工程水泥基复合材料(Engineered cementitious composite,简称ECC)是一种高延性、具有应变-硬化和稳步开裂的新型水泥基材料,因原材料价格高昂和纤维分散困难等问题制约了其大规模推广。本文基于多尺度混杂纤维-聚合物协同增延理念,选用大掺量粉煤灰-微硅灰-水泥胶凝体系,通过混杂国产纤维(改性PP纤维+国产PVA纤维+碳酸钙晶须)+聚合物(EVA)进行改性,制备出价格低廉、延性更好、绿色环保的水泥路面ECC材料。利用预试验优选了外加剂,并确定了最佳制备流程。通过正交试验确定了最优配比,同时采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行了微观性能研究,揭示了混杂国产纤维-聚合物体系的增延机理,所得结果如下:(1)依据扩展度试验确定了外加剂最佳掺量为0.05%的羟乙基纤维素和0.8%的聚羧酸高效减水剂。依据胶砂流动度、3d和7d抗折强度确定了 ECC材料最优制备流程为:1.粉料+2/3国产PVA纤维+碳酸钙晶须,干拌5min;2.添加外加剂溶液+水,湿拌5min;3.掺入1/3国产PVA纤维+改性PP纤维,搅拌6min。(2)利用正交试验研究了水胶比、国产PVA纤维掺量、改性PP纤维掺量、碳酸钙晶须掺量对其力学性能的影响规律,得出ECC材料的最优配合比为:水胶比0.31,国产PVA纤维掺量1.0%,碳酸钙晶须掺量0.9%,改性PP纤维掺量0.6%。(3)混杂国产纤维-聚合物ECC相较基准ECC,其7d抗折强度提高了 17%,28d抗折强度提高了 12%,7d折压比提高了 32%,28d折压比提高了 23%,28d劈裂抗拉强度提高了 18%,流动扩展度提高了 17%;在二次抗压残留率和第5次抗折强度残留率上比基准ECC至少高出5%以上,价格降低了 4.61倍。(4)微观试验对比基准ECC,其水化产物两者基本一致,EVA的成膜分散导致强度降低但是增大了纤维与界面的粘结,优化了界面过渡区。在多尺度界面混杂纤维优势互补,随后在多个成核位点和EVA成膜网状吸附作用下,水泥路面延性得以提升。