉及到的环节较复杂，种类较多，所以需要人员严格选择数据，进行正确操作。需要做到：碳纤维材料在实际操作中要注意粘合的面积，所粘面积不能超过10mm；碳纤维在加固凝结的过程中，强度等级要达到一定范围，施工温度也要合适，不低于5℃；在一些特殊区域，比如在建筑的拐角处，碳纤维弯曲会损伤碳纤维，所以需要在拐角处进行磨平处理；因为碳纤维会导电，所以在操作时需要远离电力设备。

4碳纤维增强材料的应用前景

碳纤维增强材料作为一种新型材料，能够通过碳纤维本身具有的特性，提高建筑工程的整体质量，能够满足当前民众对建筑的需求。碳纤维施工材料的使用简便易行，而且成本较低，维护费用较低，可以使建筑材料更加稳定，带来了巨大的经济效益。可以看出，碳纤维增强材料具有广阔的发展前景。

4.1碳纤维混凝土的使用

随着建筑行业的加速发展，未来的建筑工程会面临改革与创新，在建筑结构方面，会遇到一些机遇和挑战，建筑材料亦是如此，碳纤维材料作为一种新型材料，将会在建筑工程中发挥出巨大的力量。在未来的施工中，人员需要正确使用碳纤维复合材料，增强整个工程的质量，满足社会的需求。

4.2重视对碳纤维材料创新

无论是何种新事物，都需要跟随时代的发展，需要满足民众的需求，做到与时俱进，碳纤维材料在施工过程中就具有较高的要求，所以在原有基础上需要创新，人员要树立创新观念，根据实际情况寻找新的方法与技术，尽可能地发挥出碳纤维材料的价值，为其未来的发展提供更加坚实的基础。

4.3营造良好的施工环境

碳纤维增强材料在建筑工程中的应用需要营造出良好的施工环境，比如加大对碳纤维材料的宣传力度，单位和人员要重视起对碳纤维材料的应用和创新，促进其在未来市场的发展，让大家普遍接受这一新型材料，应用碳纤维材料时也要遵照要求和规范，满足施工标准和准则。

5结束语

总之，我国是地质灾害频发的国家，随着技术的发展，要求对建筑工程的抗震性有越来越高，因此，要利用碳纤维增强材料加固我国建筑工程，并不断为建筑工程的发展带来新的革命。

参考文献

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