近年来，随着国家对能源需求的不断增长，引进和生产LNG（Liquefied Natural Gas，即液化天然气，是将在常压下为气态的天然气冷却至-165℃，使之凝结成液体）对优化我国的能源结构，有效解决能源供应安全、生态环境保护，实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。 本次课题在成功研制超低温试验降温保温装置、试验测试仪表设备的基础上，系统的研究了超低温下混凝土力学性能变化机理、超低温下钢绞线力学性能、超低温下钢绞线与混凝土的粘结性能、超低温下混凝土的热应变与收缩徐变、超低温下钢绞线线膨胀系数与应力松弛、超低温下混凝土构件预应力损失,并且进一步开展了超低温下有粘结以及无粘结预应力混凝土梁的试验研究以及有限元分析,该课题还探究了低温及冻融循环作用下钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝开展情况并进行了有限元分析。 经过四年的研究，本课题为超低温环境下预应力混凝土材料及结构性能的研究积累了大量的数据，并取得了一定的成果：低温下随着含水率的提高，混凝土的抗压强度不断增加；抗冻剂掺量为2%时，可使混凝土的抗压强度得到提高；饱水状态下混凝土低温稳定阶段热应变率大于自然状态下混凝土，混凝土低温稳定阶段热应变率小于常温阶段；低温下温度对混凝土收缩的影响不明显，但混凝土的徐变随着温度降低而显著减小，且随温度降低徐变更快趋于稳定；钢绞线瞬间线膨胀和平均线膨胀系数随着初始应力的增大而增大，随着温度的降低而减小；钢绞线应力松弛随着温度的降低而减小，且其松弛速率也随着温度的降低而减小；在材性试验和构件试验的基础上，提出了低温下预应力损失的计算方法；且研究了超低温下钢绞线的力学性能，建立了低温下预测钢绞线力学性能的数值模型；随着温度的降低，钢绞线与混凝土间平均粘结强度增大；随着温度的降低，预应力混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载以及极限荷载逐渐增大，且预应力混凝土梁的刚度有一定的提高；提出了一种能够模拟有粘结以及无粘结预应力混凝土梁低温下结构性能的有限元计算方法；低温条件下钢筋混凝土轴心受拉构件的平均裂缝间距较常温条件的平均裂缝间距有所增加。 2100433B