KNG即液化天然气，在常压下将气态的天然气冷却约-165℃，LNG储罐的外罐一般采用预应力混凝土结构，在要求保证一定抗拉强度的同时，要能够承受液化气泄漏时产生的压力，并且需要在超低温下保持其力学性能不破坏。LNG项目用的混凝土可能承受-165℃的超低温，为此，我们进行了混凝土的降温试验研究。

试验设备：环仪仪器 超低温低温箱

试验设计：

1.不同降温速率的试验

降温速率不同，混凝土内部产生温度梯度，由此产生的温度应力不同，内部的温度应力越大，越有可能对混凝土内部的结构造成破坏，需要进一步通过测试混凝土内部温度梯度来计算温度应力的大小。

测试的混凝土试件采用100mmX100mmX100mm的立方体试件，试件中心预埋温度传感器，试验分别以3℃/min和2℃/min的降温速率和直接将试件浸泡在液氮里温度变化的过程。降温时，将试件放入超低温低温箱中，分别记录环境温度和试件中心温度。

2.混凝土内部温度梯度试验

本次试验采用200mmx200mmx200mm的混凝土试件，中心预埋一根温度传感器，沿此传感器至试件边缘直线方向再等距预埋两根温度传感器，由此可以分别测试距试件边缘33、67、100mm(即试件中心)，深100mm等3个部位的混凝土内部温度，从而计算温度梯度。

本试验将试件放入超低温低温箱中以2.75℃/min的速率进行了降温试验。

试验结果分析：

1.不同降温速率的试验结果

由图3~5可知，随着环境温度降低速率的增大，试件中心温度到达要求温度的速度越快，当降温速率分别为3℃/min和2℃/min时，试件中心温度达到-165℃的时间分别为62min和90min，而把试件浸泡于液氮中时，仅用了约11min试件中心温度即达到-196℃。

2.混凝土内部温度梯度试验结果

如图所示，当以2.75℃/min的速率降温时，试件中心温度与环境温度相差较大，已达到100℃以上，根据此温差可能导致混凝土因温度应力产生的破坏。但通过对比内部3根温度传感器的数据来看，其内部温差很小，最大仅约为10℃，产生的温度应力不足以破坏试件的内部结构，因此，通过降低气体在对试件降温的方式，试件内部温度梯度不大。

试验结论：

超低温下混凝土抗压强度时的降温速率适宜为 2℃/min 左右，不适合直接将试件放入液氮浸泡;降温时，虽然试件中心与环境温度偏差大，但其内部温度梯度较小，由此产生的温度应力不足以导致其结构破坏。

如对以上试验有疑问，可以咨询环仪仪器相关技术人员。