混凝土开裂是威胁基础设施安全服役的关键问题。混凝土在大型基础设施、工业与民用建筑等工程中长期广泛应用,但由于其抗拉强度低和准脆性,也最容易出现裂缝。结构中的裂缝通常需要定期修复,这不但会使基础设施在一定时期内无法使用,还会增加工程成本。同时某些裂缝并不能通过人工方法进行修复,如地下结构和放射性废物处理设施。混凝土自修复技术是解决上述问题的方法之一,该方法允许混凝土结构通过自然或人工机制在没有人为干预的情况下自我修复裂缝。基于化学原理来使裂缝自我修复是一种行之有效的方法。因其能够修复一定范围宽度的裂缝,该方法已证明是应用在水泥基材料中最有效的修复方法之一。然而,裂缝自修复一般是向混凝土中掺入含修复剂的胶囊或管状纤维,胶囊或管状纤维随机分布的特性可能使其无法充分接触裂缝,这就限制了其自修复的效果。在本文中,利用内含修复剂的聚偏氟乙烯树脂（PVDF）管状自修复纤维,研究自修复纤维的排列方向对其修复裂缝的能力的影响。首先,研究了PVDF自修复纤维的拉伸强度及其与水泥基体的粘结强度。结果表明,水泥基体发生开裂时,PVDF自修复纤维既具有一定的弹性,同时能够及时开裂以释放其中的修复剂。PVDF自修复纤维和水泥基体之间的粘结强度也能保证纤维开裂而不是发生滑移。其次,研究了PVDF自修复纤维在水泥基体中的定向方法。由于钢纤维可通过磁场力在水泥基体中旋转定向,因此将PVDF自修复纤维与钢纤维结合形成复合纤维。当将掺有复合纤维的拌合物置于匀强磁场中时,钢纤维会因为受到磁场力而发生旋转。相应地,PVDF自修复纤维也会随钢纤维发生旋转。基于此原理,首先制备了两种类型的复合纤维（AHFCC-1SF和AHFCC-2SF,每根自修复纤维上分别绑定一根和两根钢纤维）,而后研究了实现混杂纤维定向所需要的最佳的拌合物工作性。结果表明,AHFCC-2SF型纤维定向效果良好,且拌合物工作性（扩展度）应在160-240mm范围。然后,研究了PVDF自修复纤维的排列方向对其修复裂缝能力的影响。首先制备了单向定向（AHFCC）和随机乱向（RHFCC）自修复纤维水泥基复合材料试件,并对每个试件进行了劈拉以使其分别带有270?m和220?mm宽度的裂缝。然后将两种类型的试件养护7天以使裂缝得到修复。修复完成后,测试了两种类型试件的透水性能。结果表明,与RHFCC相比,AHFCC虽然具有较大的裂缝宽度,但其透水能力更低。进一步地,通过劈拉强度测试评价其修复能力。在试件自修复完成后,与RHFCC相比,AHFCC的劈拉强度得到更大程度的恢复。此外,也研究了不同掺量的自修复纤维（体积掺量分别为0%、0.12%和0.18%）对水泥基复合材料抗压强度的影响。结果表明,自修复纤维掺量较高时可能会对抗压强度产生不利影响。综上所述,PVDF自修复纤维与钢纤维结合能够使PVDF自修复纤维跟随钢纤维发生旋转实现定向;沿拉应力分布（垂直于开裂表面）的PVDF自修复纤维显著提高了材料的自修复能力;与RHFCC相比,尽管AHFCC的裂缝宽度更大,但是自修复性能更好;PVDF自修复纤维定向后,能提高跨越裂缝的自修复纤维的数量,开裂时释放更多的修复剂,从而填充或粘结更大裂缝体积（面积）。因此,自修复纤维在基体中定向排列能够有效提高试件的自修复能力。