隨著社會經濟快速發展，建筑能耗急劇增加。在節能和環保的發展主題下，降低建筑能耗迫在眉睫。建筑材料是影響建筑功能的重要因素。目前，我國正重點推進用節能型、生態型、資源綜合利用型等綠色建筑材料代替傳統建設材料，以達到建筑節能的目的。傳統建筑材料如木材、鋼材、混凝土等在建筑應用中，由于其自身固有的特點和局限性如木材易腐爛、鋼材易銹蝕、混凝土自重大等缺點，以及難以滿足侵蝕等特殊環境條件下的使用要求，促使人們不斷尋找新的具有綜合優異性能的材料來替代。纖維復合材料具有強度高、質量輕、耐腐蝕性好、可設計性強的優點，已在建筑領域得到了廣泛應用。

目前，復合材料在建筑領域的應用主要集中在纖維混凝土、建筑模板、建筑門窗、錨桿、構件、建筑加固補強、保溫以及道面。

1 纖維混凝土

纖維混凝土是將纖維增強材料摻入水泥砂漿或混凝土中所形成的復合材料。傳統硅酸鹽混凝土要消耗大量礦產和能源，并帶來嚴重的環境污染，且有脆性大、抗拉強度低、抗沖擊能力差、易開裂、功能單一等不足。纖維的高抗拉性能可提高混凝土的強度、韌性及耐久性等。同時，纖維在混凝土中雜亂分布可形成致密的網狀結構，使混凝土內部的微裂紋不易產生和發展，即可提高混凝土的抗裂、抗滲、抗收縮和力學性能。此外，建筑火災危害巨大，纖維混凝土的耐高溫性能也有明顯提高。纖維混凝土以其質量輕、高強、高韌、耐久性好等良好的性能，逐漸在部分關鍵領域代替傳統混凝土在民用建筑工程得到了越來越廣泛的應用。常見的有玻璃纖維混凝土和碳纖維混凝土。

圖1.理想石墨結構

（來源：百度百科纖維混凝土）

玻璃纖維混凝土不僅有優異的抗壓強度，還可彌補傳統混凝土抗折、抗拉和抗沖擊能力較弱的缺點。另外，玻璃纖維可降低再生瀝青混凝土的水敏性，提高了其低溫和高溫動態模量性能及抗車轍性能。

碳纖維可緩和沖擊時混凝土內部裂縫尖端的應力集中，抑制了裂縫的發展，也提高了混凝土的抗沖擊性能。另外，利用碳纖維的壓敏性、壓阻性、溫敏性等特性，可實現智能混凝土的損傷預警功能，即計算機可與纖維材料連接反饋，當混凝土內部應力或應變接近極限時自動報警。碳纖維混凝土已在高抗力結構、智能混凝土結構及電磁屏蔽防護等領域得到了應用。

2 復合材料建筑模板

建筑模板作為臨時支護結構，可在施工中提高效率、保證質量和安全、循環利用降低造價。建筑模板有木模板、組合式鋼模板、木塑復合板、塑料模板以及玻璃纖維增強聚丙烯塑料模板等，玻璃纖維增強聚丙烯塑料模板用玻璃纖維氈作為增強材料，聚丙烯作為基體材料，可通過浸漬成型、注塑成型、擠壓成型、模壓成型等多種熱塑工藝制成，具有質輕、耐腐蝕、回收利用率高等優勢，可降低勞動強度并且綠色環保，在建筑領域中得到了廣泛的應用。

表1.不同模板材料性能對比

（來源：參考文獻2）

GF /PP 塑料模板屬于板材，可通過浸漬成型、注塑成型、擠壓成型、模壓成型等多種成型方法制成，不同的成型方法對GF /PP 塑料模板的性能也具有一定的影響。

1) 浸漬成型是首先將GF 制成氈，然后將其浸入加熱熔融后的PP 熔融液中，經過冷卻固化成型，隨后再裁切成確定尺寸的GF /PP 塑料模板成品; 或者將PP 塑料粉末通過一定的工藝均勻地吸附在GF的纖維表面，再經過加熱熔融、冷卻固化、裁切等工藝得到GF /PP 塑料模板成品。

2) 注塑成型是將PP 粒料和GF 原料加入螺桿擠出機中，進行加熱使PP 熔融，隨后將熔融后的原材料直接注入成型模具中，經過冷卻固化、開模取出即得到GF /PP 塑料模板成品，該成型工藝可重復性強、產品質量高且生產加工成本低。

3) 拉擠成型是首先將GF 浸漬吸附上PP 熔融液，通過擠出機對其施加牽引力，經過預固化、成型、牽引以及裁切工藝而成，是一種連續成型的工藝方法，生產效率高且產品性能穩定。

4) 模壓成型是將GF 和PP 原料首先加入模具內，加熱使PP 熔融后施加一定壓力使其得到預定形狀的產品，成型過程中無熔體流動過程，不會影響纖維的排列取向，能夠保證最終塑料模板不同方向的性能。除了上述成型方法之外，還有濕法造紙成型工藝，將GF 和PP 原料粉末加入溶劑中得到懸浮液，添加絮凝劑使其沉降在篩網上，然后烘干篩網，對其

加熱使PP 塑料熔融，再經加壓、冷卻、裁切等工藝即可。

圖2.建筑模板

（來源：易安特）

在GF /PP 的傳統配方和工藝基礎上增加改性劑、增強劑等，同時優化成型工藝，可以進一步提升塑料模板的性能，隨著建筑行業的發展，GF /PP 塑料模板在建筑工程中將會有更加普及的應用。

3 復合材料錨桿的應用

錨固技術作為巖土工程施工中的一項重要技術分支，以其安全可靠，高效穩定及良好的經濟社會效益，在礦坑、隧道、邊坡及基坑等錨固工程支護中應用廣泛。纖維增強錨桿，以其輕質高強，耐電磁性，耐腐蝕性，耐高溫性的特點已經逐漸取代傳統鋼筋，成為拉力型注漿錨桿的主要材料，解決了鋼筋作為錨桿因耐久性和耐腐蝕性差所帶來的安全問題。         

圖3. 玻璃鋼錨桿

（來源：濟寧鴻業）

同時，隨著城市地下空間的發展，工程的埋深加大; 地下水位暴漲產生較大的浮力，也對建筑結構的穩定性很不利。目前最常使用的錨固抗浮法中最受推崇的措施是抗浮錨桿，它具有施工便捷、成本低、工期短、適用范圍廣、抗浮效果好等優點。

在土方開挖過程中，為了防止土壤、巖體的坍塌，保持其穩定性，需要在掘進后進行支護。支護形式為剛性、柔性加固并行。在基坑支護工程中采用錨桿加固技術屬于柔性加固。

傳統鋼筋錨桿極易生銹，嚴重影響建筑物的使用壽命。纖維錨桿可用作抗浮錨桿或基坑支護錨桿，其抗拉強度更高、質量輕、耐蝕性及良好的絕緣性，應用會日趨廣泛。

4 結構加固補強

纖維復合材料與傳統建筑材料( 混凝土或鋼材等) 的組合結構中常見有兩種形式: 纖維布現場濕黏作業約束加固混凝土結構，或預制成型的纖維管既作為澆筑模板又約束混凝土并用于新建混凝土結構。

工程中常用的結構加固方法有加大截面法、外包鋼加固法、預應力加固法、粘鋼加固法和粘貼纖維復合材料加固法等。傳統的加固方法整體水平比較落后、施工方法和施工工藝比較復雜，對結構的自重和使用面積有一定的影響。纖維復合材料加固鋼筋混凝土結構已成為目前常用的加固方法之一，具有高強高效、少增加結構尺寸、不進行大的結構處理、施工方便、工期短、適用廣、耐疲勞、耐腐蝕等優點。主要包括外貼加固、嵌入加固和網格加固。使用碳纖維/玻璃纖維復合材料加固的塑性和承載力大于單獨使用這兩種纖維材料，效果更好且成本更低。

圖4.碳纖維結構補強

（來源：江蘇博實）

5 建筑門窗的應用

隨著我國能源形勢日益嚴峻，建筑節能已成為我國建設節約型社會的重要手段，外墻保溫性能要求不斷提高，由門窗產生的熱損失占到建筑物總能耗的50％左右，因此積極正確地推廣節能門窗對于完成國家的節能減排任務具有重要意義。據不完全統計，門窗市場能達到千億級，經過多年的發展，目前國內廣泛使用的門窗產品有鋁合金門窗（市場占有比例為40%）、塑料（PVC）門窗（占的比例為35%）及其它材料的產品（彩鋼窗、木窗、聚酯玻璃鋼窗等，占了剩余的25%）。

復合材料（聚氨酯）拉擠型材門窗綜合了其他類門窗的優點，既有鋼、鋁門窗的強度，又有又有塑鋼窗的防腐、保溫、節能性能，更具有自身的獨特的隔音、抗老化、線膨脹系數低等性能。針對整窗K值要求不斷降低的趨勢，纖維增強聚氨酯復合材料門窗相較之下，性價比更高，應用將越來越廣泛。

圖5.聚氨酯拉擠全截面門窗

（來源：科思創）

參考文獻：

[1] 纖維復合材料在建筑領域的研究應用，李磊，四川建材

[2] GF_PP塑料模板的研制及其在建筑工程中的應用，劇秀梅，塑料工業