近几十年来,使用导电水泥基材料制备智能混凝土建筑备受人们关注。智能建筑主要包括智能压阻感应材料,健康监测材料以及自除冰材料等等。智能材料能够极大地改善人们的生活质量。然而目前智能水泥基材料的应用非常有限,主要原因如下:首先,智能混凝土的制备需要高成本;其次,智能混凝土的功能性尚未达到实际服役的高标准;再者,智能材料的功能性极易受到动态环境的干扰。在实际服役环境中,智能压力、结构监测材料长期处于空气温度/湿度剧烈波动的环境中,因此,其监测结果受到严重干扰。与此同时,动态环境导致混凝土长期遭受因温度/湿度分布不均而引起的热应力破坏,导致水泥结构产生永久性损伤。然而目前,关于动态环境因素对智能材料的结构以及电阻率性能的影响探究较少。为使智能混凝土能够在实际服役环境中稳定输出、高效工作,首先,本研究使用高长径比、高导电性的纳米碳纤维(CNF)制备了导电水泥基材料,并且探究了CNF掺量、含水量、龄期、测试电压及环境温度对电阻率的影响,研究发现嵌入的纤维网络、离子通道及隧道导电通道均是水泥基体中主要的导电通路。其次,探究了焦耳热效应对CNF-智能材料导电性能的影响。研究表明,焦耳热效应能够决定隧道效应的渗流现象。此外,探究了在动态环境中,智能监测材料的电阻率稳定性以及自除冰材料的升温能力。研究表明,当服役于降温环境中时,智能材料的功能性受到焦耳热效应及环境效应的协同影响。最后,对实际服役环境中的智能材料的功能性进行了疲劳测试。研究发现,随着测试次数的增加,智能材料的导电性能不断衰减。主要原因是热应力、冻融循环破坏。结果表明,疲劳测试致使水泥基材料出现严重、不可逆的结构损伤,造成耐久性不良。本研究主要探究了CNF-水泥基复合材料的结构以及电阻率性能在实际服役环境中的变化,有助于制备出能够在波动环境中稳定、高效工作的智能材料,为智能材料的实际应用提供理论基础,此外,通过对智能监测材料和自除冰材料进行疲劳测试,有利于评估智能材料的耐久性,对提高智能材料的服役年限具有重要意义。