传统水泥基材料是以普通水泥为胶结组分，黏结砂、石等组分而形成的。具有强度高、易成型、经济性好的优点，但存在抗弯（拉）强度低、脆性大、功能性差等问题。在传统水泥基材料中引入性能调整组分或者功能组分，通过形成水泥基复合材料以改善水泥基材料的性能或者功能，如聚合物-水泥基复合材料。与传统水泥基材料相比，水泥基复合材料具有强度高、韧性好、耐久性好及性能可设计等优点。

人类使用复合材料的历史悠久。公元前5000年，人类就已在黏土中掺加稻草建筑土墙，并将桐油石灰、糯料石灰三合土等复合材料用于建筑；一些庙宇和神殿使用在黏土、石灰等建筑材料中加入淀粉、动物胶而制成的复合材料。水泥诞生后，水泥基复合材料出现并开始应用于各种建筑。20世纪60年代，在传统水泥基材料中加入聚合物，制成了聚合物-水泥基复合材料。20世纪80年代，出现以无缺陷水泥为代表的新型水泥基复合材料。

水泥基复合材料根据复合后材料的特性可分为高性能水泥基结构材料与结构-功能一体化水泥基复合材料两大类。前者主要提高了传统水泥基材料结构性能（主要是力学性能）；后者主要是赋予传统水泥基材料某一种或多种功能特性。

高性能水泥基结构材料是利用活性粉末、有机聚合物或纤维等作为增韧增强组分，以水泥为胶结组分的水泥基复合材料，有如下3类典型材料。

①以活性颗粒作为增强体的水泥基复合材料，如全致密水泥基均匀材料（DSP）和活性粉末混凝土（RPC）。DSP是从降低水泥基材料孔隙率、提高其密实性出发，使用超细粉末填充水泥颗粒空隙，加入高效减水剂降低水胶比制备得到。其强度高、密实性好，抗渗性能优异，但存在早期收缩及脆性增大等问题，限制了其在实际工程中的应用。RPC以活性石英砂颗粒与微细钢纤维作为增强体，避免使用粗骨料，通过高温养护改善材料微观结构，具有高强高韧性等优点，并具有优异的致密性与耐久性。RPC的抗压强度可达200～800兆帕，断裂能可达40千焦/米²。

②聚合物改性水泥基复合材料。在传统水泥基材料中加入有机聚合物作为增韧体的水泥基复合材料。有机聚合物的加入提高了材料的韧性，并且由于成膜效应降低了其孔隙率和平均孔径，提高了耐久性。代表性品种有宏观无缺陷水泥（MDF水泥）和水泥乳化沥青砂浆（CA砂浆）。MDF水泥是将某些聚合物按一定比例加入水泥与水的系统中进行混合，通过高效剪切搅拌获得塑性、黏着的混合物，然后通过挤压或其他成型技术制成成品。其抗弯性能大幅度提高（极限抗弯强度达150兆帕以上），拓宽了传统水泥基材料的应用范围，但存在强度倒缩和制备工艺复杂等问题。CA砂浆是由水泥、乳化沥青、细骨料以及多种外加剂与水搅拌形成的浆状材料，是高速铁路板式无砟轨道结构形式的关键材料之一。

③纤维增韧水泥基复合材料。以玻璃纤维、碳纤维、芳纶、金属或天然纤维等为增强体，以水泥为胶结组分的水泥基复合材料。主要有耐碱玻璃纤维增强水泥复合材料、金属丝增强水泥复合材料、聚合物纤维增强水泥复合材料和天然纤维增强水泥复合材料等。纤维增韧水泥基复合材料的成型方法有搅拌法、喷射法、挤出法、铺设法等，有时还需进一步对成型体加压与真空脱水。纤维增韧水泥基复合材料具有轻质高强、耐腐蚀和抗震的特点，因此适合于在高层建筑中作为骨架结构、外墙材料以及室内装饰材料。

结构-功能一体化水泥基复合材料是具有声、光、电、磁、热等功能性的水泥基复合材料。主要有以下几种：①水泥基降噪复合材料。将页岩陶粒等负载在混凝土表面，材料具有很好的降噪功能，可应用于公园、闹市区内降噪。②水泥基光催化复合材料。将纳米二氧化钛等光催化剂负载在混凝土表面，制成路面或建筑表面材料，用于净化汽车尾气和城市空气。③水泥基复合压电材料。以压电陶瓷等为压电组分与混凝土复合，制成的水泥基复合材料在受压时会产生电信号，用于制作压电水泥基复合材料器件。④水泥基复合导电材料。掺入聚合物类、碳类、金属类等导电组分，使水泥基复合材料具有导电性，用于路面自动除雪及用作传导或电磁隐身材料。⑤水泥基吸波复合材料。将导电粉末（碳、石墨、铜铝等）、纤维（如碳、铝、钢等）或絮片（石墨、锌铝、镍等）等与水泥基材料进行复合，使水泥基复合材料具有电磁屏蔽性能。

中国是世界上水泥基材料用量最大的国家。传统水泥基材料的转型与升级对推动中国可持续发展战略与科技进步都具有重要作用。因此，水泥基复合材料的研究与应用对推进材料科技发展，提升水泥基材料品质，提高材料的使用寿命，减少资源消耗，支撑工程向更大、更高、更深的空间和更复杂的使役环境发展具有重要意义。