钢筋混凝土构件超低温试验研究

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发布时间：2021-09-12

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钢筋混凝土构件超低温试验研究
谢剑，聂治盟，韩晓丹，魏强’
(1．天津大学建筑工程学院．天津300072； 2．天津大学滨海土木T程结构与安全教育部重点实验室．天津300072)
【摘要】介绍了适用于钢筋混凝土构件及预应力钢筋混凝土构件低温试验的大型超低温冷库的构造及性
能，并利用该设备进行了钢筋混凝梁的降温及保温试验。试验证明：使用该设备可以对钢筋混凝土构件进行有效
的降温及保温(可降温至．IO0~C)；随着降温试件的增多，降温时间会有一定的增加。
【关键词】超低温；钢筋混凝土构件；降温试验
【中图分类号】TU528．7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001—6864【2013)03—0006一O2
THE FEASⅡlⅡ ITY STUDY ON EXPER姗NT oF RED FoRCED
CoNCRETE M EM BERS AT CRYOGENIC TEⅣ旺’ERATURE
XIE Jian ， NIE Zhi—meng ， HAN Xiao—dan ， WEI Qiang
(1．Department of Civil Engi．，Tianjin Univ．，Tianjin 300072，China；2．Key Laboratory of
Coast Civil Structure Safety，Ministry of Education，Tianjin Univ．，Tianjin 300072，China)
Abstract：The structure and performance of the large cryogenic—temperature storage for cooling rein—
forced concrete members and prestressed reinforced concrete members was described in this paper．Mo—
reover，temperatu rereduction experiments and heat insulating experiments of reinforced concrete beams
were carried out．Results of the experiments show that the storage is competent for the coling and heat
insulating task of reinforced concrete members and the temperature can be coled down to—IO0~C．With
more specimens to be coled，more time is needed．
Key words：cryogenic—temperature；reinforced concrete members；temperature reduction experi—
m ent
近年来，混凝土结构越来越多地应用于低温和超低温
领域，主要包括液化天然气储罐以及低温冷藏仓库等混凝
土构筑物的建设。液化天然气存储的温度一般在一165'E
左右，当内灌泄漏时，混凝土结构的外罐需充分考虑低温环
境的影响。此外，寒冷地区的钢筋混凝土结构、极地探索的
基地建设等均处在低温环境下，对钢筋混凝土结构的性能
都提出了较高的要求。我国黑龙江境内的漠河地区历史上
就曾经达到一53．3'E的极端最低温度】。
目前国内外对超低温混凝土的研究主要集中在钢筋、
混凝土的材料性能及两者的粘结性能等小尺寸试件的研
究。而对超低温钢筋混凝土构件及预应力钢筋混凝土构件
的研究，限于降温保温设备的降温能力有限和降温室的尺
寸较小，导致试件温度达不到超低温的要求或者试件尺寸
太小，其试验资料具有极大的片面性】。因此，为了实现
较大尺寸的钢筋混凝土构件及预应力钢筋混凝土构件的超
低温性能试验研究，进行一定的可行性试验研究是非常有
必要的。
1 试验设备
[基金项目] 国家自然科学基金项目(51078260)
(1) 制冷系统整体设计。天津商业大学建立了一套
三级复叠式制冷循环的试验装置。
(2) 低温环境试验台。低温环境试验台的低温箱箱
体外部尺寸为4．Om×3．Om×3．Om，箱体内部尺寸为3．3m
×2．4m×2．Om。保温板采用厚250ram、双面0．6ram厚彩钢
板内部硬质聚氨酯泡沫塑料复合板，其中硬质聚氨酯泡沫
塑料密度不小于45kg／m3，导热系数不大于0．o2w／(m
· ℃)，适用的温度低达一1lO℃ 以下。低温箱内空气为制
冷剂直接蒸发冷却，冷凝器为水冷却式。其冷凝温度为2O
一一4o℃可调，低温箱内环境温度为一5O一一IO0~C可调，精
度为±O．3~C。为了准确地测量低温箱内的温度，在低温箱
中使用了两种测温装置：第一种是铜一康铜热电偶，可以保
证其温度测量误差小于0．5~C；另一种为上海tl动化三厂生
产的精度等级为A级的PtlO0铂金电阻温度传感器。由热
电偶和热电阻得到的电信号接入数据采集仪，可得到低温
箱内部实时的温度数值。在低温冷库空载时其温度最多能
达到一100℃ 以下，降温曲线见图1。
2 降温及保温试验