碳纳米纤维（CNFs）是纳米层次级的一种新型碳纤维材料,具有高强度、高长径比、高杨氏模量的优异性能,其应用也十分广泛。近几年将纳米材料掺入水泥基材料中研究其力学、导电导热、变形等方面的性能,并对其作用机理进行分析讨论,这是学者们一直研究的热点。本文旨在研究CNFs在水溶液和水泥颗粒体系中的分散性能,CNFs增强水泥基复合材料的物理及力学性能、抗硫酸盐侵蚀性能和抗冻性能等方面。本文利用紫外可见吸收光谱（UV-vis）、CNFs悬浮液静置及离心方法,结合超声分散法,运用正交试验手段研究不同因素对CNFs在水溶液中的分散性的影响,得出分散剂为聚羧酸减水剂（PCs）,分散时间为30min,分散剂浓度为0.6g/L,分散功率为40%时,是有效分散CNFs的最佳组合的结论。并对CNFs表面进行羧酸化,运用FT-IR技术测得酸化后的CNFs表面新增-OH和-COOH基团,提升了CNFs表面活性。通过强度试验研究不同掺量CNFs对水泥净浆和砂浆力学性能的影响,并运用SEM和MIP手段对其微观形貌和孔隙结构进行分析。试验结果表明,0.10wt.%的CNFs掺量对水泥净浆力学性能提升效果最好,而0.15wt.%的CNFs掺量对水泥砂浆力学性能提升效果最好。CNFs在水泥基材料中起到桥接和网络填充作用,并且能够细化孔隙,减小水泥基材料内部孔隙率。对CNFs增强水泥净浆研究了内掺Na₂SO₄侵蚀和外源长期浸泡侵蚀。试验结果表明:掺加CNFs能够在一定程度上减小试块强度损失和缩小表面裂缝开展宽度。另外研究了不同CNFs掺量的水泥砂浆在不同浓度的Na₂SO₄溶液干湿循环,以及在相同浓度不同盐溶液中长期浸泡后试件抗硫酸盐侵蚀性能大小。试验结果表明:CNFs能够有效提升水泥基材料的抗侵蚀性能。通过表面观察可以看出,对照组试件明显剥落比较多,石英砂骨料显露,硫酸盐腐蚀明显。同时通过测试其抗压抗折强度、质量损失率和相对动弹性模量可知,当CNFs掺量为0.15wt.%时,水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀作用效果最好。通过测试试块的强度高低、质量损失来表征CNFs增强水泥砂浆抗冻性能。试验结果表明:CNFs可以提升水泥砂浆的抗冻性,掺量为0.15wt.%时,增强效果明显,并提出增强的机理是主要由于CNFs可以在一定程度上减小孔隙率,并起到桥接作用。