液化天然氣下混凝土基本受力性能

隨我國能源貯備戰(zhàn)略實施和清潔能源天然氣需求劇增，促使液化天然氣接收站和其大型貯氣罐等設(shè)施開始規(guī)劃和大量地興建。其混凝土結(jié)構(gòu)將遭受液化天然氣溫度作用。國外對混凝土超低溫性能進行了一些研究，但因其復雜尚處于起步階段；國內(nèi)研究則主要集中于自然環(huán)境低溫。故對其研究必要且迫切?；谝延械难芯拷Y(jié)果和實際遭受液化天然氣作用混凝土結(jié)構(gòu)情況確定研究范圍和因素，以試驗為主輔以有限元計算方法對其進行探討。共進行了637個混凝土試件的試驗，考察的因素包括作用的溫度（20℃、-20℃、-40℃、-60℃、-80℃、-100℃、-120℃、-140℃、-160℃、-180℃和-196℃等）、混凝土強度等級（C40、C50和C60）、含水率（7種含水率工況，區(qū)間在1%~6%）和應力水平（0.2、0.4和0.6）等。結(jié)果表明，所有試件由常溫降至預定的低溫時，其外觀均未發(fā)現(xiàn)與常溫相比有明顯可見的變化。試件加載過程中均有裂縫開展的響聲，并隨作用的溫度降低破壞聲越來越響和清脆。不同低溫作用下的破壞形態(tài)相近，也與常溫類似。但破壞面粗骨料基本均被劈裂?；炷亮⒎襟w受壓強度和受拉強度隨溫度降低基本呈逐漸增大趨勢。含水率的增加將使其強度增幅提高，但高強度等級相對增幅要小于低強度等級；混凝土低溫軸心受壓強度變化規(guī)律則有所不同，它經(jīng)歷強度稍有衰減、強度快速增長和強度緩慢增長3個階段，且變化的溫度區(qū)間和幅度與混凝土的強度等級和含水率密切相關(guān)，含水率的增加和強度等級提高都使混凝土強度相對增幅加大，可見強度等級的影響與立方體受壓不同，而先期應力水平的影響可忽略；混凝土低溫彈性模量隨溫度降低幾乎呈線性增大趨勢，因含水率的增加提高了混凝土的低溫硬化指標，使其增幅明顯，但強度等級的提高使其相對增幅反而降低；混凝土低溫膨脹變形隨溫度降低開始快速降低之后呈緩慢下降趨勢，含水率的增大和強度等級提高將使混凝土低溫膨脹變形降低；混凝土的低溫應力-應變曲線峰值應力變化規(guī)律基本同軸心受壓強度，峰值應變隨溫度降低開始增加迅速、隨后變緩，隨溫度的降低上升段硬化明顯、下降段更加陡峭，這些變化特性還取決于其強度等級和含水率?；谠囼灪陀邢拊嬎惴治觯€給出了各種主要因素作用下混凝土超低溫變化規(guī)律計算模型，并建立適用于液化天然氣溫度作用混凝土受壓本構(gòu)關(guān)系。這對于液化天然氣接收站和其大型貯氣罐等低溫環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及安全具有特別重要的技術(shù)經(jīng)濟意義。 2100433B

隨我國能源貯備戰(zhàn)略實施和清潔能源天然氣需求劇增，促使液化天然氣接收站和其大型貯氣罐等設(shè)施近年開始規(guī)劃和大量地興建。其混凝土結(jié)構(gòu)將遭受液化天然氣溫度作用。國外對混凝土超低溫性能進行了一些研究，但因其復雜尚處于起步階段；國內(nèi)研究則主要集中于環(huán)境低溫，其值多不低于－30℃，而液化天然氣溫度約為－162℃，其作用結(jié)果明顯不同。同時，混凝土組成材料性能具有明顯地方性，不能簡單地直接套用國外研究數(shù)據(jù)。這類設(shè)施貯氣量都巨大，又天然氣極易燃易爆，一旦出事故其后果無疑極其嚴重。故開展混凝土超低溫受力性能研究必要且迫切?；谝延械难芯拷Y(jié)果和實際遭受液化天然氣混凝土結(jié)構(gòu)情況，確定研究范圍和因素，以試驗為主輔以有限元計算方法，研究各種主要因素作用下混凝土超低溫的強度和變形變化規(guī)律，建立適用于液化天然氣溫度作用混凝土受壓本構(gòu)關(guān)系。這對于液化天然氣接收站和其大型貯氣罐等混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計及安全具有特別重要的技術(shù)經(jīng)濟意義。