摘　要：為了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺點，在混凝土中摻加纖維以改善混凝土性能的研究，發展得相當迅速。目前研究較多的有鋼纖維、耐堿玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維或尼龍合成纖維混凝土等。就纖維混凝土的分類及相關特性展開研究，簡要的介紹了纖維混凝土這種新型的土木工程材料。

關鍵詞：纖維；混凝土；特性

1 　纖維混凝土發展歷史

     近代關于纖維混凝土的理論研究開始于1910 年，由美國的Porter 首創。1911 年美國的Graham 正式將鋼纖維摻合到混凝土中，并初步驗證了它的優越性。1940 年前后，美、英、法、德等國先后取得了一些相關專利。在第二次世界大戰期間，為了戰爭的需要，日本曾把它用于抗爆結構。1963 年，美國學者Romuldi 從理論上闡明了鋼纖維的增強作用和機理，從而為鋼纖維混凝土的進一步研究、開發奠定了理論基礎，使它從小規模探索實驗階段躍進到大面積開發的新階段。美國在1990 年和1991 年舉行了纖維增強混凝土的專題報告會，正式拉開了纖維增強混凝土研究與應用的序幕；1995 年韓國舉行了纖維增強水泥混凝土的專題報告會，1996 年在中國北京舉行了第三屆國際水泥混凝土報告會，表明纖維增強混凝土的研究與應用已經國際化。著名的化學公司如杜邦公司、3M 公司、日本帝人公司等都開發出了多種水泥增強用纖維品種，并已經在高速公路、橋梁、摩天大樓、地鐵、隧道等土木工程中獲得廣泛應用。高強度、高韌性、高耐久性的纖維混凝土已經取得了長足發展，代替傳統的鋼筋混凝土或預應力混凝土已經成為國際趨勢。在國外，纖維增強水泥混凝土復合材料已經廣泛應用于非承重構件中。國內的研究起步較晚，上海合成纖維研究所研究了錦綸短纖維對水混凝土的增強效果，安徽皖維公司將維綸用于增強混凝土。此外，一些高校和研究院所也就不同種類纖維對混凝土性能的改善作用進行了研究。

2 　纖維混凝土種類與特性

      目前研究較多的有鋼纖維、耐堿玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維或尼龍合成纖維混凝土等。水泥混凝土中常用的纖維分為鋼纖維和非鋼纖維兩類，非鋼纖維按照彈性模量可以分為兩大類： 高彈性模量纖維（ Ef / Ec > 1） 和低彈性模量纖維（ Ef / Ec < 1） 。低彈性模量纖維（如各種有機纖維、尼龍、聚丙烯、聚乙烯等） 只能提高混凝土的韌性、抗沖擊性能等與材料的塑性有關的物理性能；高彈性模量纖維（如鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維等） 則能夠改善混凝土的強度和剛性。

2. 1 　鋼纖維混凝土

      鋼纖維是當今世界各國普遍采用的混凝土增強材料。它具有抗裂、抗沖擊性能強、耐磨強度高、與水泥親合性好，可增加構件強度，延長使用壽命等優點。

      鋼纖維因其不同的加工生產方法而區分為熔抽型、拉絲切斷型、剪切型和切削型等。經緯牌鋼纖維是剪切型鋼纖維。現可生產平直微扭形、波浪形、端勾形、弓形和壓痕形五種形狀20 多個規格的產品。鋼纖維又因其不同的原材料而分為普通鋼纖維和特種鋼纖維。在普通鋼筋混凝土結構中摻入鋼纖維，不但可以提高抗拉、抗剪和抗彎強度，而且在使用性能如斷裂韌性、極限應變、裂后承載和耐磨、抗折、抗沖擊、抗疲勞等方面都獲得顯著改善。而且，在同等強度下可減少混凝土厚度，節約混凝土用量40 %～50 %， 大大降低工程造價。此外，由于早期強度高，以及較大的縮縫間距，可縮短施工周期25 %，特別適用于要求快速連續澆筑混凝土的較大工程，如道路、港口、飛機場、橋梁、隧道等。但價格貴、比重大、不易于分散、不宜于在常規的水泥增強制品中作用。

2. 2 　高彈性模量纖維混凝土

      高彈性模量纖維混凝土在未產生裂紋之前，因纖維彈性模量較高，根據“混合定律”，復合材料的彈性模量隨纖維摻量增加而增加，開裂之后主要是纖維受力，只要纖維體積摻量超過臨界纖維體積摻量，復合材料承載能力就不會降低，反而增加。采用高彈性模量纖維可大幅度提高混凝土抗拉、抗彎強度，對韌性也有提高，但費用大。

2. 2. 1 　碳纖維混凝土

       碳纖維是20 世紀60 年代以來隨航天工業等尖端技術對復合材料的苛刻要求而發展起來的新材料，具有強度高、彈性模量高、比重小、耐疲勞和腐蝕、熱膨脹系數低等優點。碳纖維由許多單纖維組成的纖維束構成，而單纖維由層狀石墨小晶體組成。直徑為7～15μm。石墨晶體中碳原子在層內以六角形排列，層與層之間由共價鍵和范德華力作用而結合在一起。碳纖維的特性包括：①重量輕，厚度薄：比重為鋼的1/4，厚度約為0.1～0.2mm，單位面積重量約為鋼板的1/100。②高強高效：抗拉強度約為鋼材的10倍。