文献综述（或调研报告）：
1.研究背景
混凝土抗拉强度很低，一般抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右，变形能力也较差，受拉的极限延伸率只有0.01%-0.06%，而且随着水泥基材料抗压强度等级的提高，收缩与脆性问题更为突出。由于混凝土脆性大、缺乏高延性会导致极端荷载下的脆性破坏。随着现代建筑结构形式的发展，普通混凝土自重大、韧性差、抗拉强度低的缺陷限制该材料在结构上的应用与发展。
为了弥补这些缺陷，研究人员将尝试了多种方法以期改善材料的韧性和强度。一方面，借鉴于复合材料的研究方法，在最大程度的保留材料原有性能的同时，通过局部改变整体的方法在实现原有材料的改进和增强。一般而言，在复合材料的组成结构中，一种成分作为基体，另外添加一种成分或者改善部分成分作为增强体。密歇根大学的Li教授在1992 年提出了高延性纤维增强水泥基复合材料的基本设计理念。
另一方面，随着技术的不断进步，建筑3D打印数字建造技术将是一种有效的生产建造途径，其数字化、自动化的建造方式将给建筑业带来翻天覆地的变革。RILEM的第一届混凝土和数字制造国际会议“Digital Concrete 2018”是研究混凝土与数字制造的第一次多日大型会议。在包含会议主旨和特邀论文的特刊《Cement and Concrete Research》刊发了《Editorial for special issue on digital concrete》一文，文中指出数字制造已成为第三次工业革命，其前景是提供低成本的个性化解决方案和产品，这通常被称为大规模定制。围绕这一领域的发展包含了很多的生产方式和多种材料，混凝土也不例外[1]。基于3D打印的技术的大规模定制的特性，打印韧性的混凝土骨料，实现制备超高延性水泥基超材料成为可能。
2.超高韧性水泥基复合材料研究现状
混凝土内部的化学键以离子键为基础，这是其作为脆性材料难以改变的事实，所以对混凝土增韧的技术措施主要是以混凝土为基体，复合一种或多种韧性材料，来改善混凝土的脆性。目前混凝土材料的增韧相有纤维、聚合物乳液（干粉）以及纳米材料。增人途径有纤维增韧、聚合物改性增韧、纳米材料改性增韧。
当所选的纤维的力学性能、几何尺寸与掺量等合适时，还可以使复合材料的抗拉强度较之基体有明显的提高[2]。纤维增强水泥基复合材料则因纤维的阻裂作用而可延缓其在受拉时的破坏过程，并在破坏前有一定预兆[3]。纤维增强水泥基复合材料在受拉时，即使基体中已出现大量的分散裂缝，仍可继续承受一定的荷载并具有假延性，从而使复合材料的韧性得到明显的提高[4]。
聚合物对水泥基材料改性增韧的机理会随着聚合物品种和掺量而变化，但目前比较一致的看法是，聚合物在水泥浆和骨料间形成具有较高粘结力的膜，水泥水化与聚合物成膜同时进行，最后形成水泥浆与聚合物膜相互交织在一起的互穿网络结构，增加水泥基材料的韧性[5]。
纳米材料由于其极小的尺寸、超高的比表面积以及表面的非连续能级等特点对水泥基材料的韧性有较好的改善作用。碳纳米管作为一种纳米级纤维，其本身具有优异的力学性能，极限强度可到65~93GPa，极限拉应变可达10%~15%，在水泥基体中能从微观尺度上控制微裂纹的形成，增加水泥基材料的韧性[6]。氧化石墨烯是一种纳米片状材料，具有极高的比表面积，其片状结构上带有较多的氧化基团，加入水泥基体中后在水泥水化的过程中能够调控水泥水化产物，改变 C-S-H 凝胶、氢氧化钙以及水化硫铝酸钙的结构，从而增加水泥基材料的韧性[7]。
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