高分子材料FRP作为绿色建筑材料的应用探究

高分子材料FRP作为绿色建筑材料的应用探究

赵巍巍

中水珠江规划勘测设计有限公司黑龙江分公司  黑龙江哈尔滨  150000

摘要：随着社会的发展和进步，人们的环保意识越来越强，也越来越重视环保，并对我国的建筑行业提出了更高的要求，要求建筑行业要将绿色建筑材料应用到新时期下的建筑工程中。在传统的建筑工程中，建筑资源的过度消耗不但制造了很多的垃圾，还造成了环境的污染，给人们的生产和生活带来了影响。通过绿色建筑材料的应用，能在很大程度上避免这些问题的出现。而我国的绿色建筑材料在科学技术的作用下，发展的也是越来越快，功能性也越来越高，其中就包含高分子材料FRP。主要针对高分子材料FRP作为绿色建筑材料的应用展开了分析和研究。

关键词：高分子材料FRP；绿色建筑材料；应用

1高分子材料FRP的概述

FRP聚合物材料是一种纤维增强聚合物材料，它与纤维材料和基材按一定比例混合，是经过一定加工工艺形成的新型绿色建筑材料。它是一种新型的绿色节能建筑材料，近年来得到了广泛的应用。FRP材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀性强等特点，在建筑工程中得到广泛应用。目前常用的frp聚合物主要是碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维，由于它们的化学成分不同，在力学性能上存在一定差异，但frp聚合物的体积密度相对较低。

2高分子材料FRP作为绿色建筑材料的应用优势

2.1成形工艺的可设计性

随着人们生活水平的提高，建筑施工不仅需要实现基础的物质功能，更需要体现其人文关怀。特别是在现代社会，人们对单调乏味、缺乏设计感的建筑产生了厌烦感，对形式新颖、个性鲜明的新建筑表现出了更多的关注。因此，如何创新建筑业的建筑技术，创造出更漂亮的新建筑，成为建筑业研究的热点。为了达到理想的效果，单靠一种传统的材料是很困难的，玻璃钢聚合物的成型工艺本身具有很强的设计能力，这主要表现在即使对于复杂的产品，材料也能实现单次成型，具有高精度、轻量化的特点，以满足高层建筑的需要。它也为建筑设计和创作提供了更广阔的空间。

2.2良好的力学性能

玻璃钢的比重一般为1.4～2.2，仅为普通钢的1/5～1/4，比金属铝轻约1/3，其机械强度可达到甚至超过普通碳钢。这种力学性能决定了其作为绿色建筑材料的优势。FRP用于建筑施工时，可有效降低建筑地基承载力，使建筑的正常使用寿命缩短。同时，如上所述，结合FRP聚合物成型设计，可用于制造更复杂、更轻、更高强度的结构构件，如双曲线、球形、拱形或组合屋顶。

2.3优质的光学性能与装饰效果

玻璃是传统采光材料的首选，但其脆性使其施工和使用更加困难。聚合物玻璃钢作为一种新型采光材料的引入，将充分发挥其高质量的光学性能，有效提高采光材料的稳定性。如采光屋面采用透明玻璃钢，厚度仅为1.2mm~1.5mm，屋面重量大大减轻（2kg/m3~2.5kg/m3），稳定性高，安装程序相对简单。同时，玻璃钢表面极易着色，满足了新建筑对多种颜色的要求，可根据实际生产各种半透明玻璃钢。

3FRP高分子材料作为绿色建筑材料在建筑工程中的应用

3.1FRP高分子材料在建筑工程防护系统中的应用

很多国内外专家都有表明，FRP高分子材料应用在建筑工程中，拥着很强大的防护作用，主要表现在以下两种方式:第一，能够对已经受损的建筑进行固定作用，同时还具有修复功能;第二，可以作为新型绿色建筑材料对现有的钢结构和混凝土进行补充，提高其强度和密度，更好地保证建筑工程的质量。防护系统在整个建筑工程中有着非常重要的作用，也是建筑工程中很重要的内容，事故发生的原因以及解决方法对整个建筑防护系统来说，影响是非常大的，所以一定要对建筑结构的内部进行仔细分析，这样才能采集到准确的信息数据，将其用于建筑防护系统的设计和应用中。而FRP高分子材料对于建筑工程来说，有效性和应用价值有一定的不同，所以在实际的建筑工程中，需要根据建筑工程的具体情况以及FRP高分子材料的性能进行选择，这样能够很好地保证防护效果，而且还能满足相关部门的要求。

3.2FRP高分子材料在建筑工程装饰结构中的应用

玻璃钢聚合物具有较强的设计和柔韧性，可以根据建筑工程和人们的不同要求调制成不同的颜色，具有良好的透光效果。制造商也可以通过放置FRP聚合物来选择合适的颜色。玻璃钢聚合物制备后，透光率可达50%左右，非常符合现代人的生活，具有很强的环保效果。与金属材料相比，FRP聚合物材料的距离感减小。此外，由于FRP聚合物材料中存在聚合物，材料的降解难度也会增加。FRP聚合物材料在建筑工程装饰结构中的应用，将降低结构损坏的概率，节省大量的维修费用，即使发生损坏，维修也非常容易。由于FRP聚合物的优点，它在城市景观工程中得到了广泛的应用，不仅提高了建筑工程的美学性，而且延长了其使用寿命。

3.3FRP高分子材料在民用建筑、桥梁以及工业厂房建筑工程中的应用

FRP高分子材料在民用建筑、桥梁以及工业厂房建筑工程中的应用主要包括三个方面。第一，对建筑工程的梁进行加固应用。而在对梁加固的作用中又包括抗弯和抗剪，在对抗弯加固的时候，FRP高分子材料需要与梁的轴向保持一致，这样能有效地提高梁的承载能力。经过调查研究发现，只要所加固的梁不是超筋梁，承载力通过FRP高分子材料的应用是会有非常明显的提高;而在抗剪加固的时候，FRP高分子材料要与梁的轴向垂直的，这是在应用FRP高分子材料时应该注意的地方。第二，板加固。将FRP高分子材料应用在板加固中，有利于提高板结构的美观。第三，柱加固。因为FRP高分子材料的弹性模量小，所以会有很强的延性，而且可以提高工作效率，减少工时。

4高分子材料FRP作为绿色建筑材料的未来展望

结合建筑发展的历史进程不难发现，贯穿于其中的一大趋势就是不断提高建筑结构的安全性与可靠性，在保证安全可靠的建筑结构的同时，探寻建筑构造的轻质化、美观化，这也是未来建筑行业发展的必然趋势。因此，FRP高分子材料作为一种新型的优质材料，符合了建筑行业发展的内在逻辑。但是当前FRP建筑材料的应用并不是十分广泛，分析其原因，主要集中于如下三个方面:其一，FRP高分子材料的生产工艺尚处于发展阶段，且制造过程与传统材料相比具有较高的复杂性，在未实现规模化生产的情况下，往往需要投入更高的成本，这就限制了大批量FRP高分子材料的广泛应用；其二，受限于当前的科学技术水平，如果FRP高分子材料出现报废的状况，缺乏足够优质的回收方式，使得其回收成本较高，阻碍了其广泛化的推广；其三，当前，我国建筑行业这对于FRP高分子材料的检测技术尚不成熟，而材料本身的可靠性与建筑工程的最终质量具有直接的联系，如果不能在用FRP高分子材料的过程中，对其材料性质及状况进行及时准确的检测，那么将很难保证材料的可靠性。从我国建筑行业的实际来看，当前仍然缺乏系统的符合建筑结构安全评估方法及配套的完整修复规范。这就与FRP高分子材料低成本、高技术的发展方向出现了偏差。

5结论

随着社会经济的发展，我国的建筑工程行业迎来了蓬勃的发展热潮，大量的先进科技技术开始应用到建筑行业中来，其中建筑材料的革新就是一大亮点。绿色建筑材料作为新时期可持续发展经济主题下的产物，具有极强的生命力，已经广泛应用到建筑行业的施工建设中来。高分子材料FRP作为绿色建筑材料，具有强度高、质量轻、抗腐蚀性强的优势，具有极高的适用价值。

参考文献：

[1]张卫东．浅谈绿色建筑材料在建筑中的应用[J]．建材技术与应用，2019,40(3):35-36.

[2]苗俊涛．绿色建筑材料在绿色城市建设发展中的应用分析[J]．精品，2020,17(4):143.

[3]郭瑞芳．绿色建筑材料在土木工程施工中的应用分析[J]．轻松学电脑，2019,23(11):1.

[4]范会丽．新型绿色建筑材料的应用现状及发展趋势[J]．名城绘，2020,7(1):58.