高性能混凝土纤维增强的发展历史。

纤维增强的高性能混凝土是在混凝土生产过程中由工程纤维水泥基复合材料制成的。混合纤维可在一定程度上提高混凝土材料的抗拉强度、弯曲强度、剪切强度等抗裂性指标。工程纤维增强水泥基复合材料（以下简称ECC）***早由美国密歇根大学的Victor.C.Li教授提出。在此基础上，国际上还提出了应变硬化水泥基复合材料（以下简称SHCC）。为了制备低成本、高性能的ECC，Li和Kanda将聚乙烯醇（以下简称PVA）用于纤维增强水泥基复合材料，制成聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料。近年来，混合纤维混凝土的研究也是研究人员的热点。

高性能混凝土纤维增强的各种力学性能。

混凝土材料作为土木工程行业应用***广泛的材料，必须满足安全性和耐久性的要求。本文主要分析了高性能纤维混凝土的机械状态与普通混凝土机械状态的比较，阐述了纤维增强高性能混凝土的优点。

1.抗拉性能。目前，拉伸试验是验证ECC性能参数***直接、*****的方法。通过拉伸试验，我们可以直接获得拉伸弹性模量、开裂荷载、初始裂缝宽度、开裂应变、极限应变和***大裂缝宽度。研究发现，不同聚氯乙烯纤维增强混凝土的抗拉强度***终取决于裂缝表面纤维跨越裂缝的***低桥接作用。在混合一定数量的无序纤维的纤维混凝土复合材料中，由于非连续纤维立即分布在混凝土中，在一定程度上，开裂区纤维可以**地发挥桥接作用，防止开裂程度，限制开裂的持续发展，达到增强效果的目的。

2.抗压性能。当单轴受压时，添加纤维增强的高性能混凝土提高了砂浆机体在受压应力作用下的压缩韧性。实验表明，纤维的添加提高了单轴受压棱柱体和立方体的抗压强度。实验研究表明，在混凝土生产过程中，粉煤灰的掺量对其强度有显著影响。

3.延展性。ECC具有超高延展性，这表明与普通混凝土相似的脆性失效的可能性很小。该项目的性能是为事故的发生提供可预测性。实验研究表明，在相同的几何尺寸和荷载条件下，ECC具有***高的强度、***大的延展性和***强的能量吸收和裂缝控制能力。

4.弯曲性能。三点弯曲试验可以很好地描述纤维增强的高性能混凝土构件的性能。大连理工大学徐世朗利用薄板试件和梁试件研究PVA纤维增强水泥基复合材料的弯曲性能。实验研究表明，薄板试件可以在峰值载荷下产生很大的变形，但可以保持试件的完整性。

5.耐久性。高强度混凝土委员会指出，为了评价高延性混凝土的耐久性，应根据渗透性和抗裂性进行评价。抗渗性标准用于评价无裂缝混凝土抵抗外部物质的侵入能力，包括水和气体。抗裂性标准用于评价混凝土抵抗裂缝的发展和可持续发展的能力。现有数据显示，高延性混凝土的抗裂性高于普通钢筋混凝土。高性能纤维在复合材料中的均匀分布形成了一个空间支撑系统，有助于产生二次强化效应。这种分散形式可以抑制混凝土的收缩，吸收开裂释放的能量，减少混凝土早期干燥收缩引起的裂缝，提高其韧性，减少裂缝引起的钢锈蚀。ECC材料具有良好的延展性和抑制裂缝宽度的特点。

高性能混凝土纤维增强的原因理论分析。

纤维混凝土增强理论主要基于复合材料理论和纤维间距理论两种理论。

1.复合材料理论。复合材料理论是将高延性纤维混凝土的性能作为各种单一材料性能的集合，具有各种单一材料的综合性能，从而获得更好的延性等优良性能，从而实现材料性能的质的飞跃。

2.纤维间距理论。该理论从线性弹性断裂力学开始。人们认为，为了提高混凝土材料的强度，必须减少或消除其内部固有的缺陷，韧性取决于混凝土裂缝端的应力集中系数。在混凝土基体中，纤维可以弥补自身的缺陷，减少裂缝源的尺寸和数量，达到提高基体强度的目的。纤维间距越小，裂缝引起的应力集中度越小，从而提高复合材料的强度和韧性。

高性能混凝土纤维增强的类型和特点。

研究纤维混凝土材料包括碳纤维和聚丙烯纤维、钢纤维和聚丙烯纤维、耐碱玻璃纤维和聚乙烯纤维增强混凝土。

实验研究表明，由高模纤维制成的混凝土可以获得单纤维增强混凝土无法达到的强度和韧性等机械性能。但也可能使由不同纤维类型和材料制成的混合纤维高性能混凝土产生两种不同的混合效应。

高性能混凝土纤维增强在工程实践中的应用。

1.以高延性纤维增强的混凝土材料为主要结构材料，以提高结构的抗震性能。

2.用高延性纤维混凝土防治桥头跳车。

3.作为油气管道的保护层。