论文CFRP材料在土木工程中的应用探析是关于土木工程方面的论文题目、论文提纲、土木工程论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
摘 要：CFRP材料是碳纤维复合材料的简称,是一种具备超高性能的复合型材料,在土木工程的建设中,CFRP材料在建筑物的加强固定方面具有相当明显的优势.在我国,加固技术早已受到土木工程领域的密切关注,目前针对建筑物的加固有一些结构方法,但是结构性的方法耗费材料较多、后期的维护费用較高、难以保证质量.而CFRP材料是通过碳纤维进行结构的粘连,CFRP材料的运用可以克服结构型加固技术的弊端,因此,CFRP材料开始做到到土木工程行业的广泛应用.本文主要针对CFRP材料在土木工程的应用进行探究分析.
关键词：CFRP材料 土木工程 应用
一、CFRP材料的特点
CFRP材料的耐久性比较强,是一种非常好的绝缘性材料,而且,CFRP材料对于一些化学介质的腐蚀,有非常良好的抵抗作用.正是由于CFRP材料有这样的优势,因此,在将CFRP材料应用于加固技术中时才会体现出难以取代的优势.
CFRP材料具有非常强的耐疲劳性能,一般情况下,普通的金属可以拉伸到百分之四十到百分之五十之间,但是碳纤维复合材料可以拉伸到百分之七十到百分之八十之间.
CFRP材料的强度高,但是质地却非常的轻,与钢制材料相比,钢制材料的密度是碳纤维复合材料的五倍之多,虽然碳纤维复合材料的密度低,但是其强度却是钢制材料强度的十倍左右.在建筑材料时,使用CFRP材料可以节省空间、减轻自身的重量.
CFRP材料的适用范围非常的广泛,而且便于施工,因为CFRP材料裁剪起来比较方便,因此CFRP材料可以用于各种形状、结构、类型建筑物的建造.也正是由于CFRP材料便于裁剪,因此在进行施工时,不容易使结构的形状、外观等改变.
二、CFRP材料在土木工程中的应用现状
(一)在钢结构材料的加固方面
对于钢制材料结构的加固,传统的加固方法主要是焊接,但是,该方法会增加自身的重量,还会增大自身的宽度,不仅如此,在进行施工时还需要一些固定的设备.但是如果采用碳纤维复合材料对钢制材料进行加固就会方便很多,因为碳纤维复合材料不仅具有耐腐蚀性、绝缘性,还便于操作.如果采用传统的焊接方法,在潮湿的环境中,钢制材料可能会出现生锈的情况,但是如果用碳纤维复合材料对钢制材料进行加固,不仅不会被腐蚀,还可以节省空间、减轻自身的重量.根据相关的研究可以发现,采用碳纤维复合材料对钢制结构的建筑进行加固可以增加钢结构的寿命、在原有的钢结构支撑基础上提高支撑强度、使自身结构裂纹的扩展做到到延缓等.
(二)在混凝土材料的加固方面
在现阶段的土木工程建设中,遇到最多的加固问题就是对混凝土结构的建筑物进行加固,因此,在目前的土木工程建筑行业中,对混凝土材料的加固、抗性研究比较多.当混凝土材料的结构发生弯曲时,可以利用碳纤维复合材料进行加固和调整,具体的操作方法就是将碳纤维复合材料黏贴在混凝土材料的受力面,使碳纤维复合材料分担混凝土材料受到的拉力,从而加固混凝土的抗弯曲能力；当混凝土材料出现裂纹时,可以利用碳纤维复合材料进行适当的加固和调整,具体的操作方法就是裁剪出适当大小的碳纤维复合材料,将其粘连在出现裂纹的混凝土材料处,这样一来,碳纤维复合材料就像是胶水一样,将分裂开的两部分粘连起来,避免混凝土裂缝继续开裂；当混凝土材料受到的压力过强时,可以将碳纤维复合材料缠绕在受压结构上,以此增强其结构的受压能力；最后就是对混凝土材料的抗疲劳性加固,将碳纤维复合材料覆盖于原混凝土材料表面,既可以增加耐性,又可以延长建筑物的使用寿命.
(三)在砌体和混凝土材料加固方面
在我国,一些墙体的建造大多是砌体和混凝土材料共同构成的,社会各界对该混合结构的加固与修复非常重视.根据国际可靠研究,我们了解到将碳纤维复合材料应用于砌体和混凝土材料结构的加固方面,是非常可靠的,但是由于经济、一些材料力学的因素,选择碳纤维复合材料的使用量还有待研究
三、CFRP材料的研究方向
由于CFRP材料的受力性非常好,使用寿命较其他材料的使用寿命更长,因此,使用CFRP材料进行加固、建造都是非常可取的.其他材料在需要加固时,大部分是粘连结构受到破坏,破坏的原因比较复杂,因此,加强对破坏原因的研究是非常必要的,研究出破坏的原因,继而研究出应对的方法.
虽然目前我国关于碳纤维复合材料的研究成果已经有很多了,但是,材料研究的相关过程和规范还不够完善,这也对我国该技术的发展做出来很大的限制,因此,国家必须针对这一技术完善相关的法律法规.
目前我国土木建筑行业的加固技术大多数是短期内的加固,对于长期的加固材料和加固手段,国内的相关领域还没有研究出结构,因此,加强对碳纤维复合材料的加固耐久性进行研究也是非常必要的.
在传统的土木工程中,建筑团队使用的材料大多数是钢筋水泥和混凝土,但是钢筋具有磁性,而且耐腐蚀性比较差,而碳纤维复合性材料的性能就相对更加优越,比如更加的耐腐蚀,如果碳纤维复合材料可以代替传统建筑材料的弊端,就可以对提高建筑物质量起到积极的促进作用,因此,相关部门应该加紧对碳纤维复合材料是否可以代替钢筋等传统建筑材料.
虽然碳纤维复合材料的性能非常优越,但是当碳纤维复合材料处于相对特殊的环境中时,碳纤维复合材料的性能就可能会被威胁.虽然碳纤维复合材料的性能相比于其他的材料而言很优越,但是其防火性比较差,因此,相关的研究部门应该对碳纤维复合材料在一些相对特殊的环境中性能的研究,比如低温度、高温度、冲击性的荷载、潮湿的、重复性荷载等特殊的环境.
四、结语
结合本国土木工程行业的发展,碳纤维复合材料在土木工程领域的运用越来越广泛,但是,在一些耐久性、规范标准方面的研究还不够完善,因此加速相关法律法规的制定、加速对碳纤维复合材料的研究是很重要的.
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（作者单位：东北大学）
总结:本论文主要论述了土木工程论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
参考文献：
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