混凝土作为储存液化天然气(LNG)储罐结构的受力材料,因LNG存量改变引起的罐内温度变化使其在LNG储罐运行过程中经历超低温冻融循环作用。而实际运行的储罐结构因功能要求、受力特点以及经济性和安全性等,不同类型储罐以及储罐不同部位所采用的混凝土强度等级一般也有所不同。故研究不同强度等级混凝土经历超低温冻融循环作用性能十分必要。本文将通过试验探讨强度等级对混凝土经历超低温冻融循环作用后的受压性能和变形性能影响规律,并与常规冻融循环作用试验结果对比。根据实际运行的LNG类储罐结构情况和本课题组已有的研究结果,这里选取的混凝土设计强度等级分别为C40、C50及C60,考察的温度区间为15℃~-120℃和15℃~-190℃,超低温冻融循环作用次数则分别取0次、16次和30次。试验共制作试件120个。所有试验均由自行研制的超低温混凝土受力性能试验装置实现。通过超低温试验炉获取给定的温度作用工况,并给出混凝土的热变形指标(热残余变形、热膨胀变形系数),然后再由相配套的液压试验机施加轴心受压荷载获取混凝土上下限温度时的受压强度性能和受压变形性能(弹性模量、峰值应变、应力-应变曲线)变化规律。试验结果表明,强度等级对混凝土经历超低温冻融循环作用后的性能具有显著影响,但不同的超低温温度区间和冻融循环作用次数表现出的影响程度存在差异。对于给定超低温冻融循环作用工况,上限温度时加载混凝土的强度等级对其破坏状况影响显著,而下限温度时加载则不明显。混凝土的受压强度、弹性模量随其强度等级提高具有相似的变化规律,而混凝土的峰值应变、应力-应变曲线以及热变形等均呈现复杂的变化趋势,在不同超低温冻融循环作用工况下随其强度等级提高而呈现的变化趋势不尽相同。同时,混凝土在下限温度时的性能变化受到冻融循环作用损伤和超低温增强效应的双重影响,其随强度等级提高的变化规律与所处的超低温冻融循环作用工况息息相关。与已有的常规冻融循环作用试验结果比较表明,超低温冻融循环作用对不同强度等级混凝土性能指标的影响更为严重、也存在明显的差异。本论文的研究结果可为可靠地设计和安全评估LNG储罐类混凝土结构提供依据。