碳纤维材料在土木工程中应用
土木工程中碳纤维复合材料的运用研究
土木工程中碳纤维复合材料的运用研究【摘要】基于碳纤维复合材料自身优异的力学特性，近年来在土木工程施工建设中应用的非常普遍，而且效果非常好。
本文结合碳纤维复合材料的特性和目前应用的实际情况，分析阐述了在利用中需要解决的主要问题，希望给土木工程施工设计人员提供一定的借鉴参考。
【关键词】土木工程；碳纤维材料；施工应用分析一、前言通常来说，碳纤维复合材料主要包括日常生活中常用的玻璃纤维、芳纶纤维和小碳纤维等，一般强度比较高、重量比较轻而且有一定的抗腐蚀性能。
所以上个世纪80年代初期，这种复合材料就经常在军工、航天、造船等各种工程施工中使用，而且效果还非常理想。
近年来伴随着经济社会的不断发展和现代科技水平的不断改善，很多专家和技术人员对这种施工材料进行了改进，并且应用推广到了土木工程施工建设领域，有效地提升了混凝土材料的坚固性能，笔者试就土木工程中应用碳纤维复合材料谈些粗浅的认识。
二、碳纤维复合材料的使用特性碳纤维复合材料作为一种新型的建筑施工材料，物理力学性能非常显著，使用范围也非常广，尤其是应用到土木工程施工建设领域，对增强和修复混凝土拌合物的坚固程度，具有独特的补强效果，使得土木工程的建筑结构质量得到了很好的保障。
但是当前这种碳纤维材料的研发生产技术在国内仍然不是很先进，所以一般使用的仍然是国外结构的碳纤维片材料，比如单双向织布和单向片等在工程施工中就经常能够见到。
目前普遍应用在土木工程施工建设中的是碳纤维增强塑料这种复合材料，这种材料对于制作工艺和力学效果要求非常高，同时在现场施工与使用年限上也有严格的质量规范标准。
不过这种复合材料自身重量不是很大、坚固程度特别好，相对于普通的钢结构施工材料，其施工强度要高过几十倍，弹性模量要好很多，抗腐蚀的程度和使用持久性也非常高，所以在物理力学效果方面具有很独特的功能，能够有效地改善土木工程建筑施工的坚固程度，保证施工质量。
三、土木工程中碳纤维复合材料应用的实际情况1.外国应用碳纤维材料的实际情况当前在土木工程项目施工建设中应用这种碳纤维复合材料，主要是添加到混凝土拌合物里，生成一种新的带有碳纤维成分的施工材料，增加建筑结构的施工强度。
谈碳纤维复合材料在土木建筑中的应用
谈碳纤维复合材料在土木建筑中的应用摘要：碳纤维复合材料主要是指：碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，在土木建筑工程施工中，起到了非常重要的作用和意义。
因此，本文对碳纤维复合材料在土木建筑中应用的相关内容，进行了简要的分析和阐述，希望建筑工程施工质量的提升，给予一定的帮助。
关键词：碳纤维复合材料；土木建筑；应用土木建筑工程是我国经济发展的重点行业，在土木建筑工程施工的过程中，所含有的施工材料有很多，碳纤维复合材料就是其中非常重要的一项内容。
其实，碳纤维复合材料在土木建筑工程应用的过程中，主要包括有：碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维等方面，并且具有耐腐蚀、耐紫外线、轻质、高强和非磁性等方面优势。
并且，碳纤维复合材料在不断应用的过程中，逐渐代替了传统土木建筑工程施工材料，为其行业的发展，提供了一个的发展方向。
一、碳纤维复合材料在土木建筑工程中的优势碳纤维复合材料在土木建筑工程应用的过程中，只有对其优势有着一定程度上的了解，这样才能保证碳纤维复合材料在土木建筑应用的效果，提升了土木建筑工程施工的质量，其优势为：（1）纤维复合材料作为属于土木建筑工程结构材料的一种，主要是由基本材料和增强材料组分材料的组合，这样可以保持原组分材料的某些的优势，并且对新的优势也可以良好的展现出来。
另外，碳纤维复合材料在土木建筑工程应用的过程中，应当根据土木建筑工程结构施工的需求，选择适当的施工材料，以此满足土木建筑工程施工的需求。
（2）碳纤维复合材料在土木建筑工程应用的过程中，碳纤维复合材料的强度和硬度要相对较高一些，例如：碳纤维T300/环氧树脂5208的比强度与铝材料相比，要高出6. 3倍、与钢材料相比，要高出的5倍，比刚度为铝材的4. 16倍。
因此，在碳纤维复合材料在土木建筑工程应用的过程中，可以有效的提升土木建筑工程结构的稳定、安全等性能的发生。
（3）在土木建筑工程施工的过程中，若是选择利用一般的金属施工材料，其疲劳强度为拉深度的40%-50%。
浅析碳纤维复合材料(CFRP)在土木工程加固中的应用
的结构构件 ，碳纤维材料非常适合作为钢筋的替代材料 。
３ ３耐疲劳性能好 碳纤维的耐疲劳性能好 ， 一般金属的疲劳强度 为抗拉 强 度 的 ４ ％￣５ ％，碳纤维 的疲劳强度 可达到其抗 拉强度 的 ０ ０
７％ ～８ ％ 。 ０ ０
３ １ 抗 拉 强 度 高 ．
形碳 纤 维 箍 （ 密 区 问距 ３ ０ 加 ０ ｍｍ，非 加 密 区 间矩 ４ ０ ０ｍｍ） ，
纤维片材加 固修复混凝土 结构技术规程 》 Ｃ Ｃ ４ ：０ ３ ， （ Ｅ Ｓ１６２ ０ ） 为这项技术在我 国的应用和发展提供了一定的标准和依据【。 １ ］
３ 碳纤 维 复合材 料 （Ｆ Ｐ Ｃ Ｒ ）加 固结构 的优越 性
中国西部科技
２１ ０ ２年 ０ ４月第 １ １卷第 ０ ４期总第 ２３期 ７
浅 析 碳 纤 维 复合 材 料 （ Ｆ Ｐ Ｃ Ｒ ）在 土 木 工 程 加 固 中的应 用
刘 益 赵 金
（． 台国 建筑加 固 限公 司 ，山东 烟台 ２４ ０；２ １ 烟 泰 有 ６００ ． 烟台信 永建￣＿程造价 咨询有 限公 司，山 东 烟 台 ２４０ ） Ｌｒ － ６０６
性和抗疲劳性不好等 问题，尤其是处于侵蚀性和暴露环境下
的混凝土结构受损更加严重。每年用于结构维修和加固的资 金巨大。因此 ，开发新型材 料用以提 高结构性能成为土木工 程领 域的一个趋势。近年来碳纤维复合材料 Ｃ Ｒ （ ａｂ ｎ Ｆ Ｐ Ｃ ｒｏ
ＦｂｒＲ ｉｆｒｅ ｏｙ ｒ 大 量地 应 用 到 结 构 加 固 领 域 中 ， ｉｅ ｅ ｏｃｄＰ ｌｍｅ） ｎ 已 成 为 土 木 工程 的 研 究 热 点 。
摘 要 ：碳纤维复合材料 （ Ｆ Ｐ）作为一种新型材料 ，有 着优 良的物 理力学性能，近年来在 土木 工程 加 固中的应 用越 来越 ＣＲ
碳纤维复合材料CFRP在土木工程中的应用综述
(C ent ral Sou th U niversit y of F o res try and T echnology, C hang sh a 41004, Hu nan , Ch ina)
Abstra ct: A s a new m at erial, CF R P has an excellent m echanica l p rop ert ies and phy sical p roper ties, w hich w as app lied and researched
27
根据原料和制造方法的不同 , CFR P 分为 PAN 系C FR P 和沥青系 CFR P 两大类. 目前在工程中应用的CFR P 是 由多股连续纤维与树脂胶合后经过挤压和拉拔成型得到的 .
表 1 1996 ～ 2002 年世界高性能碳纤维的生产能力[22]
Ta ble 1 The Ca pa c ity Pr oduct ion of h igh perf orm an ce of CFR P f rom 1996 to 2002 分类 制造商 东丽 ( TORA Y ) 其中东丽日本 东丽法国 东丽美国 东邦 ( TO HO ) 其中东邦日本 东邦德国 三菱 (M R C) 其中三菱日本 三菱美国
1 碳纤维复合材料 (CFR P ) 的发展历程
纤维增强聚合物复合材料FR P ( F iber R e inforced Po lym er ) 问世于 20 世纪 40 年代. C FR P 最开始由美国制 造 . 1950 年, 美国空军基地在2 000 ℃高温下牵引人造丝得到CFR P [ 30]. 1959 年美国联合碳化公司以粘胶纤维为 原丝制成纤维素基 CFR P ; 1962 年 , 日本碳素公司实现低模量聚丙烯腈基 CFR P 的工业化生产; 1963 年英国航 空材料研究所开发出高模量聚丙烯腈基 CFR P ; 1965 年日本群马大学试制造出沥青或木质素为原料的通用型 CFR P; 1969 年 , 日本大谷杉郎从特殊的共聚 PAN 中生产出高强、 高弹模的 CFR P ( 芳香族聚酰胺纤维 ) ; 1970 年, 日本吴羽化学公司实现沥青基纤维的工业规模生产; 1972 年, 美国杜邦公司生产出密度为 1. 2～ 1. 5 t�m 3 强度达 3 000M Pa 的A ram id ( 阿拉米德) CFR P; 1980 年美国金刚砂公司研制出酚醛纤维为原丝的活性碳纤维 并投放市场; 1996 年全世界碳纤维总生产量已达 17 000 t, 其中聚丙烯腈基纤维占 85% , 其余是沥青基纤维 . 2002 年世界聚丙烯腈基碳纤维的生产能力约为 3. 1 万 t, 其中 75% 是小丝束碳纤维 , 25% 是大丝束碳纤维 . 1996 ～ 2000 年世界高性能碳纤维的生产能力详见表 1. 碳纤维材料主要由日本生产, 美国其次. 其他国家产量很少.
碳纤维在土木工程中的应用
碳纤维在土木工程中的应用新闻来源:中国玻璃钢综合信息网日期: 2005-10-11邵劲松，刘伟庆（南京工业大学土木工程学院，南京210009）1 前言常用土木工程材料有水泥、砂石、钢材、木材、砖等，其中混凝土与钢筋的结合被认为是应用最广泛的结构材料。
但随着结构服役时间的增长，越来越多的问题暴露出来，其中具有代表性的是20世纪80年代出现的“混凝土危机”所反映的混凝土耐久性问题。
钢结构的应用也具有一定的比例，它克服了混凝土结构自身笨重的弱点，但在使用中出现了高温下易屈服和地震中脆断的问题，其中有代表性的是美国“9.11”事件和日本的阪神地震。
20世纪材料科学得到了长足的发展，纤维复合材料被应用于土木工程，其中应用最广的是玻璃钢。
这类材料的应用使得土木工程的结构形式灵活、功能多样，但玻璃钢的模量较低，限制了其作为结构材料在土木工程中的推广应用。
碳纤维的比强度和比模量高，分别为钢材的10倍和5倍以上；同时它还具有优异的导电、抗磁化、耐高温和耐化学侵蚀的性能，被认为是综合性能最好的先进材料，因此它在各个领域中的应用推广非常迅速。
碳纤维的应用形式灵活多样，①既可利用其长纤维作为结构材料，又可利用其短纤维作为功能材料；②基体既可是树脂又可以是水泥；③其与基体组成的复合材料既可置于构件的外表又可置于构件的内部；④既可单独使用又可以与其它纤维混合使用；⑤其复合材料是各向异性材料，因而可以变化各个方向的性能，尤其是可以设计成膨胀系数为零的材料。
碳纤维在土木工程中的许多方面都可以发挥其优势性能。
2 碳纤维在土土工程中应用现状目前碳纤维主要以结构材料和功能材料两种形式应用于土木工程，其中作为结构材料的应用最多。
2．1 碳纤维作为结构材料的应用（1）碳纤维筋。
它是由多股连续纤维长丝，浸渍树脂基材料，经专用涂层敷设机制成线性预坯料，然后加捻合股制成坯强，经特制的模具拉挤成型的复合材料。
碳纤维筋的加工属于连续加工工艺，机械化程度较高，性能稳定。
碳纤维增强复合材料在土木建筑中的应用
碳纤维增强复合材料在土木建筑中的应用碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石黒材料。
碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。
它是一种高强轻质的髙性能材料•可以制戚任意形状运用于工程中曹碳纤维成品在土木工程中的应用主要有纤维布、纤维板.棒材•短纤维零•当前的加固工程中最常用的材料是碳纤维布和碳纤维复合板,碳纤维布是选用优质碳纤维（聚丙烯睛基PAN基）原料加工而成琵抗拉强度很高，是普通建筑用钢板材强度的十几倍.V 1碳纤维在我国的发展及应用我国碳纤维复合材料的研制始于20世纪70年代中期，经丈40年的发展,已取得了很大进展琏飞机制造及航天工业得到】广泛应用。
而后体育休闲用品等领域对碳纤维的需求迅速增长新兴的市场有增强塑料r压力容器.建;另夕在核电、油田钻探、医疗器械、汽车构件、建筑补强材料等方面眉纤维也具有宽阔的应用空间d1.2碳纤维的分类碳纤维根据基础原料不同可以分为三类;1）以聚丙烯睛（PAN）为原料高温碳化形成的碳纤维为PAI基碳纤维。
2）以沥青为原料高温碳化形成的碳纤维为沥青基碳纤维。
3）以粘胶纤维原料高温碳化形成的碳纤维为粘胶基碳纤维c使用碳纤维材料加固结构的主要目的，是提高建筑工程承载能力或改善其功能。
目前，建筑工程中广泛使用的碳纤维及其复合材料产品具有多种形式，常用的碳纤维及其复合材料产品主要有碳纤维布、碳纤维板、碳纤维条带、碳纤维网格等，如图1所示。
在使用碳纤维材料加固结构的过程中，可以根据加固部位不同、加固方式不同或需要的能力不同分别选用，例如当需要提高承载力或加固结构构件形状复杂时，可以选择高强度的碳纤维布；当需要提高刚度时则尽量选择碳纤维板，采用嵌入式加固方法时，可以选用碳纤维板或碳纤维条带；而对于平板或柱加固时，则最好选择柔性格栅材。
新建工程中则主要使用碳纤维筋、碳纤维索、碳纤维型材以及衍生出的碳纤维复合材料构件和结构等，如图2 所示。
其中，碳纤维筋主要用于混凝土结构中替代钢筋，在腐蚀环境下可以减少因钢筋锈蚀所产生的结构损伤或破坏，提高结构寿命。
土木工程中碳纤维复合材料的运用研究分析
土木工程中碳纤维复合材料的运用研究分析 1讨论现状1.1碳纤维概念及成分碳纤维复合材料(CFRP)是纤维增加复合材料的一种，在具有纤维增加复合材料特性的根底下还有自己带的特征，目前讨论理论说明，碳纤维的外在特征随着含碳量随种类不同而存在肯定差异，但是作为碳纤维复合材料，除了具有本身的特点之外，一般具有耐高温、导电、导热、耐腐蚀等，但碳纤维复合材料与一般碳素材料不同的是，碳纤维复合材料形状有显著的各向异性，可依据工程需要加工成各种织物材料，满意工程需要，而且织物表现出很高的强度。
土木工程方面碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重轻，抗拉强度大，讨论认为抗拉强度是钢的7-9倍，因此碳纤维复合材料(CFRP)是土木工程中能供应特别帮忙的高效建材之一。
1.2国内外讨论现状国外对碳纤维复合材料的讨论起步比拟早。
结合讨论需要成认了相应的碳纤维复合材料讨论协会，制订了相应的测量标准、实施标准、检测标准、施工规程等，制订了讨论进展方向，加大经碳纤维复合材料再实际中的应用讨论，经过多年的讨论，目前国外兴旺国家已经有较为成熟的碳纤维复合材料理论、讨论体系和讨论成果，并且通过试验性应用获得了第一手资料，通过大量试验已经有了肯定的应用实例。
目前由于碳纤维复合材料特有的可依据工程需要加工成各种织物材料，满意工程需要，而且织物表现出很高的强度的特点，因此碳纤维复合材料大量应用在房屋建筑工程的加固工程中、桥梁工程等的加固、修理和保养下。
从讨论现状来看，我国对碳纤维复合材料的讨论起步比拟晚，缺少系统化、外乡化的讨论体系，主要理论和讨论标准、方法借鉴先进国家的讨论成果，缺少实际使用阅历的搜集和整理，施工标准下过于依靠国外成熟阅历，缺少外乡化的实践阅历和讨论体系，讨论方向主要集中碳纤维增加聚合物片材加固和修复钢筋混凝土构造，而且应用也比拟成熟。
例如采纳碳纤维增加聚合物片材对下海财经大学24 m跨度的木构造进展加固，采纳碳纤维布对天安门城楼下的大型木柱进展加固等等。
土木工程新型材料
土木工程新型材料
土木工程是一门古老而又不断创新的学科，随着社会的发展和科技的进步，新
型材料在土木工程中的应用也越来越广泛。
本文将介绍几种在土木工程中常见的新型材料，它们的特点和应用领域。
首先，玻璃纤维增强塑料是一种轻质、高强度的新型材料，它由玻璃纤维和树
脂组成。
这种材料具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，广泛应用于桥梁、隧道和建筑结构的加固和修复中。
由于其重量轻、施工方便，因此在土木工程中得到了广泛的应用。
其次，碳纤维是一种高强度、高模量的新型材料，它具有优异的耐腐蚀性和疲
劳性能。
在土木工程中，碳纤维通常用于加固混凝土结构，提高结构的承载能力和抗震性能。
此外，碳纤维还可以用于制作桥梁、隧道和建筑结构的预制构件，以提高结构的整体质量和使用寿命。
另外，高性能混凝土是一种新型材料，它具有优异的抗压强度和耐久性，广泛
应用于桥梁、隧道和建筑结构中。
高性能混凝土可以大幅减少结构的体积和重量，同时提高结构的抗震性能和耐久性，因此在土木工程中备受青睐。
此外，聚合物改性沥青是一种新型材料，它具有良好的粘结性和耐久性，广泛
应用于道路和机场的铺设中。
聚合物改性沥青可以提高路面的抗裂性和抗滑性，延长路面的使用寿命，同时减少了对原材料的需求，具有良好的经济效益和环保效益。
综上所述，新型材料在土木工程中的应用具有重要意义，它们可以提高结构的
承载能力和抗震性能，延长结构的使用寿命，减少对原材料的需求，具有良好的经济效益和环保效益。
随着科技的不断进步，相信新型材料在土木工程中的应用前景将会更加广阔。
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浅谈碳纤维材料在土木工程中的应用
摘要：碳纤维复合材料（cfrp）作为一种新型材料，有着优良的物理特力学性能。
近年来在土木工程中的应用越来越广泛。
综述了cfrp的发展历程及主要研究成果。
关键词：碳纤维材料特性土木工程
1、碳纤维复合材料（cfrp）的发展历程
纤维增强聚合物复合材料frp（fiber reinforced polymer）问世于20世纪40年代。
cfrp最开始由美国制造。
1950年，美国空军基地在2 000℃高温下牵引人造丝得到cfrp。
1959年美国联合碳化公司以粘胶纤维为原丝制成纤维素基cfrp；1962年，日本碳素公司实现低模量聚丙烯腈基cfrp的工业化生产；1963年英国航空材料研究所开发出高模量聚丙烯腈基cfrp；1965年日本群马大学试制造出沥青或木质素为原料的通用型cfrp； 1969年，日本大谷杉郎从特殊的共聚pan中生产出高强、高弹模的芳香族聚酰胺纤维；1970年，日本吴羽化学公司实现沥青基纤维的工业规模生产；1972年，美国杜邦公司生产出密度1.2～1.5 t/m3强度达3 000 mpa的aramid（阿拉米德） cfrp；1980年美国金刚砂公司研制出酚醛纤维为原丝的活性碳纤维并投放市场；1996年全世界碳纤维总生产量已达17 000 t，其中聚丙烯腈基纤维占85%，其余是沥青基纤维。
2002年世界聚丙烯腈基碳纤维的生产能力约为3.1万t，其中75%是小丝束碳纤维，25%是大丝束碳纤维。
碳纤维材料主要由日本生产，美国其次.其他国家产量很少。
2、碳纤维在土木工程中的应用研究现状
2.1 国外的应用研究状况
cfrp材料首先应用于航天工业，这项技术在20世纪70年代已趋于成熟。
在土木工程中的应用始于20世纪60年代的美国。
但当时试验结果不理想，而且价格很高，所以在其后的二十多年里，frp 材料在土木领域的研究与应用没有得到很大的发展。
在土木工程中的应用研究直到80年代初才开始重视，但相关的研究主要集中在欧美、日本和澳大利亚等国。
应用范围多集中于桥梁、海工构筑物、非磁性建筑等工程，其中桥梁方面应用较多。
1991年7月，瑞士联邦材料测试研究所首次在总长228 m的多跨连续箱型梁桥（ibach桥）进行了碳纤维加固试验并获得了成功。
20世纪90年代国际上对碳纤维材料在土木工程中的应用进行了广泛和系统的研究，尤其在桥梁、隧道和房建加固工程中首先得到了广泛应用.有些发达国家已编写了相关的设计，施工规程，指南和手册。
1997年英国至少在30座桥梁和结构物中采用cfrp加固和修补技术。
美国和加拿大的盐害较严重，约有60万座桥梁受害，需要加固和修复。
美国混凝土协会（aci）已经成立了专门委员会（aci440），在美国很多机构开始cfrp的应用研究；加拿大也已经建立了相关的研究开发基地，并且编制cfrp的规程。
日本在土木工程中应用cfrp已经有20多年的历史。
2.2 国内的应用研究状况
我国对土木结构方面的cfrp研究起步比较晚，在1996年前后才
开始[28].目前的研究主要集中在cfrp片材加固和修复混凝土结构。
最初只有国家工业建筑诊断与工程技术研究中心进行相关研究，后来清华大学、同济大学、湖南大学、哈尔滨工业大学等十余所高校相继开始，并在在板梁柱的模型实验和加固与修复方面取得实质性成果。
直到1998年才有少量的工程开始应用。
2000年 6月召开了“首届frp混凝土结构学术交流会”。
我国已编制并颁布了《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》，《结构加固修复用碳纤维片材产品标准》和《结构加固修复用粘贴树脂产品标准》。
frp国家规范正在编制中。
近年来，frp的应用研究发展很快，我国已有部分企业开始生产gfrp和cffp筋。
在修复和加固混凝土结构方面，理论上已经比较成熟，技术上也日趋完善。
3、碳纤维作为结构材料的应用
（1）碳纤维筋。
它是由多股连续纤维长丝，浸渍树脂基材料，经专用涂层敷设机制成线性预坯料，然后加捻合股制成坯绳，经特制的模具拉挤成型的复合材料。
碳纤维筋的加工属于连续加工工艺，机械化程度较高，性能稳定。
碳纤维筋的强度比低碳钢高约90%，而重量仅为后者的1/5左右；碳纤维与混凝土的附着强度高达
713mpa，高于钢绞线与混凝土2197mpa的附着强度；碳纤维筋具有良好的拉伸疲劳性能及耐腐蚀、抗冲击、柔性高和易于操作的性能，因此在桥梁、码头等易受腐蚀的结构中应用较多。
碳纤维筋在80
年代末开始应用于土木工程，目前在美国已经商品化。
我国在这方
面的研究较晚，但研究速度较快，已经做了大量试验，并正在制定相关的规范和标准。
1996年美国建成了世界上第一座复合材料棒材增强混凝土桥。
如泰勒大桥及dintelhaven大桥等都采用了碳纤维筋，或是用于增强混凝土，或是用作预应力筋、预应力拉索等，使用至今效果很好。
（2）碳纤维增强水泥（cfrc）。
在水泥及其制品中掺和一定量高性能碳纤维和高效外加剂，以有效控制水泥及其制品塑性收缩及早期裂纹，提高水泥及其制品的密实性，增加水泥及其制品后期强度。
碳纤维增强砂浆和混凝土是研究的主要方向。
增强水泥用碳纤维主要是短切碳纤维。
按水泥制品的用途不同，同样可以将其分为结构材料和功能材料两类：①作为结构材料，碳纤维提高了水泥制品的抗拉、抗弯和抗冲击强度，改善了水泥制品的韧性及抗震性能，减缓了水泥制品损伤的发展，主要用于结构中的节点部位、桩的两端及大体积混凝土；②作为功能材料，碳纤维提高了混凝土的抗裂、防渗、耐温差、耐磨等性能，可用于恶劣环境下的防水及防腐蚀层。
另外，碳纤维还可使水泥制品具有导电、防磁功能，制作成电磁屏蔽板及防静电地板等各种水泥纤维板。
碳纤维增强水泥的研究始于20世纪80年代初，应用于80年代末。
由于玻璃纤维和合成纤维的价格便宜，纤维增强水泥制品中碳纤维应用得还不多。
广州新中国大厦、张家口煤气管道沟和国家黄金局地下金库工程的地下室底板大体积混凝土采用碳纤维混凝土，抗裂性取得了很好的效果。
（3）碳纤维增强木材。
用碳纤维包裹木材或将碳纤维片材铺设
于木材的某个侧面或中间而形成的一种新型结构材料。
无论是普通木材还是胶合木材都可以使用碳纤维进行增强。
这种复合结构的形式灵活，并可以做成梁、板、柱等各种构件。
利用速生木材和回收的木材重新加工，大幅度提高木材的结构性能，从而节约森林资源。
碳纤维的加入使木材的抗拉强度、防腐防火等性能大为提高，使其应用领域更为广泛。
碳纤维增强木材的研究始于20世纪90年代，由于木结构的抗拉强度较低，限制了其使用跨度和应用范围。
美国、日本、澳大利亚等国家在这方面进行了大量的研究和应用。
英国皇家研究中心（rae）用cfrp增强木材，使极限负荷增加267%。
这种增强木材重量轻、能承受较大的负荷，可用于高级礼堂和体育馆的屋顶，增强木材所制成的框架比一般木材轻20%左右。
4、展望
碳纤维在土木工程应用的最大障碍是它的价格，因此如何降低碳纤维的成本，增大碳纤维的使用数量是急需解决的关键课题，这主要涉及到原材料和生产技术两个方面。
碳纤维突出优点是它的比强度和比模量都很高，将其制成轻质高强的结构形式是未来发展的主要方向。
碳纤维的综合性能优异，使其同时作为结构材料和功能材料的应用研究也相当重要，它可以解决许多场合其它材料无法解决的问题。
参考文献：
[1]贺福，王茂章.碳纤维及其复合材料[m].北京：科学出版社，1997.
[2] steigerr. fiber reinforced plastics in timber structures[a]. swiss
federal laboratories for materials testing and research report[c]，empa， 2002.。