水泥混凝土和砂浆是现代建筑结构主体和砌筑不可或缺的重要工程材料。然而也正是因为它们这种不可或缺的重要性，决定了混凝土和砂浆本身的技术指标与质量特性在很大程度上会影响到整个工程结构主体和砌筑的最终质量。本书介绍纤维混凝土与纤维砂浆在土建工程中的应用。

水泥混凝土和砂浆是现代建筑结构主体和砌筑不可或缺的重要工程材料。然而也正是因为它们这种不可或缺的重要性，决定了混凝土和砂浆本身的技术指标与质量特性在很大程度上会影响到整个工程结构主体和砌筑的最终质量。

翻开人类文明的历史，可以看到一个值得注意的现象，那就是社会生产的进步首先体现为材料的进步。在刚刚过去的几十年里，在现代科技高速前进的背景之下，人类给自己编织了许多伟大的神话，并对未来充满了光明的预期。计算机技术、互联网技术、生物技术、基因工程，一系列令人瞠目结舌的重大技术纷纷幻化成各种产品而进入了我们的家庭，例如手机和电脑。但是，大凡读过科学发展史的人都会知道，历史上所谓重大的技术发明，几乎无一例外地，总是建立在某种新材料问世的基础之上。最典型的例子，也许是半导体材料性质的发现以及由此而衍生分化出来的一系列发明。如果没有半导体，现代电子计算机的问世几乎是不可能的，更不要说让电脑走近寻常百姓的家庭。

让我们把眼光放得再远些。从原始的石器时代到青铜器时代，再到冶铁技术诞生，高性能新材料的出现和复合化的发展趋势往往就是技术进步和时代变革的标志。以建筑材料中最为广泛应用的混凝土来说，其发展过程从新石器时代的泥结卵石、草筋泥沙浆，经历石灰(石膏)三合土、火山灰石灰混凝土、掺有牛马血、糯米汁等“外加剂”的混凝土，直到近代硅酸盐水泥混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、自应力混凝土、纤维增强混凝土与聚合物混凝土等，主要遵循的就是复合化的技术路线。水泥混凝土是近现代使用最广泛的建筑材料，也是当前最大宗的人造材料。据不完全统计，世界水泥年产量已超过15亿t，折合成混凝土，应不少于45亿m’。早在1991年，美国全国混凝土建筑物总值已达6万亿美元之巨。目前混凝土的应用，正向高强度、高性能化的方向发展。作为当今时代最主要的结构工程材料，混凝土材料和施工应用技术的发展正在不断地推动着人类文明的进步。

从经济发展的角度考察，发达国家的进步总是与高性能、高技术建筑材料的广泛应用同步。自20世纪90年代初开始，合成纤维在改性混凝土中扮演了越来越重要的角色，特别是聚丙烯单丝纤维，在高新技术的生产工艺背景下解决了抗老化和易掺和的工程难题，所以能够在完全不增加施工难度的前提下取得大大改善混凝土性能的显著效果，受到工程界越来越多的注意。早期合成纤维混凝土发展的标志性产品特性，可以美国希尔兄弟化工公司生产的杜拉纤维(Durafiber)为例，由于在材料生产技术方面的重要改进，以及特殊表面涂层的技术的突破，使其具有很好的抗老化能力，对酸、碱、紫外线等都有极高的耐受力。杜拉纤维的化学稳定性使其能够在混凝土中长期保持良好的性能，从而有效控制混凝土塑性收缩和沉降引起的裂缝问题，改善混凝土的抗裂、抗渗性能，提高抗冲击和抗冻能力。在美国、加拿大、澳大利亚、日本、韩国、墨西哥以及东南亚许多国家，杜拉纤维大量用于地下工程防水、工业与民用建筑的屋面、墙体和地面，以及公路及桥梁工程。由于杜拉纤维在混凝土施工中拌合容易、分布均匀、施工简单、效果显著，已经成为深受国外建筑工程界青睐的高科技建筑材料。

禅房法器，不可或缺，是以其用而重之。如果说早期杜拉纤维在进入中国市场和建筑工程实践方面起到了良好的示范作用，那么后续跟进的各种建筑纤维材料，以及在中国境内生产的很多建筑专用纤维，也都起到了促进中国建筑业技术进步的良好作用。而后续研制、开发、生产的许多纤维产品更加强调其独特的功能指向，甚至包括对钢纤维材料的替代等等。“长江后浪推前浪”，浩浩荡荡，势不可挡。人类社会发展如此，技术进步也是如此。目前国内出现各种品位、不同品质的建筑用合成纤维，其品牌多多，数以百计。这中间除了国内跟进生产的产品之外，也有不少进口产品。早期杜拉纤维来到中国时，在中国官方统一认可的产品分类目录中，甚至找不到这种产品分类所在的正当位置，说明“建筑用合成纤维”是一种全新的概念。到现在各种纤维品牌百花齐放，说明技术的发展，时代的进步。

随着中国加入世界贸易组织(WTO )各项承诺的逐步落实，许多产品的进口关税都得到减让。根据中国政府的承诺，2005年，中国进口关税的平均水平减至9％。这种态势为世界范围内各种产品的全球采购提供了便利条件，作为建筑用辅助材料的专用合成纤维，当然也会顺势向中国市场突进。中国人对世界经济最大的贡献，是可以提供一个最为巨大的消费市场，没有哪一个商人会放弃向这样一个市场进军的机会。

有消息说，为了适应国内建筑纤维市场日益激烈的竞争形势，许多原来在境外生产的建筑纤维产品已经开始在中国大陆设厂，用产品中国化来对抗纯粹进口产品的高成本、高关税。这种情况的日益普遍，说明建筑纤维产品的工程价值和商品价值已经开始得到更普遍、更广泛的社会认同，是一件可喜可贺的事情。

复合化是各种材料发展的主要途径，混凝土也不例外。新石器时代用泥浆胶结大卵石作为柱基(西安半坡遗址)；用草木筋增强黄土与黄土结核(料浆石)泥浆抹墙打地坪；古埃及人用石膏砂浆砌金字塔；古罗马人用火山灰石灰混凝土建筑斗兽场与水渠、桥梁；东汉至今的石灰三合土房基与路基；唐宋以来用桐油、牛马血、糯米汁、羊桃藤汁掺入石灰砂浆中增加密实度，也改善了防水与耐久性；传说古罗马及秦长城已用牛马血外加剂，可以说是引气外加剂的远祖。近代工程实践中出现的各种增强混凝土，掺加混合材料和多种化学外加剂，都是用多种材料复合来改善性能，以达到增强、耐久、经济的目的。复合化带来的超叠加效应，正是高性能混凝土获得其优良性能的主要原因。

  按照当今材料领域的分类，本书所介绍的纤维混凝土和纤维砂浆都属于纤维增强水泥基复合材料(fiber reinforted cement—based composite)。在当今材料领域内，复合化是改进与提高材料性能、开发新材料品种并扩大其应用范围的重要技术途径。纤维增强水泥基复合材料是由纤维(金属的、无机的或有机的)与水泥基材(净浆、砂浆或混凝土)复合制成的，根据所用纤维的材质、性能、外形、尺寸、掺量、取向及其与基材的界面粘结等因素，可使水泥基材的抗裂性、抗拉(弯)强度、韧性、抗冲击性与抗疲劳性等有不同程度的提高。自20世纪70年代以来，纤维增强水泥基复合材料已日益引起材料界与工程界的广泛重视，研究工作不断深入，新品种相继问世，应用领域逐步扩大，已由早期的预制品制作发展到目前大量应用于公路、桥梁、机场、隧道、水利与军事等工程中。多种合成纤维(丙纶、维纶、腈纶、尼龙等)已广泛用于现浇混凝土中，有效地控制混凝土因沉降与塑性收缩引发的裂缝，改善了其抗渗、抗冻与抗冲击等性能，提高了工程的耐久性。

本书介绍纤维混凝土与纤维砂浆在土建工程中的应用，成书之立意在于普及，尤其希望能够侧重于解决若干实用问题。本书之前言由龚益撰写，全书正文第1章、第2章、第3章、第4章以及第7章、第8章由徐至钧先生负责组织撰写，参加撰写的人员包括：徐至钧、吕会云、傅细泉、张勇、林婷；第5章由王大辉、龚益、李渊撰写；第6章、第10章分别由龚益和马世强、龚益与沈荣熹合作完成；第9章由徐至钧等与马施龙、龚益、安立同共同完成。附录部分，附录l由徐至钧先生撰写，附录2由马施龙和安立同、赵敏撰写。全部初稿完成后，龚益负责对全书各章加以协调并完成全书；林琼参与全书图表和文本、参考文献的技术处理以及统稿的整理工作。

此外，安立同先生、马施龙先生、赵敏小姐为协助资料搜集、书稿录入做了很多工作，并整理完成了杜拉纤维在国内应用于各种主要工程实例的附录清单。尤其应该提到的是，作为本书写作的前提条件，中国建筑材料科学研究院的资深专家沈荣熹博士、中国铁道科学院徐蕴贤研究员、康哲良高级工程师等诸多师友均在各种专业知识方面提供了不能忽略的帮助。限于篇幅，在此不能一一列举，只能一并表示感谢。在本书撰写过程中，我们得到了北京铸墙集团高级工程师司国权先生、北京同达律师事务所余德和律师、中国建材工业出版社曾怡女士等许多贤士高人的帮助和指教。写作过程中，陆续收集并参考引用了若干纤维生产厂家或经销单位的产品介绍和技术资料，同时参阅了大量文献资料。尽管在使用这些资料时，我们已经注意到尽可能详尽地标引注明其出处，但恐怕还是会有挂一漏万的地方。在此谨向直接或者间接地帮助我们完成本书写作的所有的朋友表示由衷的感激和敬意，并为我们可能存在的疏忽表示歉意。

从某种意义上说，所谓纤维混凝土和纤维砂浆只是现代层出不穷的高新技术建筑材料应用中的一类实例。它既不是惟一的，也不是最后的高科技的结晶，但对改善建筑工程质量、提高混凝土工程的耐久性确有成效。土木建筑工程要求实打实，来不得虚假和空话。本书在行文写作上也力求做到有的放矢。行文简浅显，做事诚平恒，是我们追求的目标。衷心希望本书所介绍的知识能够推进建筑行业的技术进步，并对改善中国土建工程的质量起到一定的作用。如果能够达到这样的目的，那便是我们最大的荣幸了。对于书中存在的不妥之处，还望大家批评。

作者谨识

2004年12月25日