【摘要】普通水泥混凝土是一種疏孔介質(zhì)狀的復(fù)合材料，用做路面的水泥混凝土在車輛荷載的反復(fù)作用下，內(nèi)部的疏孔可能發(fā)生應(yīng)力集中，引起內(nèi)部微裂紋及裂紋的擴(kuò)張。雖然路面混凝土的疲勞破壞在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)，但由于荷載作用的次數(shù)及頻率，足以導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生疲勞，進(jìn)而引起路面破壞。因此對纖維混凝土考察其疲勞性能的優(yōu)劣，關(guān)系到纖維混凝土使用壽命及對其耐久性的改善程度。

疲勞性能關(guān)系到道路水泥混凝土的使用壽命，抗疲勞性能優(yōu)良的道路混凝土有著較長的使用壽命。聚丙烯纖維混凝土疲勞性能的研究文獻(xiàn)很少。國外有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了聚丙烯纖維混凝土的低周期抗壓疲勞強(qiáng)度的研究成果，為研究在結(jié)構(gòu)中使用聚丙烯纖維混凝土的抗震性能提供了參考。而以抗折強(qiáng)度為設(shè)計(jì)參數(shù)的路面混凝土的疲勞性能的研究文獻(xiàn)報(bào)道甚少。

近年來，有關(guān)聚丙烯纖維混凝土的研究備受國內(nèi)外專家的關(guān)注。如陳栓發(fā)進(jìn)行了普通混凝土和聚丙烯纖維混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度及彎曲疲勞對比試驗(yàn)，結(jié)果表明，聚丙烯纖維不但能使混凝土的強(qiáng)度提高（抗壓強(qiáng)度提高6.75%，抗折強(qiáng)度提高13.86%），在高應(yīng)力水平下，更可成倍提高混凝土的彎曲疲勞壽命。劉鵬所得試驗(yàn)結(jié)果基本與上述結(jié)果類似。

1 試驗(yàn)概況

本文選用水泥：粉煤灰：砂：纖維：水=1：1：2：1.1%（占膠凝材料）：15%（水料比），進(jìn)行彎曲疲勞試驗(yàn)研究。分析比較了不同應(yīng)力幅，不同應(yīng)力水平對疲勞性的影響。

2.主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備及疲勞試驗(yàn)參數(shù)確定

2.1. 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備

疲勞試驗(yàn)機(jī)采用美國MTS（850型）電液伺服式疲勞試驗(yàn)機(jī)，試件按三分點(diǎn)法加荷（同前述彎拉試驗(yàn)）。試驗(yàn)前先對試件反復(fù)預(yù)加5kN荷裁，以消除因接觸不良而造成的誤差。

加載模式：應(yīng)力控制；加載波形和加載頻率：加載波形采用連續(xù)正弦波形。試驗(yàn)中為加快進(jìn)度，相鄰波形間無間隙時間，同時為避免長時間試驗(yàn)可能出現(xiàn)零點(diǎn)漂移而引起的脫空現(xiàn)象，從而對試件產(chǎn)生沖擊作用。

2.2疲勞試驗(yàn)參數(shù)的確定

3. 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果

所有試件在破壞前無明顯破壞現(xiàn)象，當(dāng)達(dá)到疲勞強(qiáng)度后，試件突然破壞，由于纖維的作用，試件破壞后仍保持一定整體性，但已不具承載能力。

3.2疲勞方程的建立

現(xiàn)假定在不同應(yīng)力比下，纖維試件的斷裂機(jī)理是一致的，即認(rèn)為試件均是由裂紋引發(fā)、擴(kuò)展所致。

4.結(jié)論

1、纖維對混凝土疲勞性能的改善非常顯著，同應(yīng)力比的纖維混凝土疲勞循環(huán)次數(shù)也相應(yīng)增加，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通混凝土的疲勞性能。

2、試驗(yàn)表明，應(yīng)力比越大，纖維對混凝土的改性作用就越明顯，證實(shí)了維纖維的加入大大增強(qiáng)了混凝土的韌性。

3、混凝土疲勞過程是其內(nèi)部損傷的緩慢積累過程，對內(nèi)部缺陷有較高的敏感性。聚丙烯纖維對原生裂縫的細(xì)化作用和荷載傳遞功能對裂縫尖端應(yīng)力場的鈍化作用對混凝土的疲勞壽命有較大的幫助。纖維在混凝土成型過程中對其內(nèi)部裂縫起到了良好的抑止作用，有利彌補(bǔ)混凝土的內(nèi)部缺陷。

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