水泥基材料是建筑行业用量最大的材料，但其脆性大、抗拉强度低的缺点制约了其在某些领域的应用。短切PE纤维的引入，从根本上改变了水泥基材料的破坏模式，从脆性断裂转变为韧性破坏，极大地拓展了其应用范围。
短切PE纤维增韧水泥基复合材料的机理主要包括纤维桥接、纤维拔出、纤维断裂和裂纹偏转四个方面。当水泥基体在拉力作用下产生微裂纹时，跨越裂纹两侧的纤维开始承担拉力，这就是纤维桥接作用。桥接应力能够阻止裂纹进一步张开，并将应力传递给未开裂区域，延缓了宏观裂纹的形成。
随着荷载继续增加，裂纹逐渐扩展，纤维与基体之间的界面开始脱粘。当界面脱粘到一定程度，纤维从基体中拔出的过程会消耗大量能量，这就是纤维拔出耗能机制。短切PE纤维与水泥基体的界面粘结强度适中，既能有效传递应力，又能在拔出过程中充分耗能，实现最佳的增韧效果。如果界面粘结过强，纤维直接断裂而无法拔出，耗能效果反而降低；如果界面粘结过弱，纤维过早拔出，同样起不到增韧作用。
对于某些高强度短切PE纤维，当纤维长度足够且界面粘结较强时，纤维可能在拔出之前发生断裂。纤维断裂同样需要消耗能量，而且断裂后的纤维仍然在裂纹两侧继续起到一定的桥接作用。在工程纤维增强水泥基复合材料设计中，往往希望纤维以拔出破坏为主，因为拔出过程耗能更多，增韧效果更明显。
裂纹偏转是另一个重要的增韧机制。当裂纹扩展遇到纤维时，可能改变扩展方向，沿着纤维与基体的界面发展，或者绕过纤维继续扩展。裂纹路径的曲折增加了扩展所需的能量，提高了材料的断裂韧性。纤维含量越高，分布越均匀，裂纹偏转的机会就越多，增韧效果越显著。
除了上述机制外，短切PE纤维的加入还能够细化水泥基材料的孔结构，减少原生缺陷，提高材料的密实度和均匀性。纤维在基体中形成的三维网络，限制了水泥水化过程中的体积收缩，减少了微裂纹的形成。同时，纤维的存在也抑制了裂纹的扩展和连通，阻止了宏观裂缝的形成。
研究表明，当短切PE纤维的体积掺量达到2%左右时，水泥基复合材料的断裂能可比普通水泥净浆提高2-3个数量级，呈现出明显的应变硬化行为。这种高韧性水泥基复合材料在抗震结构、抗冲击结构、结构修复加固等领域具有广阔的应用前景。
