四、其他土木工程复合材料
复合材料是由两种或多种性质不同的材料通过物理或化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。复合材料是由增强材料和基体构成。工程中大量应用的各种合金材料、水泥混凝土、沥青混合料等对土木工程技术的进步起到了重要的作用。随着技术的进步，新型复合材料应用范围将越来越广泛。
（一）叠层复合轻质结构材料
1．轻质夹芯复合材料
它是以轻质泡沫塑料、玻璃棉、矿物棉、膨胀珍珠岩等轻质材料为夹芯材，表面覆盖强度和硬度较高、抗腐蚀较好的面材而构成的板材。工程中常用的轻质夹芯复合板材主要有：
（1）钢丝网水泥类夹芯复合板材
它以两片钢丝网将轻质芯材夹在中间，两片钢丝网间以斜穿过芯材的“之”字形钢丝相互连接，形成稳定的三维空间结构，然后再用水泥砂浆在两侧抹面或进行其他饰面装饰。所用的夹芯材料主要有泡沫塑料，当有防火要求时可采用轻质岩棉或玻璃棉等。它在房屋建筑工程中可用作墙板、屋面板及其他各种保温板材。常用的钢丝网夹芯板材结构示意图见图3－8。
图3－8 钢丝网水泥夹芯复合板材结构示意图
（2）彩钢夹芯板材
它以硬质泡沫塑料或结构岩棉为芯材，在两侧粘上彩色压型（或平面）钢板。其中外露的彩色钢板表面涂以高级彩色塑料涂层，使其具有良好的耐候性和抗腐蚀能力。它可用于大型公共建筑的墙体、原有楼房的接层、各种厂房和办公用房的墙体和屋面等。其结构示意图见图3－9。
图3－9 彩钢夹芯板材
2．蜂窝夹芯复合材料
蜂窝夹芯复合材料是在上、下面板中夹一层较厚的蜂窝芯层叠合粘结而成的叠层复合材料。可制成轻质高强的结构用板材，也可制成非结构用的板材和隔声材料等。其结构形式见图3－10。
图3－10 蜂窝夹芯复合材料示意图
（二）纤维增强复合材料（FRP－fiber reinforced polymer）
FRP是由高性能纤维与基体按一定比例并经过一定工艺复合形成的一种高性能新型材料。近年来，FRP作为一种高性能新型结构材料，以其轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳、耐久性好、多功能、电磁绝缘性好、可设计和易加工等优点，开始在土木工程中得到应用，并受到广泛的关注。目前，土木工程结构中常用的FRP材料主要有三个品种：碳纤维增强复合材料（CFRP）、聚酰胺纤维增强复合材料（AFRP）和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）。FRP产品的形式主要有：
1．片材（布和板）
纤维布是应用最广泛的FRP制品原材料，由连续的长纤维编织而成。目前，广泛用于钢筋混凝土结构的加固和修复。
2．棒材
常用的FRP棒材的外形有光圆、螺纹、发辫式、绞线式等形式。FRP筋和钢筋相比，具有抗拉强度高、耐腐蚀性能良好、质量密度小、抗疲劳性能优良等优点，它可以代替钢筋，解决钢筋易锈蚀导致结构提前破坏的问题，它还可用作悬索桥的吊索和斜拉桥的斜拉索、预应力结构中的预应力筋。
3．网格材及格栅
将长纤维束按一定的间距相互垂直交叉编织，再经树脂浸润固化形成FRP网格或FRP格栅。FRP格栅主要用于结构中作为楼面或制作FRP受力板材等构件。
4．拉挤型材
FRP拉挤型材是将纤维束或纤维织物通过纱架连续喂入，经过一个树脂胶槽将纤维浸渍，再穿过热成型模具后进入拉引机构，形成连续的FRP制品。FRP拉挤型材可以直接作为结构构件，其中也可以与其他材料（钢材、混凝土等）组合使用。
5．缠绕型材
FRP缠绕型材是将连续纤维束或纤维织物浸渍树脂后，按照一定的规律缠绕到芯模（或衬胆）表面，再经过固化形成以环向纤维为主的FRP型材。它可以承受很大的内压，已广泛用于压力容器、管道等。在缠绕型材的FRP管中填充混凝土，形成FRP管混凝土组合构件，FRP管不仅对混凝土有很好的约束作用，还可以充当模板，提高施工速度，并具有很好的耐久性，这种组合结构在土木工程中得到相当广泛的应用。
6．模压型材
FRP模压型材的工艺是将预浸树脂的纤维或织物放入模具中进行加温加压固化成型。
可以预见，随着经济高速发展和技术飞速进步，世界各国对土木工程的要求越来越高，在有些条件下，传统建筑材料很难满足这种发展要求，FRP以其优异的材料及其使用性能，可以满足现代土木工程的需要。它作为一种新型的有发展潜力的建筑材料，并不是要取代传统的建筑材料——钢材和混凝土，而是作为传统建材的一个重要补充。FRP复合材料在土木工程中的应用技术与材料研究开发，在当今世界上已成为复合材料界与土木工程界共同研究开发的一个热点。随着研究工作的不断深入，这种材料必将得到广泛的应用，并极大地推动现代土木工程的技术进步。
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