高延展性纤维增强水泥基复合材料

高延展纤维增强水泥基复合成品材料（High-Ductility Fiber-Reinforced Cementitious Composites, HD-FRCC），又称工程纤维增强水泥基复合成品材料，一般称为工程纤维增强材料（Engineered Cementitious Composites, ），它是一种具有特殊特性的成品建筑材料。这种成品材料显著增加了其机械特性，尤其是延展性和抗裂性，通过在传统水泥基体中加入适量的高强度和高韧性纤维。

成品材料的构成和特性

HD-FRCC/核心在于其微观结构和成分设计，采用细观力学原理优化水泥基体、纤维及其接触面。这些成品材料通常包括以下主要组成部分:

混凝土基体：作为基础结构的成品材料，必须具有强度和刚度。

高强纤维：如钢纤维或合成纤维(如聚丙烯纤维)，用于提高成品材料的延展性和抗拉强度。

矿物质混合物：如粉煤灰、硅灰等，能提高混凝土的工作特性和耐久性。

减水剂、增塑剂等化学添加剂，用于调节混合物的工作性能，促进硬化过程中的物理化学作用。

特性优势

与传统混凝土相比，HD-FRCC/表现出显著优势：

高延展性:普通混凝土在受力时容易出现脆性断裂，在不发生灾难性破坏的情况下，可承受较大的变形，极限拉伸应变可达3%以上。

良好的裂纹控制:由于纤维的存在，可以产生多个微小的裂纹，而不是单一的大裂纹，有助于分散应力，降低裂纹宽度，从而提高结构的整体性和持久性。

优异的耐久性:包括防渗性、抗冻融性、抗化学腐蚀性等。，这使得成品材料非常适合在严格的工作条件下长期使用。

抗震性能：提高建筑对抗地震的能力，减少地震对建筑结构的破坏。

用于领域

鉴于其优良的特点，HD-FRCC/在各种建筑施工中得到了广泛的应用，尤其是在那些需要特别考虑和可靠的场合：

新建工程：如桥梁、隧道、高层建筑的基础结构和主体结构等。

现有建筑物加固改造：利用基层墙体加固、梁柱修复等工作，提高服务年限，提高性能。

特殊结构：如污水处理设施、厂内功能釜等，这些地方常常面临严重的腐蚀破坏问题。