混凝土是現(xiàn)代最重要的結(jié)構(gòu)材料。但其自重大、脆性大、抗拉強度低等一系列的弱點卻限制了它的發(fā)展。長期以來，許多國內(nèi)外的專家學者都致力于探索改善混凝土性能的研究，最 終將纖維定為增強混凝土性能的核心。根據(jù)國內(nèi)外大量的試驗研究發(fā)現(xiàn),在混凝土中摻入適量的高彈性模量的纖維可明顯提高基體強度,而摻入適量的低彈性模量高延性的纖維可明顯提高基體的韌性。但由于混凝土自身具有多相、多組分、多尺度層次的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)特性，摻入單一纖維只能從某個方面起到增強作用，難以同時改善多方面的性能；而不同性質(zhì)和不同尺度 的纖維混雜，使其在混凝土中不同結(jié)構(gòu)和不同性能層次上逐級強化與增韌，充分發(fā)揮各種纖 維的尺度和性能效應，在不同尺度和性能層次上進行優(yōu)勢互補，提高了增強效果。混雜纖維 混凝土(Hybrid Fiber Reinforced Concrete，縮寫為HFRC)是一種既能發(fā)揮不同纖維的優(yōu)點 ，又能體現(xiàn)它們協(xié)同效應的新型復合材料，可顯著提高或改善原先單一纖維混凝土的若干性 能，并可降低其成本。隨著材料科學與工程的發(fā)展，混凝土復合材料正朝著高性能、又經(jīng)濟 的方向發(fā)展，混雜纖維混凝土的研究日益為國內(nèi)外學者所密切關(guān)注。
1. 纖維增強機理

對于纖維增強混凝土的機理，一般有兩種理論［1］：一種是復合力學理論，另一種 是纖維間距理論。
2.復合材料力學理論

在復合力學理論中，把纖維增強復合材料視為多相體系，在彈性范圍內(nèi)，復合材料的強度和彈性模量性能即為復合體內(nèi)各相性能的疊加。該理論論述了纖維混凝土的強度同纖維與基體的粘結(jié)力、纖維的長徑比的關(guān)系，同時考慮了纖維在基體中的連續(xù)性、分散均勻性和分布方向?qū)υ鰪娦Ч挠绊憽?/span>
3.纖維間距理論

纖維間距理論是建立在彈性斷裂力學基礎(chǔ)上，該理論認為混凝土內(nèi)部本身存在尺度不同的微裂縫、空隙和缺陷，在外力作用下，由于孔、縫部位產(chǎn)生應力集中，使得裂紋擴大，最終導致結(jié)構(gòu)破壞；而纖維的加入有效地提高了基體阻止裂縫發(fā)生和擴展的能力，達到纖維對混凝土的增強目的。即假定混凝土基體內(nèi)部存在有發(fā)生微裂縫的傾向，當任何一條微裂縫發(fā)生、 并且可能向任意方向發(fā)展時，在纖維平均間距的范圍內(nèi)，接近裂縫的纖維由于與基體的粘結(jié)力的作用，對裂縫尖端產(chǎn)生一個反向的應力場，降低裂縫尖端的應力集中，對裂縫的發(fā)展起到約束作用。
4. 混雜纖維增強理論

混雜復合材料是由兩種或兩種以上材料構(gòu)成，屬于復合材料的一種特殊類型，通常是用兩種纖維來增強同一種基體?；祀s纖維的增強機理同樣可以用上述兩種理論來解釋，并且要進一步考慮多種不同性質(zhì)的纖維同時摻入混凝土中，會產(chǎn)生混雜效應、協(xié)同效應和超疊加效應。