材料实验证明：碳纤维增强混凝土的力学性能与碳纤维在混凝土中的排列方向有很大关系。

一般纤维在混凝土中的排列方向有三种：

(1)一维定向排列，是将长纤维(连续纤维)像钢筋那样，按应力方向进行排列;

(2)二维乱向排列，是短纤维随气流和胶结料同时落在一起，所以仅局限于喷射混凝土的施工;

(3)三维乱向排列，是将长度为3-30mm的短纤维在混凝土搅拌机内均匀地分散于混凝土中，浇筑成型后短纤维在混凝土中呈无规则排列。虽然三维排列的增强效果比一维定向排列差，但可以利用提高生产率和各种物理特性(如抑制干缩龟裂)加以弥补。所以，纤维增强混凝土制品大多数选用短纤维，碳纤维增强混凝土也是如此。

1.碳纤维增强混凝土的抗拉强度

碳纤维的基本性能如表9-29所示。实验混凝土的水灰比为0.42.骨料水泥比为0.25.试件尺寸为330mm×30mm×6mm。实验结果显示：伴随着碳纤维掺量的提升，碳纤维增强混凝土的抗拉强度、拉伸应变能力逐渐增大，试件龟裂的间隙和宽度减小，微细裂纹大多数呈分散状态。另外，取拉断试件断面做显微镜观测，发现对面突出的纤维长度基本在1mm以下，

0.3~0.6mm最多，这表明碳纤维与胶结料之间的粘结特别好，碳纤维是被拉断的，而不是被拔出的。

2.碳纤维增强混凝土的抗弯强度

在进行碳纤维增强混凝土抗弯强度实验时，碳纤维的性能、混凝土的水灰比、骨料水泥比等与抗拉强度实验时相同。试件尺寸为530mm×40mm×6mm,两个支点的间距为450mm,加载为中心加载。实验结果显示：碳纤维增强混凝土的抗弯强度伴随着碳纤维掺量的提升而提高，与此同时其韧性也得到明显提高。

3.碳纤维增强混凝土的耐水性

将碳纤维增强混凝土试件投入75℃的热水中，分别做龄期1周至5个月的不同龄期浸渍后的抗弯强度实验，以检验碳纤维增强混凝土的耐水性。实验结果显示：各个浸渍龄期的抗弯强度值虽有若干增减变化，但从总体来说，抗弯强度仍保持在热水浸渍前的强度水平，这充分说明CFRC的耐水性很好。

4.碳纤维增强混凝土的抗冻性

按照美国ASTMC666标准规定，碳纤维增强混凝土经过300次冻融循环实验，其相对动弹性模量在95%以上，这表明碳纤维增强混凝土具有很好的抗冻性。

5.碳纤维增强混凝土长度尺寸变化

碳纤维增强混凝土试件出釜(蒸压养护)后的长度尺寸变化，为一般钢筋混凝土制品在20℃、相对湿度65%标准条件养护下一年的20%。碳纤维增强混凝土脱模两周至一年的长度变化仅为±2×10-4左右，这表明碳纤维增强混凝土的尺寸稳定性非常好。

(四)碳纤维增强混凝土的主要用途

碳纤维增强混凝土是一种具有高强度、高韧性的新型混凝土，在工程中主要用于一些对强度和韧性要求很高、对收缩变形要求很小，或者有一定耐热性要求的构件。在公路工程中主要用于桥面和停车场，最适宜用于机场跑道。