聚乙烯醇纤维 PVA 对硅酸盐水泥基混凝土性能的影响
由于使用环境的日益恶化，世界各地的大量混凝土结构正在恶化。相当数量的混凝土结构的使用性能在结构达到其设计使用寿命之前迅速退化。由于传统混凝土材料耐久性差，许多结构的平均使用寿命达不到设计使用寿命的一半。采取措施提高胶凝材料的耐久性对保证工程结构的设计使用寿命具有重要意义。对于混凝土结构，耐久性不足的最常见影响因素来自混凝土材料内部的裂纹扩展。混凝土结构内部开裂的原因有多种，如混凝土收缩、钢筋不足、温度应力、化学侵蚀、荷载效应、养护条件、地基不均匀沉降、混凝土配合比不当等。实践证明，混凝土内部的大量裂缝为腐蚀性离子进入混凝土结构内部提供了方便的途径。如果裂缝尺寸不太大，裂缝对混凝土侵蚀的影响可以忽略不计。当裂缝宽度大于100μm时，由于裂缝的存在，混凝土的侵蚀速度将大大增加。因此，必须采取一些措施来限制混凝土内部的裂缝，以提高工程结构的耐久性。
为了提高水泥基复合材料的抗裂性，提高结构和构件的耐久性，水泥基复合材料中通常使用一些纤维。通常，水泥基复合材料中常用的纤维有多种，如聚乙烯醇纤维（PVA纤维）、碳纤维、聚丙烯纤维、钢纤维、植物纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维。在这些纤维中，聚乙烯醇纤维在应用于水泥基复合材料方面表现出许多优势。用PVA纤维增强的水泥基复合材料通常称为ECC（工程水泥基复合材料）。典型ECC的极限拉伸延性将达到3-5%，同时可保持60μm的微裂纹宽度。ECC通过形成微裂纹在拉伸应力下显示应变硬化特性。当出现微裂纹时，力可通过穿过微裂纹的纤维传递，从而使ECC基体获得比传统水泥基复合材料大300倍以上的应变能力。由于良好的韧性和微小的裂缝宽度，ECC已被用于提高结构的耐久性，因为其具有较大的极限拉伸应变和较小的微裂缝宽度。
根据上述当前研究，得出以下主要结论：
在水泥基复合材料中添加PVA纤维可降低新拌复合材料的坍落度。坍落度下降量随PVA纤维用量的增加（体积比为0.3–1.2%）而增加。在水泥基复合材料中加入纳米SiO2颗粒导致流动性进一步丧失。
无论是否添加纳米颗粒，加入PVA纤维都能显著提高水泥基复合材料的耐久性。当纤维含量小于1.2%时，抗渗性和抗裂性耐久性指标随纤维含量的增加而增加。然而，随着纤维用量从0.9%增加到1.2%，抗碳化和抗冻融耐久性指数开始下降。由于纳米SiO2颗粒的加入，纤维增强水泥基复合材料表现出更好的耐久性。
由于纳米SiO2和水化产物C-S-H凝胶颗粒的填充作用，PVA纤维增强水泥基复合材料的微观结构变得更加致密。纳米SiO2颗粒改善了纤维增强水泥基复合材料的微观结构，有利于PVA纤维在水泥基复合材料中发挥增强作用。
