纤维增强是提高水泥基复合材料性能的有效手段。如何使纤维增强水泥基复合材料的力学性能得到显著提升,同时具有良好的韧性和导电性,仍然是一个挑战。石墨烯、碳纳米管（CNT）等烯碳纤维因具有良好的柔韧性、力学和导电性能,引起了广泛的研究兴趣。本文提出将亲水化处理的石墨烯纤维（GF）和CNT纤维作为增强水泥基复合材料的新型纤维,研究了其对硫铝酸盐（SAC）水泥基复合材料力学、电学和热学性能的影响规律,并阐述了相关机理。本文主要研究成果和结论如下:（1）采用湿法纺丝和氧等离子体刻蚀技术制备了亲水化GF,具有良好的柔韧性和水溶液分散性、较高的表面粗糙度和断裂拉伸强度（146 MPa）。研究了氧等离子体刻蚀石墨烯纤维（PGF）对水泥基复合材料力学和电学性能的影响,结果表明:在纤维掺量为0.3%时,复合材料7 d龄期的抗压和抗折强度分别达到18.6和3.7 MPa,相较于空白试样分别提高了 8%和28%;PGFs掺量的增加有利于在水泥基体中形成导电网络,其掺量为0.4%时,复合材料28 d龄期的电阻率为2.7 KΩ·cm,相较于空白试样（17.3 KΩ·cm）降低了 84%。（2）通过液相氧化法和化学改性法分别制备了羧基和羟基化CNT纤维,二者的断裂拉伸强度分别可达1.7和1.8 GPa、电导率分别可达3.43×103和3.36×103 S cm-1,具有良好的水溶液分散性。两种纤维均显著提升了水泥基复合材料的力学性能,羧基化CNT纤维的增强效果优于羟基化CNT纤维。研究了羧基化CNT纤维对水泥基复合材料力学、电学和热学性能的影响,结果表明:纤维掺量为0.5%时,复合材料28 d龄期的抗折和抗压强度分别达到4.8和28.3 MPa,较空白试样分别提高了 50.1%和32.8%,力学性能增强归因于纤维在水泥基体中的均匀分布及其与水化产物之间较强的界面作用。复合材料的电阻率随着纤维掺量的增加而降低,其渗流区间为0.4～1.5%,等效电路Rs（Q1R1）（Q2R2）（Q3R3）准确描述了复合材料的交流阻抗特征;复合材料的热导率随着纤维掺量的增加而增加,掺量为2.0%时,复合材料的热导率为0.55 W m-1K-1,是空白试样的1.44倍;导电和导热性能的提高归因于纤维在水泥基体中形成了相互搭接的网络结构。（3）进一步研究了鳞片石墨和羧基化CNT纤维协同增强的水泥基复合材料。鳞片石墨和羧基化CNT纤维在水泥基体中均匀分散,二维的鳞片石墨与一维的羧基化CNT纤维相互搭接,形成了多维度均一连续的网络结构。探讨了鳞片石墨对羧基化CNT纤维/水泥基复合材料力学、电学和热学性能的影响,结果表明:鳞片石墨掺量为1.0%时,增强效果较为显著;复合材料28 d龄期的抗折和抗压强度分别达到了4.3和25.8 MPa,电阻率和热导率分别为0.3 KΩ·cm和0.62 W m-1K-1;相较于未掺加鳞片石墨的复合材料,力学性能略有下降,然而导电和导热性能大幅提升,电阻率下降了 96%,热导率提高了29%。图54幅,表5个,参考文献101篇。