环保纤维增强水泥基复合材料
纤维增强复合材料建设工程应用技术
纤维增强复合材料建设工程应用技术在建设工程领域中，纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，简称FRP）正逐渐成为一种备受关注的新型材料。
该材料以其轻质、高强度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于桥梁、建筑、隧道等工程领域。
本文通过对纤维增强复合材料在建设工程中的应用技术深度和广度的全面评估，旨在为读者提供一份有价值的参考，并让读者更全面、深刻地理解这一主题。
1. 纤维增强复合材料的定义和特点纤维增强复合材料是由纤维和基体材料组成的一种新型结构材料，其特点是具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点。
在建设工程中，纤维增强复合材料可用于加固、修复、新建等多个领域，对于提高工程结构的可靠性和安全性起到了重要作用。
2. 纤维增强复合材料在桥梁工程中的应用技术在桥梁工程中，纤维增强复合材料可以用于加固老桥、修复桥梁裂缝和损伤部位、新建桥梁等多个方面。
通过使用纤维增强复合材料，可以降低桥梁自重、提高桥梁的承载能力和耐久性，从而延长桥梁的使用寿命，减少维护成本。
3. 纤维增强复合材料在建筑工程中的应用技术在建筑工程中，纤维增强复合材料可以用于加固和修复混凝土结构、新建建筑等多个方面。
利用纤维增强复合材料进行建筑结构加固和修复，可以提高结构的抗震性能和抗风性能，确保建筑结构的安全可靠。
4. 纤维增强复合材料在隧道工程中的应用技术在隧道工程中，纤维增强复合材料可以用于隧道衬砌加固、隧道开挖支护和衬砌等多个方面。
通过使用纤维增强复合材料，可以提高隧道结构的承载能力、减轻结构自重，同时具有良好的耐腐蚀性能，提高隧道结构的使用寿命。
总结回顾纤维增强复合材料作为一种新型材料，在建设工程中的应用技术越来越受到关注。
它不仅可以用于桥梁、建筑、隧道等工程的加固、修复和新建，还可以提高工程结构的安全可靠性，降低维护成本。
通过本文的全面评估，我们可以更深入地了解纤维增强复合材料在建设工程中的广泛应用，并对其技术特点有更为全面、深刻的理解。
纤维增强水泥基复合材料应用技术规程
纤维增强水泥基复合材料应用技术规程一、前言纤维增强水泥基复合材料是近年来发展起来的一种新型材料，其具有较好的机械性能、耐久性能和抗裂性能等优点，广泛应用于建筑、桥梁、隧道、地下工程等领域。
为了规范纤维增强水泥基复合材料的应用，提高其应用效果和安全性，本文将从材料的选择、配合比的设计、施工工艺等方面进行详细阐述。
二、材料选择1.水泥水泥是纤维增强水泥基复合材料的基础材料，其品种应根据工程的具体要求选择。
一般来说，普通硅酸盐水泥或硬磨石水泥都可以作为纤维增强水泥基复合材料的水泥基料。
2.纤维纤维是纤维增强水泥基复合材料中的增强材料，其种类繁多，应根据工程要求和使用环境选择。
常用的纤维有玻璃纤维、碳纤维、聚丙烯纤维等。
3.骨料骨料是纤维增强水泥基复合材料中的骨架材料，其品种也应根据工程要求选择。
一般来说，常规的碎石、碎砖等都可以作为骨料，但要注意骨料的品质和粒径。
4.掺合料掺合料是纤维增强水泥基复合材料中的辅助材料，其种类也很多。
常用的掺合料有矿渣粉、石灰石粉、煤灰等。
三、配合比设计1.水泥用量水泥用量应根据工程要求和强度等级来确定。
一般来说，水泥用量在400kg/m³左右比较合适。
2.纤维用量纤维用量应根据工程要求和纤维种类来确定。
在大多数情况下，纤维用量在1.5%~2.5%之间比较合适。
3.骨料用量骨料用量应根据工程要求和骨料种类来确定。
在大多数情况下，骨料用量在1000kg/m³左右比较合适。
4.掺合料用量掺合料用量应根据工程要求和掺合料种类来确定。
在大多数情况下，掺合料用量在20%~30%之间比较合适。
四、施工工艺1.基层处理在进行纤维增强水泥基复合材料的施工前，必须对基层进行处理。
基层处理应包括清理、打磨、喷水等步骤，以保证基层的平整度和粗糙度。
2.混合料的配制混合料的配制应在专门的搅拌机中进行，严格按照配合比进行配制。
在配制过程中，应注意控制搅拌时间和搅拌速度，以确保混合料的均匀性和稳定性。
ECC混凝土（纤维水泥基复合材料）介绍
ECC混凝⼟（纤维⽔泥基复合材料）介绍什么是ECC？⼯程⽤⽔泥基增强复合材料（Engineered Cementitious Composite），简称为ECC，它是纤维增强⽔泥基复合材料，具有⾼延展性和严格的裂缝宽度控制。
为何选择ECC？传统的混凝⼟⼏乎是不可弯曲的，具有⾼度脆性和刚性，应变能⼒仅0.1％，ECC的应变⼒超过3％，因此更像是韧性⾦属，⽽不像脆性玻璃。
ECC的组成可弯曲混凝⼟由传统混凝⼟的所有成分减去粗⾻料组成，并掺⼊聚⼄烯醇纤维。
它含有⽔泥，沙⼦，⽔，纤维和外加剂。
聚⼄烯醇纤维覆盖着涂层，可防⽌纤维破裂，因此ECC⽐普通混凝⼟变形性能更强。
⼯作机制每当载荷增加超过其极限值时，PVA纤维与混凝⼟在⽔化过程中形成的强分⼦键可防⽌其开裂。
ECC的不同组分共同抵御载荷。
ECC混凝⼟的优点具有像⾦属⼀样弯曲的能⼒，⽐传统混凝⼟更坚固，更耐⽤，持续时间更长；它具有⾃我修复的特性，可以通过使⽤⼆氧化碳和⾬⽔来⾃我治愈；约⽐普通混凝⼟轻20-40％。
ECC混凝⼟的缺点与传统混凝⼟相⽐，施⼯成本较⾼。
它需要熟练的劳动⼒来建造它。
它需要⼀些特殊类型的材料，在某些地区很难找到。
其质量取决于所⽤材料及其制造条件。
其抗压强度⼩于传统混凝⼟。
ECC的应⽤范围：抗震建筑：采⽤柔性混凝⼟制成的结构可承受更⼤的拉应⼒，不会因地震引起的振动⽽破坏。
在⽇本⼤阪，60层楼⾼的北滨⼤楼，就在建筑核⼼⽤了⼯程胶结复合材料，⽤于抗震。
桥⾯伸缩缝：桥⾯的伸缩缝经常堵塞。
ECC随着温度波动移动⽽实际扩展和收缩。
它消除了热胀冷缩相关的许多常见问桥⾯伸缩缝：题，例如连接处堵塞和裂缝，这导致⽔和除冰盐渗⼊联结处并腐蚀钢筋。
混凝⼟帆布：混凝⼟帆布也可以⽤柔性混凝⼟制成。
混凝⼟帆布⽐普通帆布更坚固耐⽤。
它可以⽤在军事领域。
纤维增强复合材料
纤维增强复合材料
纤维增强复合材料是一种由纤维和基体组成的材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，因此在航空航天、汽车制造、建筑结构等领域得到广泛应用。
本文将对纤维增强复合材料的种类、特点及应用进行介绍。
首先，纤维增强复合材料的种类主要包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料和有机纤维复合材料。
碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、刚度大的特点，被广泛应用于航空航天领域；玻璃纤维复合材料具有价格低廉、绝缘性能好的特点，被广泛应用于建筑结构领域；有机纤维复合材料具有加工性能好、成本低的特点，被广泛应用于汽车制造领域。
其次，纤维增强复合材料的特点主要体现在轻质、高强度、耐腐蚀等方面。
纤维增强复合材料的轻质性能使其在航空航天领域具有重要应用，可以减轻飞机、航天器的重量，提高飞行性能；高强度和刚度使其在建筑结构领域具有重要应用，可以提高结构的承载能力；耐腐蚀性能使其在汽车制造领域具有重要应用，可以提高汽车的使用寿命。
最后，纤维增强复合材料在各个领域都有着广泛的应用。
在航空航天领域，纤维增强复合材料被用于制造飞机、航天器的结构件，提高飞行性能；在汽车制造领域，纤维增强复合材料被用于制造汽车的车身、内饰件，提高汽车的安全性和舒适性；在建筑结构领域，纤维增强复合材料被用于制造桥梁、楼板等结构件，提高结构的承载能力。
综上所述，纤维增强复合材料具有种类多样、特点明显、应用广泛的特点，对于推动工业制造、提高产品性能、改善人们生活具有重要意义。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地了解纤维增强复合材料，促进其在各个领域的应用和发展。
碳纤维增强水泥基复合材料的制备
碳纤维增强水泥基复合材料的制备碳纤维增强水泥基复合材料（CFRP）是一种高强度、高刚度、耐久性好的新型材料，被广泛地应用于建筑、道路、桥梁等工程领域。
本文将对CFRP的制备过程进行介绍。
I. 碳纤维的制备碳纤维是CFRP的主要材料之一。
根据需要，碳纤维可以采用不同的制备方法，如化学气相沉积法、炭化毛毡法等。
其中，化学气相沉积法是目前应用最广泛的制备碳纤维的方法之一。
该方法以石油焦为原料，在高温下进行气相反应，使得碳化物沉积在钨丝或其他适合的表面上，形成了碳纤维。
II. 水泥基材料的制备水泥基材料是CFRP的另一个主要组成部分。
在制备水泥基材料时，需要确定其成分及配比，以保证其性能符合要求。
常用的水泥基材料有Portland水泥、硬化剂、矿物掺合料、增韧剂等。
其中，Portland水泥是一种常用的水泥基材料，具有硬化迅速、强度高、抗渗透等优点。
III. CFRP的制备CFRP制备的基本流程如下：先将碳纤维与水泥基材料进行混合，并加入适量的钢材、木材或其他增强材料，将其混合均匀后，将其加压至所需形状和尺寸，然后进行加热和固化。
加热和固化是CFRP制备的关键步骤之一。
加热和固化的目的是使CFRP材料在一定的压力下得到充分的硬化，从而达到理想的强度和刚度。
IV. CFRP的性能CFRP具有很好的强度和刚度，是一种具有高性能的新型复合材料。
CFRP具有以下特点：1. 高强度和高刚度：CFRP的强度和刚度比钢材高出很多。
2. 耐久性好：由于碳纤维具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，CFRP具有很好的耐久性。
3. 轻质：CFRP具有低密度，重量轻。
4. 断裂韧性好：CFRP具有良好的断裂韧性，具有抗震能力。
V. 应用前景CFRP具有广阔的应用前景，目前已应用于许多工程领域。
例如，CFRP可以制成桥梁、隧道、建筑物等大型工程建筑材料，也可以应用于汽车制造、铁路、电力、环保等领域。
随着技术的不断进步和发展，CFRP的应用前景将会更加广泛。
混凝土中纤维增强复合材料的环保性能研究
混凝土中纤维增强复合材料的环保性能研究摘要：混凝土是建筑工程中常用的一种材料，但是其自身的性能和耐久性受到了很多的限制。
近年来，纤维增强复合材料被广泛应用于混凝土中，以提高混凝土的力学性能和耐久性。
本文主要探讨了纤维增强复合材料在混凝土中的应用，着重研究了其环保性能，包括对环境的影响、可持续性等。
结果表明，纤维增强复合材料在混凝土中的应用可以有效地提高混凝土的力学性能和耐久性，同时也具有较好的环保性能。
关键词：混凝土；纤维增强复合材料；环保性能1. 引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，但是其自身的性能和耐久性受到了很多的限制。
近年来，纤维增强复合材料被广泛应用于混凝土中，以提高混凝土的力学性能和耐久性。
纤维增强复合材料是指将纤维和基体材料组合在一起形成的复合材料，其中纤维通常是高强度的玻璃纤维、碳纤维等，而基体材料通常是聚合物、金属等。
纤维增强复合材料具有轻质、高强度、高刚度、高耐久性等优点，因此在混凝土中的应用也越来越受到重视。
本文主要探讨了纤维增强复合材料在混凝土中的应用，着重研究了其环保性能。
2. 纤维增强复合材料在混凝土中的应用2.1 纤维增强混凝土纤维增强混凝土是指将纤维添加到混凝土中，以提高混凝土的力学性能和耐久性。
纤维通常是高强度的玻璃纤维、碳纤维等，其添加可以使混凝土的抗拉强度和抗裂性能得到显著提高。
同时，纤维还可以增强混凝土的耐久性，如防止混凝土的开裂、抗冻融性能等。
2.2 纤维增强水泥基复合材料纤维增强水泥基复合材料是指将纤维和水泥基材料组合在一起形成的复合材料，其中纤维通常是高强度的玻璃纤维、碳纤维等，而水泥基材料则是一种水泥基的复合材料。
纤维增强水泥基复合材料具有轻质、高强度、高刚度、高耐久性等优点，因此在混凝土中的应用也越来越受到重视。
3. 纤维增强复合材料在混凝土中的环保性能3.1 环境影响纤维增强复合材料在混凝土中的应用会对环境产生一定的影响。
首先，纤维增强复合材料需要一定的能源和资源才能生产，因此其生产过程会对环境产生一定的影响。
用水泥基复合材料加固混凝土梁
M AINTENANCE养护天地本栏目由高远路业集团独家协办近几十年来，用“纤维增强聚合物”（FRP）对混凝土桥梁进行加固以改善其抗弯抗剪性能的做法，已经非常普遍。
对它的加固效果和受力特点已有深入的研究和广泛实践。
而且有很多国家还制定了相关规范。
这种材料的主要优点是重量轻、强度高、抗腐蚀、质地柔软、操作简单；缺点是耐热和抗火灾能力差，玻璃纤维的导热能力差，不宜在低温环境下使用，不宜在潮湿的混凝土表面粘贴。
FRP的基质材料大多为环氧树脂，由于环氧树脂和加固的混凝土在性质上有着很大的差异，尤其是变形性能，会出现不协调现象。
这里提出的改进方案是用水泥基质材料取代环氧树脂，以克服或减轻FRP在加固中的脆性破坏。
水泥基质材料有很好的耐热表现，可用于低温环境，可在潮湿的表面上粘贴。
在工程实践中，这种复合材料有多种称谓：织物增强砂浆、织物增强混凝土、矿物基质复合材料、纤维增强水泥等。
水泥基复合材料的加固效果受很多因素影响。
水泥基质降低了纤维自身的有效强度；纤维增强水泥基质材料的粘结性比FRP差。
水泥基质材料容易出现裂缝。
必须针对不同的纤维类型和布置、水泥基材料的组成来进行试验研究，确定其受力特性和加固效果。
实践证明，用水泥基复合材料加固混凝土构件是非常有效的。
用“纤维增强水泥基质材料”（FRCM）加固混凝土构件时，其应力的传递是个非常复杂的过程，涉及到几个方面：①纤维自身和基质材料的粘接力；②基质材料对纤维材料的浸渍渗透能力；③外层纤维和内层纤维通过基质材料的粘接；④纤维分布的不均匀，个别纤维的破断；⑤纵向纤维和横向纤维的联合作用；⑥水泥基质材料的裂缝；⑦新的水泥基质材料和老的混凝土表面的粘接；⑧老混凝土表面的破坏。
所有这些现象和纤维类型及布置、表面处理精度以及水泥基质材料的组成有关。
对不同类型材料的加固进行抗弯试验，并与传统的环氧树脂基质（FRP）加固进行比较，比较它们的破坏模式，承载能力和开胶后纤维的平均应变。
第4章 纤维增强水泥基复合材料
（2）高温低压蒸汽养护。可缩短水泥复合材料制品的生产周期。 温度为40~100℃，最佳温度65~80℃。有资料报道，蒸汽养护对水 泥制品的耐久性有不利的影响。 （3）高温高压蒸汽养护。温度一般超过100℃（160~210℃），蒸 汽压力在0.6~2MPa。
.
4.4 碳纤维增强水泥基复合材料
.Leabharlann 纤维增韧、抗裂机理：.
.
② 钢纤维
.
钢纤维在水泥基体中分布的均匀性随增大而下降。
①Dmax/lf=1/2时，纤维对混凝土的增强效果最好； ②Dmax/lf>1时，纤维过于集中并填充于粗集料间的砂浆中，难于增强混凝
土的强度，还影响纤维与基体的界面粘结；
③Dmax/lf<1/2时，可使混凝土的增韧效果明显，但因集料过小而难以发挥
油井水泥、大坝水泥
.
快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥
硅酸盐水泥
根据GB 175-2007国家标准
1、硅酸盐水泥的定义为：由硅酸盐水泥熟料、
0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨
细制成的水硬胶凝材料称为硅酸盐水泥。
2、由硅酸盐水泥熟料、6~15%混合材料、适量
石膏磨细制成的水硬胶凝材料称为
普通硅酸盐水泥。
1983年，中国建筑材料研究院在国家科委、国家经委和国 家建材局支持下，研究了含锆抗碱玻璃纤维和低碱水泥，并取得了 成功，其强度半衰期为100年，其耐久性处于国际领先地位。
.
4.3.2 玻璃纤维增强水泥基复合材料的原材料
（1）抗碱玻璃纤维
成分中的氧化锆（ZrO2）在碱液作用下，在纤维表面会转化 成含Zr(OH)4的胶状物，经脱水聚合在玻璃纤维表面形成保护膜， 减缓水泥中Ca(OH)2对玻璃纤维的侵蚀。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
环保纤维增强水泥基复合材料的研究进展李淼林(淮南市安徽理工大学安徽淮南232001)摘要:普通水泥的韧性和抗冲击性都较差，易发生脆性破坏；而环保纤维在提高混凝土结构安全性的同时,具有环保、节能、利废、可降解再生等特性。
本文介绍了环保纤维的分类，分析了环保纤维增强水泥基复合材料的特点，总结了环保纤维在水泥基材料中应用、研究的进展。
关键词：水泥基复合材料；环保纤维；环保；性能1引言随着我国改革开放步伐的加快，人民生活水平日益提高，这就使得人们对自己的居住环境的要求越来越高，对建筑工程的要求日益增强。
水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
但水泥制品的破坏也很严重，这主要是由于水泥制品易受荷载和环境影响产生微裂纹及微裂纹的扩展而造成的。
水泥制品的不密实使水和其它可溶物质的渗透加速了破坏的进程。
改善水泥制品的质量，阻止裂纹的发展变化尤为值得关注。
纤维增强水泥基复合材料是由水泥净浆、砂浆或水泥混凝土作基材，以非连续的短纤维或连续的长纤维作增强材料组合而成的一种复台材料[1]。
纤维在其中起着阻止水泥基体中微裂纹的扩展和跨越裂纹承受拉应力的作用，因而使复合材料的抗拉与抗折强度以及断裂能较未增强的水泥基体有明显的提高。
20世纪60年代中期起，钢纤维增强混凝士在土木工程中获得日益广泛的应用，在研究其增强机理时，人们发现了纤维与混凝土之间的密切关系，纤维增强混凝土的研究蓬勃开展起来。
经过四十多年的发展，钢纤维等增强混凝土的技术已应用得比较成熟，然而钢筋的锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要原因，钢纤维在裂缝处容易发生锈蚀问题，特别是在被污染的地方，已经成为一个很棘手的问题，并且钢纤维的造价也相对昂贵也不利于环保。
近年来，使用价格相对低廉的环保纤维来增强水泥基复合材料的研究和应用愈来愈受到世界各国特别是发展中国家的重视[2]。
未来，纤维增强水泥基复合材料的发展方向之一是实现纤维材料的绿色化，这是保护生态环境、实现建材行业可持续发展的客观要求。
2环保纤维的分类环保纤维是指以天然可再生物质或工业废弃物为原料，生产过程无污染，可自然降解为无污染的能在自然界中再次循环利用的小分子产物的纤维。
其本质特征为：节约资源和能源，减少环境负荷，为人类构造健康、舒适的居住环境，实现人与自然的协调共生。
就目前的研究而言，用于增强水泥基复合材料的环保纤维具体可分为三类:①天然有机纤维：是指天然生长的植物纤维，其种类繁多，具体分类方法亦不尽相同。
②天然矿物纤维：是指以天然矿石为原料，经一定工艺制成的，具有一定强度、特定性能、在自然环境中易于降解的纤维，如连续玄武岩纤维、海泡石纤维等。
③废弃物加工制成的纤维：是指将废弃物回收，经一定工序制得的纤维，如废纸纤维、废轮胎纤维等。
3环保纤维增强水泥基复合材料的增强机理普通水泥基材料具有较高的抗压强度，但抗拉强度低，且在凝结、硬化过程中收缩较大，易产生微裂纹。
环保纤维与水泥基材料进行复合，一方面可以起到增强、增韧和阻裂的作用；另一方面，绿色纤维替代传统的有机纤维和无机纤维，可以减少资源、能源消耗，保护生态环境，提高复合材料的可再生利用效率。
（1）保证或提高水泥基材的抗拉强度。
水泥基材料加入纤维后，可使其抗拉强度有所提高。
在受荷载初期，水泥基体是主要的外力承载体；当基体发生开裂后，横跨于裂缝两端的纤维就成为外力的主要承受者，当纤维体积掺量超过某一临界值，复合材料可继续承受较高的荷载并产生较大的变形，直至纤维被拉断或从基体中拔出，从而提高负荷材料的强度。
（2）限制水泥基材的开裂。
水泥基体由于化学反应及外部环境作用产生自生收缩、塑性收缩与干燥收缩，致使其内部存在着不同尺度、不同形状的孔隙和微裂纹。
在外力作用下，微裂纹处应力集中，引起开裂和裂缝扩展。
然而，一定数量的纤维与水泥基体复合后，纤维以三维乱向均匀分散于水泥基材中，跨过裂缝的纤维会将荷载传递给裂缝的上、下表面，使裂缝处的材料继续承受荷载，应力集中会逐渐减少或消失，从而限制水泥基体裂缝的产生，并且使复合材料的抗渗、抗冻等性能较之基材有显著的提高。
（3）提高水泥基材的变形能力。
纤维增强水泥基复合材料在受弯变形时，即使基材中已出现大量的分散裂缝，仍可继续承受一定的外荷载并具有假延性，从而使复合材料的韧性与抗冲击性得以明显提高。
（4）适应循环经济和建材可持续发展的要求。
天然有机植物纤维可再生，天然矿物纤维可循环利用，因此，环保纤维不仅原料来源广泛，而且生产过程中不产生废弃物，不破坏环境，使用后可分解或被循环利用。
绿色纤维增强水泥基复合材料在满足力学要求前提下，扩大了绿色纤维的使用范围，减少了传统化学纤维的使用量，从而间接节省资源、能源，保护生态环境。
因此，绿色纤维增强水泥基复合材料满足循环经济的三R原则(减量化Reduce、再使用Reuse、再循环Recycle)，适应建材可持续发展的要求，充分体现了环保理念。
4环保纤维增强水泥基复合材料的研究进展4.1植物纤维增强水泥基复合材料天然有机纤维作为水泥基增强材料始于20世纪初期。
1977年，挪威出现了采用流浆法生产出木纤维增强水泥板材；80年代有更多的国家用木浆纤维代替石棉生产木纤维增强水泥材料，工艺趋于成熟；80年代以后，不少发展中国家更热衷于研究和开发用植物纤维做水泥基材的增强材料，如竹纤维、木纤维及椰子壳纤维等[3]。
近年来的研究表明，以剑麻、椰子壳纤维等植物纤维来增强水泥制品的性能，能够有效地抑制水泥制品(尤其是薄板水泥制品)收缩裂缝的发展。
试验发现，体积掺量0.5％的植物纤维限制混凝土收缩干裂的能力与同掺量的聚丙烯纤维相当，两种纤维混凝土的最大裂缝宽度均为素混凝土的1/3，对混凝土的自由收缩和抗压强度没有明显的影响[4]，但是在室内外的使用过程中其强度和韧性均随时间有降低的趋势，这是因为这些天然的纤维在水泥基材中发生了质变，即失去了其早期的刚性而发生脆化。
我国是一个农业大国，农作物秸秆总量巨大，但利用率较低。
因此，近年来对秸秆纤维增强水泥基材料的研究成为新的热点。
农作物秸秆外表面富集糖类物质，并含有一定量的氧化硅，所以农作物秸秆纤维对水泥有明显的阻凝或缓凝作用。
李家和等[5]对水泥基稻草纤维材料性能及结构进行了研究，实验结果表明，稻草纤维经4%NaOH浸泡12h后，纤维表层糖类物质溶出，蜡质层破坏；处理后的纤维与水泥石的粘结强度提高，界面结构稳定；稻草纤维增强水泥基复合材料28d抗压强度提高了100%。
由于植物纤维在水泥的高碱性环境中易变质，因此，如何提高植物纤维的耐久性成为研究的新课题。
徐辉等[6]将植物纤维在聚合物乳液中进行浸渍处理，使纤维表面形成一层聚合物保护层，可有效阻止侵蚀性离子的迁移，植物纤维耐久性从而得到明显提高。
王立久等[7]对稻草纤维增强水泥基泡沫墙体材料进行了研究，实验表明：利用明胶乳液对稻草纤维进行改性处理效果最好，可以避免稻草纤维对水泥凝结的不利影响，有效提高稻草纤维的耐久性。
4.2天然矿物纤维增强水泥基复合材料天然矿物纤维因其优异的力学性能、耐久性能及环境友好性，广泛用于增强水泥基复合材料之中。
相对于其他天然矿物纤维而言，国内外对玄武岩纤维的研究与应用较多。
20世纪50年代，前苏联科学家首先开发出玄武岩纤维；1972年，美国科学家对连续玄武岩纤维做了大量的研究工作。
近年来，美国、韩国、日本、中国等在玄武岩纤维产品开发和应用研究方面都取得了一定进展。
玄武岩纤维以天然玄武岩矿石为原料，破碎后加入熔窑中，经1400～1500℃熔融，拉丝成纤维。
玄武岩纤维内部为玻璃态物质，具有近程有序、远程无序的结构特征，主要由[SiO4]-4四面体、[AlO4]-5四面体通过氧原子连接成连续的链状骨架结构。
所以玄武岩纤维具有纵向的高强度，其拉伸强度是普通钢材10～15倍，是玻璃纤维1.4～1.5倍。
玄武岩纤维除具有优异的力学性能外，还具有高耐腐蚀性及化学稳定性、高热稳定性和声热绝缘特性、与其他基体材料间良好的兼容性等。
玄武岩熔化过程中没有硼和碱金属氧化物排出，因此玄武岩纤维的制造过程中不向大气排放有害气体，对环境无害，无工业垃圾。
另外，玄武岩纤维可自然降解回归自然，是典型的环保纤维。
采用连续玄武岩纤维代替钢筋，可彻底解决钢筋锈蚀的问题；代替石棉可以解决石棉对人体健康的危害；代替玻璃纤维可以解决玻璃纤维耐酸碱性差的问题。
因此，玄武岩纤维在水泥制品及混凝土结构中，具有广阔的应用前景和显著的社会效益。
4.3废弃物加工纤维增强水泥基复合材料目前，利用废弃物加工制成的纤维主要有两种：废纸纤维和废轮胎纤维。
(1)废纸纤维增强水泥基复合材料废纸纤维具有一系列优点：热稳定性好，导热系数和热阻受密度和温度影响较小；可回收利用，废弃后不产生难于降解的生产垃圾，减少环境污染；使用过程中对人体健康无不良影响等。
(2)废轮胎纤维增强水泥基复合材料废旧轮胎作为一类固体废弃物占据了大量的土地资源，同时造成环境污染。
目前，废旧轮胎的综合利用主要集中于：以废旧橡胶作为填料、橡胶粉改性沥青混凝土、橡胶粉或橡胶颗粒代替部分骨料与混凝土复合使用，而对橡胶制成纤维作为增强材与水泥基体复合的研究较少。
2003年,国外首次报道了对废旧轮胎纤维改性混凝土进行的研究，研究表明：橡胶纤维对混凝土的工作性能影响较小；橡胶纤维改性混凝土相对橡胶颗粒改性混凝土具有更高的强度和硬度；橡胶纤维改性混凝土比素混凝土具有更高的韧性。
黄允宝等[8]研究了橡胶纤维对混凝土工作性和力学性能的影响，结果表明：橡胶纤维相对橡胶颗粒对混凝土含气量的影响不大；橡胶纤维可显著降低混凝土的坍落度；橡胶纤维可明显改善混凝土的韧性，在相同应力水平下，橡胶颗粒混凝土的变形明显小于橡胶纤维混凝土的变形。
5结论环保纤维在保证水泥基复合材料力学性能的前提下，能够降低资源、能源消耗，有效利用工、农业废弃物，减少环境污染，是实现建筑材料“绿色化”的有效途径，适应循环经济的要求。
近年来，对环保纤维的研究和应用有了一定的进展，但是天然环保纤维本身性能存在不足，例如植物纤维耐久性不够理想、强度相对较低，矿物纤维生产过程中能耗较大、工艺复杂等，以及环保纤维对水泥基材料性能存在某些不利影响，这些都影响了环保纤维的应用。
今后的研究中，可以通过对天然环保纤维进行改性，或者将不同纤维材料进行复合，来充分发挥环保纤维的优势，在实现纤维增强水泥基材料“高性能化”的同时，实现“绿色化”，推动我国建材行业乃至整个建筑业的可持续发展。
参考文献：[1]沈荣熹，崔琪，李清海.新型纤维增强水泥基复合材料[M].北京：中国建材工业出版社，2004.[2]Romildo D．Toledo Filho，Karen Scrivener，George L．England.Durability of alkali-sensitive sisal and coconut fibres in cement mortar composites[J]．Cement and Concrete Composites，2000(22)：127-143．[3]Rahim Sudin．Narayan Swamy，J Mater Sci[J]．2006(41)：6917-6924．[4]田文玉．植物纤维混凝土的收缩裂缝及耐久性．国外建筑科学，1995(3)：41[5]李家和，王政，祝瑜．水泥稻草纤维材料性能及结构的研究[J]．武汉理工大学学报，2009，31(5)：13-15．[6]徐辉，蔡跃波．天然植物纤维增强水泥基复合材料的耐久性改善措施研究[J]．新型建筑材料，2008，(13)：244-246．[7]王立久，姜欢．轻质水泥基稻草纤维泡沫墙体材料的研究[J]．新型建筑材料，2008，(7)：1-3．[8]黄允宝，万赘．橡胶纤维对混凝土拌合物性能及其力学性能的影响[J]．江苏建筑，2008，(6)：63-65．.。