發(fā)展纖維混凝土是提高高性能混凝土質(zhì)量的重要途徑。纖維混凝土通常是以水泥凈漿、砂漿或者混凝土為基材，以非連續的短纖維或者連續的長(cháng)纖維作增強材料所組成的水泥基復合材料，主要作用是通過(guò)橋接作用來(lái)限制圍觀(guān)裂縫的發(fā)展，從而改善混凝土的性能。

一、纖維加入水泥基體中的作用

1.阻裂。阻止水泥基體中原有缺陷的擴展并有效延緩新裂縫的出現；

2.防滲。通過(guò)阻裂提高水泥基體的密實(shí)性，防止外界水分侵入；

3.耐久。改善水泥基體抗凍、抗疲勞等性能，提高其耐久性；

4.抗沖擊。提高水泥基體的耐受變形的能力，從而改善其韌性和抗沖擊性；

5.抗拉。在使用高彈性模量纖維前提下，可以起到提高基體的抗拉強度的作用；

6.美觀(guān)。改善水泥構造物的表觀(guān)性態(tài)，使其更加致密、細潤、平整、美觀(guān)。

二、種類(lèi)及優(yōu)缺點(diǎn)

1、鋼纖維混凝土其技術(shù)特點(diǎn)是能提高混凝土的韌性和抗拉強度，但是鋼纖維攪拌時(shí)易結團，混凝土和易性差，泵送困難、難以施工且易銹蝕，鋼纖維混凝土的自重大、在制造方面使用大量的鋼材，加大了對鋼材的消耗，增加成本較多。鋼纖維在使用過(guò)程中破壞形態(tài)主要是被拔出，而不會(huì )被拉斷，這說(shuō)明鋼纖維的與混凝土的粘附性不足，這會(huì )影響提高混凝土抗拉強度的效果，它增韌增強的原理是當裂縫產(chǎn)生后由于鋼材的高模量和單根的高抗拉強度，阻止了裂縫的進(jìn)一步開(kāi)展；但由于數量有限，對微觀(guān)裂縫約束效果不大，對抗滲、凍融等性能提高并不明顯，另外，施工中鋼纖維密度過(guò)大，振搗澆注時(shí)往往會(huì )沉于混凝土下部，不可能均勻分布，這就是理論研究結論較好而實(shí)際應用效果差異很大的主要原因。

2、盡管玻璃纖維已用于鋪設混凝土路面，但是玻璃纖維在使用中暴露很大的缺點(diǎn)，如玻璃纖維混凝土暴露于大氣中一段時(shí)間后，其強度和韌性會(huì )有大幅度下降，即由早期高強度、高韌性向普通混凝土退化。眾所周知，普通的玻璃纖維還有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，就是不耐堿，堿骨料反應是水泥混凝土的“癌癥”。因此，普通玻璃纖維是不能用作水泥混凝土基增強材料的，即使是耐堿玻璃纖維也不適宜與普通波特蘭水泥復合，最好與低堿度水泥復合。這主要是為了減輕水泥基材對玻璃纖維表面的堿性侵蝕作用。我國“雙保險“的技術(shù)路線(xiàn)由于是”削足適履“的做法，加之，耐堿玻璃纖維在外觀(guān)上很難與普通玻璃纖維相區別，幾十年來(lái)一直難以大面積推廣。

3、合成纖維包括聚丙烯纖維、聚酯和聚丙烯腈纖維等，它與鋼纖維的相似點(diǎn)是不受水化產(chǎn)物的侵蝕，有一定的抗拉強度，可三維亂向分布于混凝土基體中，其阻裂原理是充分發(fā)揮了纖維數量?jì)?yōu)勢，具有很大的表面積，對微裂縫約束，使之不至于連通，效果顯著(zhù)。但是合成纖維密度小，單絲直徑較小，存在增稠效應，不利于混凝土的震動(dòng)密實(shí)，由于合成纖維的抗拉強度較低，在使用過(guò)程中其破壞形態(tài)主要是纖維被拉斷，且在抗老化、耐堿方面也不夠好。

4、碳纖維是20世紀60年代開(kāi)發(fā)研制的一種高性能纖維，具有抗拉強度和彈性模量高、化學(xué)性質(zhì)穩定，與混凝土粘結良好的優(yōu)點(diǎn)，但由于碳纖維價(jià)格昂貴，工程應用中受到很大的限制。

由以上幾種纖維混凝土的性能可以看出，這幾種纖維混凝土都存在一些缺陷，在滿(mǎn)足高性能混凝土方面都是不太理想，無(wú)法很好地解決現存的一些問(wèn)題。纖維混凝土發(fā)展了幾十年的經(jīng)歷告訴我們：必須在纖維上有所突破，才能使纖維混凝土這種高性能混凝土真正得到廣泛使用。

三、玄武巖纖維混凝土

隨著(zhù)生產(chǎn)技術(shù)的解密，連續玄武巖纖維是近幾年來(lái)才時(shí)有報道的新纖維，它是一種無(wú)機纖維材料，用純天然火山噴出巖為原料，經(jīng)1450~1500℃高溫熔融后快速拉制而成的連續纖維，其外觀(guān)為金褐色，具有卓越的綜合性能和較低的價(jià)格。

連續玄武巖纖維的特性：

原材料的天然性。由于生產(chǎn)CBF的原料取決于天然的火山噴出巖，除了它與生俱來(lái)就具有很高的化學(xué)穩定性和熱穩定外，其中并沒(méi)有與人類(lèi)健康有害的成分。

性能的綜合性。玄武巖纖維是名副其實(shí)的“多能”纖維。譬如既耐酸又耐堿、既耐低溫又耐高溫，既絕熱電絕緣又隔音，拉伸強度超過(guò)大絲束碳纖維，斷裂延伸率比小絲束的碳纖維還要好；CBF表面極性，與樹(shù)脂復合時(shí)界面結合的浸潤性極好，而且CBF具有三維的分子維數與分子維數-維的線(xiàn)性聚合物纖維相比具有較高的抗壓縮強度、剪切強度和在耐惡劣環(huán)境中使用的適應性、抗老化性等有優(yōu)異的綜合性能。

成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武巖纖維價(jià)格并不高，明顯低于鋼纖維、碳纖維等，和合成纖維相當。天然的相容性。玄武巖纖維是典型的硅酸鹽纖維，用它與水泥混凝土和砂漿混合時(shí)很容易分散，新拌玄武巖纖維混凝土的體積穩定、和易性好、耐久性好，具有優(yōu)越的耐高溫性、防滲抗裂性和抗沖擊性。

此外，玄武巖纖維的耐堿性要比耐堿玻璃強。因此，玄武巖纖維增強混凝土可以在基本建設的各個(gè)領(lǐng)域起到防滲抗裂、延長(cháng)使用壽命等作用。CBF是天然綠色的新材料，將給人類(lèi)的建筑業(yè)和我國優(yōu)先發(fā)展的交通運輸領(lǐng)域帶來(lái)重大變革！

除了它具有強度高、防滲抗裂、耐高溫、耐酸堿腐蝕能力強、抗沖擊性好等一系列優(yōu)點(diǎn)外，它還在我國分布較廣，價(jià)格便宜，造價(jià)低，還兼有綠色、環(huán)保、節約資源等優(yōu)勢，產(chǎn)品符合國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策。且大量試驗證明玄武巖纖維對混凝土性能有很好的改善作用，與鋼纖維和合成纖維相比，玄武巖纖維的結合性更好，玄武巖纖維抗腐蝕耐銹蝕性均好于其它纖維。因此，玄武巖纖維用于水泥混凝土中有其自身的優(yōu)勢和特點(diǎn)，相比鋼纖維混凝土、玻璃纖維混凝土、合成纖維混凝土和碳纖維混凝土較有明顯的性能、價(jià)格等綜合優(yōu)勢，替代潛力巨大。

主要產(chǎn)品：

玄武巖纖維應用在混凝土中的產(chǎn)品主要有玄武巖單絲和加捻合股兩種，單絲纖維類(lèi)似于其它合成纖維，具有微米級的直徑，更有其他纖維不可比擬的良好分散性；加捻合股纖維是玄武巖纖維無(wú)捻粗紗，用多股平行原絲經(jīng)加捻和合股合而成的玄武巖纖維制品，抗折性好、具有良好的性能?？梢愿鶕铆h(huán)境和目的的不同制造出不同長(cháng)度、不同直徑、不同捻度和捻向的產(chǎn)品規格。兩種短切纖維既可根據需要單獨加入混凝土，因其具有相同的抗拉強度、彈性模量和性能，更可以混合使用，生產(chǎn)出一種全新的、綜合了合成纖維和鋼纖維混凝土優(yōu)點(diǎn)的高性能混凝土。

與其他纖維混凝土相比，新型玄武巖纖維混凝土主要有以下優(yōu)勢：

1、兩種具有同類(lèi)性質(zhì)，不同直徑的纖維可以一起受力，協(xié)同工作，優(yōu)勢互補，既共同防裂阻裂，又共同增韌增強。

2、玄武巖纖維原絲可以發(fā)揮數量?jì)?yōu)勢，具有較大的表面積，對微裂縫約束，使之不至于連通，效果顯著(zhù)。并克服了合成纖維的密度小，彈性模量和抗拉強度低的缺點(diǎn)，不至于在裂縫擴展時(shí)被拉斷，有效地防止微裂縫的擴展、對抗滲、抗凍融等效果好于合成纖維。

3、玄武巖纖維加捻合股可以發(fā)揮鋼纖維的高模量和單根的高抗拉強度的優(yōu)勢，阻止了裂縫的擴展。又克服了鋼纖維攪拌時(shí)易結團，不利于攪拌，難以施工且易銹蝕、耐久性差，鋼纖維自重大的缺點(diǎn)。

4、玄武巖加捻合股纖維是典型的硅酸鹽纖維，比重為2.63--2.8g/cm3，用它與水泥混凝土和砂漿密度相近，混合時(shí)很容易分散，且均布于混凝土內部，克服了鋼纖維混凝土在振搗澆注時(shí)往往會(huì )沉于混凝土下部，不能均勻分布的缺點(diǎn)。

5、玄武巖纖維表面已經(jīng)改性，是一種“惰性纖維”，具有高度的穩定性，在高溫、高腐蝕性的環(huán)境中能保持穩定性能，使玄武巖加捻合股纖維能適應混凝土的拌合、澆筑、凝結和使用的各個(gè)階段的惡劣環(huán)境，提高混凝土的耐久性。

四、經(jīng)濟對比

一般鋼纖維摻量為40kg/m3~120kg/m3，按最低40kg/m3考慮，市場(chǎng)價(jià)目前為7元/kg左右，單方砼增加造價(jià)280元。玄武巖纖維按4kg的搭配，增加造價(jià)4kg×32元/kg=128元/m3，砼增強增韌效果同鋼纖維砼相當，降低裂縫性能明顯高于鋼纖維砼。