纤维混凝土是一种新型的复合材料，是当代混凝土改性研究的一个重要领域，近年来，以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维，在混凝土中应用得到了迅速的发展，纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土的共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界的极大关注和青睐，并广泛应用于各工程领域。reactive powder concrete但是，它却存在抗拉强度低、脆性大和易开裂的缺点。
纤维混凝土作为一种新型的复合增强材料在不断发展，形成了以下几种极具优势的新型高性能纤维混凝土材料。
一、分类：
纤维增强混凝土(FRC，Fiber Reinforced Concrete)简称纤维混凝土，它是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体，以金属纤维、无机非金属纤维、合成纤维或天然有机纤维为增强材料组成的复合材料。
通常，纤维是短切、乱向、均匀分布于混凝土基体中。但是有时采用连续的纤维(如单丝、网、布、束等)分布于基体中，称为连续纤维增强混凝土．
为了获得需要的纤维混凝土特性和较低成本，有时将两种或两种以上纤维复合使用，称为混杂(或混合)纤维混凝土。
混合纤维混凝土是指用两种或两种以上不同尺寸或不同品种的纤维，适量掺入混凝土组分材料中，按一定程序经混合搅拌而成整体的混凝土。混合纤维混凝土可分为两种：同一种类（相同品种、质量）但不同尺寸的混合纤维混凝土和不同种类的混合纤维混凝土，如在混凝土中掺入不同尺寸的钢纤维，构成混合钢纤维混凝土。不同种类纤维混凝土又可分为尺寸相同的纤维、尺寸不同的纤维、作用不同的纤维构成的混合纤维混凝土，如其尺寸相近和尺寸不同的钢纤维和合成纤维构成的混合纤维混凝土。
组合纤维混凝土是指用两种或两种以上作用和功能不同的纤维，其中有的纤维掺入主要是为了增强和增韧，有的纤维主要是为了阻裂。  纤维有的与混凝土各组分材料混合搅拌，有的纤维并不与混凝土各组分材料混合搅拌，而是将纤维分布于不同结构层次，将不同功能的纤维组合应用，并与混凝土拌合料结合，构成整体的纤维混凝土，称为组合纤维混凝土。
纤维混凝土以其基体不同，可分为：
    纤维水泥：由纤维与水泥浆或掺有细粉活性材料或填料的水泥浆组成的复合材料，多用于建筑制品，如石棉水泥瓦、石棉水泥板、玻璃纤维水泥墙板等。
    纤维砂浆：在砂浆中掺入纤维，多用于防裂、防渗结构。如聚丙烯纤维抹面砂浆、钢纤维防水砂浆等。
    纤维混凝土，这里是狭义的纤维混凝土，专指基体含有粗骨料的混凝土。依基体混凝土的特征，又可分为纤维轻质混凝土、纤维膨胀混凝土、纤维高强混凝土等等。
    纤维弹性模量是否高于基体混凝土的弹性模量，其增强增韧效果有明显差异，故可分为两类：高弹模纤维增强混凝土和低弹模纤维增强混凝土。
    高弹模纤维有：
    金属纤维：钢纤维、不锈钢纤维、钢棉等；
    无机非金属纤维：石棉、矿棉、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维等；
    高弹模合成纤维：芳纶纤维、高弹模聚乙烯纤维等。
    低弹模纤维有：
天然有机纤维：纤维素纤维、麻纤维、草纤维等；合成纤维：聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、尼龙纤维等。
近年来发展的高性能高含量纤维混凝土主要有：
    渍浆纤维混凝土(SIFCON，Slurry Infiltrated Fiber Concrete)，系将水泥浆或水泥砂浆渗浇到钢纤维堆体中的一种高强度高韧性复合材料。
    活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)采用水泥、超细粉料：硅粉、石英粉及石英细砂(ds<0．5mm)和细短钢纤维、超塑化剂、极低水灰比经蒸压养护制成的一种超高强复合材料。
    纤维增强无宏观缺陷水泥(FRMDFC，Fiber Reinforced Macro．DefectFree Cement)。采用碳化硅纤维或芳纶纤维、水泥、水和水溶性聚合物等制作，复合体内无宏观缺陷。
二、纤维混凝土的组成材料及性能
纤维主要通过物理力学作用改善混凝土内部结构， 并不改变混凝土中各种材料本身的化学性能， 因而不会破坏混凝土的耐久性。
2．1纤维品种及其性能
用于纤维混凝土复合材料的纤维，其阻裂、增强和增韧作用主要取决于纤维本身的力学性能、纤维与基体的粘结性能以及纤维的数量和在基体中的分布情况。这方面的机理将在以后的章节中阐述。
表2—1和表2．2分别给出了这两类纤维的基本参数和性能。
1.纤维的分类纤维可以按照不同的原则进行分类。从工程实用观点考虑，可按纤维的材质、弹性模量以及长度分类，纤维的主要力学性能由于纤维品种的不同，它们的力学性能（包括抗拉强度、弹性模量、断裂延伸率等）不尽相同，甚至其中某些性能指标有较大差异。
一般来说，纤维抗拉强度均比水泥基体的抗拉强度要高出两个数量级，但不同品种纤维的弹性模量值相差很大，有些纤维（如钢纤维与碳纤维）的弹性模量高于水泥基体，而大多数有机纤维（包括很多合成纤维与天然植物纤维）的弹性模量甚至低于水泥基体。纤维与水泥基
体的弹性模量的比值对纤维增强水泥复合材料的力学性能有很大影响，如该比值愈大，则在承受拉伸或弯曲荷载时，纤维所分担的应力份额也愈大。纤维的断裂延伸率一般要比水泥基体高出一个数量级，但若纤维的断裂延伸率过大，则往往使纤维与水泥基体过早脱离，因而未能充分发挥纤维的增强作用。
    低弹性模量的合成纤维在水泥混凝土硬化初期，对基体有明显的约束作用。但硬化后混凝土一旦开裂，如果承受持久的高应力，将产生较大的变形，从而使复合体产生显著伸长或较大的挠度，所以低弹模纤维很难起到微筋材的作用。与此同时，这类纤维的泊松比也较大，在受到拉伸作用时，横截面急剧变小，从而失去与基体的粘结力。近年来出现的膜裂网状聚丙烯纤维则可在一定程度上改善纤维与基体的粘结性能。
    高弹模纤维可以明显改善硬化水泥浆和混凝土的强度和韧性，从而可用于各种半承重的制品，甚至用于承重结构。然而，人们更看重纤维混凝土的裂后性能，因此，增加纤维与基体的粘结性能对高弹性模量纤维也是十分重要的。改善措施有：增大纤维与基体接触的比表面积、在纤维表面和形状上下功夫增大其与基体的咬合力，以及改善拌合和制作工艺等等。
由表中还可以看出各种纤维的抗拉强度和极限伸长率往往是基体的102—103倍，这就意味着
纤维混凝土的裂后变形性能——即韧性的提高是必然的。
2．2基体分类及性能
纤维混凝土的基体可分为水泥浆、水泥砂浆、普通混凝土、高强混凝土和超高强活性粉末混凝土，表2．3列出了基体的主要性能。采用的水泥可分为硅酸盐类水泥和低碱水泥，由于玻璃纤维在碱环境下易受腐蚀，所以低碱水泥基体主要用于玻璃纤维水泥复合材料。
纤维在基体中分布均匀并与基体具有很好的粘结是保证复合材料质量的重要条件，而基体的颗粒尺寸是影响纤维分布状态的重要因素。通常水泥水化前的颗粒直径在10～30bLm之间，砂的粒径在0．1～5mm之间，粗骨料粒径在5～20mm之间，有时为了获得最佳纤维增强效果，粗骨料粒径最大限制到lOmm，并适当降低粗骨料的配合比例。但另一方面，基体的收缩率与水灰比和水泥净浆含量有关，所以也就与粗骨料含量和粒径有关，粗骨料含量低，粒径小则收缩大。当过分降低粗骨料含量和粒径时，由纤维产生的防止收缩裂缝产生的作用可能不足以补偿基体过分收缩的影响，因此需要权衡两种作用来确定粗骨料的粒径与含量。当采用水泥浆作基体时，为了降低收缩率，往往掺入无机惰性填料或活性掺合料，如石英粉、磨细粉煤灰和矿渣等，而磨细粉煤灰和矿渣也有一定活性，对基体后期强度发展也是有利的。
钢纤维增强混凝土，当基体混凝土满足耐久性要求时，钢纤维的锈蚀基本在表面5mm范围内，且不锈胀，故可满足结构耐久性要求。   
合成纤维耐紫外线老化性能低的，如聚丙烯纤维，由于水泥石和骨料的保护，基体内部纤维不产生老化，纤维老化基本在构件表面5mm范围内。细微的老化纤维也不对表面混凝土强度和密实性产生明显影响。
    普通玻璃纤维在碱环境中老化很快，不可用于水泥基复合材料。采用耐碱玻璃纤维和低碱水泥制作的玻璃纤维水泥制品，可满足耐久性要求。
2、性能
(1)在配合比设计和拌合工艺上采取相应措施可使纤维在基体中分散均匀，改善混凝土的不分散性，拌合物具有良好的施工性能。由于拌合物粘聚性增加，可用于某些特殊施工需要，如掺用合成纤维来增强水下等。
    (2)与普通混凝土相比，纤维混凝土的抗拉强度、弯拉强度(又称折断模量、抗弯强度、抗
折强度)、抗剪强度均有提高，尤其是对于高弹模纤维混凝土或高含量纤维混凝土提高的幅度更大。
    (3)纤维在基体中可明显降低早期收缩裂缝，并可降低温度裂缝和长期收缩裂缝。
    (4)纤维混凝土的裂后变形性能明显改善，弯曲韧性(p-A曲线下某一变形前的面积)提高几倍到几十倍，压缩韧性也有一定程度提高，极限应变有所提高。受压破坏时，基体裂而不碎。
    (5)纤维混凝土的收缩变形和徐变变形较基体混凝土有一定程度降低。
    (6)纤维混凝土的抗压疲劳和弯拉疲劳性能，以及抗冲击和抗爆炸性能显著提高。
    (7)高弹模纤维增强混凝土用于钢筋混凝土和预应力混凝土构件，可显著提高构件的抗剪强度、抗冲切强度、局部受压强度和抗扭强度并延缓裂缝出现，降低裂缝宽度，提高构件的裂后刚度，提高构件的延性。
(8)由于纤维可降低混凝土微裂缝和阻止宏观裂缝扩展，故可使其耐磨性、耐空蚀性、耐冲刷
性、抗冻融性和抗渗性有不同程度的提高；使侵蚀介质侵入基体的速率降低，对钢筋混凝土构件中钢筋的防腐蚀有利。
    (9)纤维混凝土中纤维的耐腐蚀和耐老化与纤维品种和基体特性有关。
在碱性环境中不受腐蚀、耐紫外线、耐候性好的纤维，如碳纤维、石棉纤维增强水泥混凝土耐久性好。
(10)某些特殊纤维配制的混凝土，其热学性能、电学性能、耐久性能较普通混凝土也有变化。如石棉水泥板绝热性能、耐久性能优良；碳纤维混凝土导电性能显著提高，并具有一定“压阻效应”；线胀系数为零或负值的碳纤维、芳纶纤维一定程度上可限制变温作用下的基体胀缩，从而降低纤维混凝土的温度裂缝；低熔点合成纤维配制的纤维混凝土在火灾过程中，细微纤维熔化可降低混凝土的爆裂。
3.增强机理
3.1概述
纤维的掺入对混凝土的力学和耐久性能等均有不同程度的影响。综合考虑基材和掺和料的合理配比，包括混凝土基体强度、混杂纤维参数的匹配效应，使之相互取长补短，产生复合效应，从而使混凝土形成结构致密且基本无结构薄弱区域的均匀整体，以优化混凝土性能。本章将详细介绍纤维混凝土阻裂增韧、抗渗性能以及温度影响的国内外研究现状。