对超低温环境下使用的试验设备进行了设计购置,通过试验对超低温环境下混凝土降温升温情况及抗拉强度、抗压强度进行研究,提出了相关计算公式,主要包括以下方面:1.通过试验前的系统准备,研究了试验过程中所需要的降温设备及试验仪器,包括超低温冰箱、超低温加载箱、超低温测温设备及加载测量设备等,并对仪器进行了购置、试制和测试。2.通过制作三种规格的试件共10块,在试件的指定位置放置温度传感器,并在-20℃,-50℃,-80℃和-160℃四个温度点进行温度试验,研究了不同规格的混凝土试件中心温度随时间的变化情况,以及混凝土试件在低温下所形成的温度场随时间的变化情况。3.通过制作三种规格的立方体试件38组共114块,在20℃、0℃、-20℃、-40℃、-60℃、(-70℃)、-80℃、-120℃和-160℃九个温度点测量试块的强度,研究温度对于抗压强度和抗拉强度的影响,提出了不同温度下立方体抗压强度、棱柱体抗压强度及劈裂抗拉强度的计算公式,在此基础上总结了低温下棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度与立方体抗压强度的关系以及低温下立方体抗压强度的尺寸效应。通过试验及分析可得到以下基本结论:1.关于实验设备:通过温度的相关试验证明,超低温冰箱和超低温加载箱能够控制试块温度达到室温到-180℃之间的任意温度,可以满足后续试验的温度要求。低温测量及加载设备使用的温度范围为50℃~-290℃,能够满足试验中对试块温度的控制和强度的测量。2.关于混凝土的温度:在冰箱温度设定为某一点时,混凝土的降温速度随着试块的增大而减小,在温差较小时降温速度减慢。当试块不大时,除去刚开始降温阶段,六面传热混凝土试块的内部温度基本是相同的,可以看作各处等温,这与单面非稳态传热不同。3.关于混凝土的强度:混凝土的抗压强度随着温度的降低有显著提高,混凝土的抗拉强度也随着温度的降低而提高,但是提高的比例并不与抗压强度相同。混凝土试块的尺寸效应及棱柱体试块抗压强度与立方体试块抗压强度的换算关系随温度的变化而变化,在某一范围内基本符合线性关系。本文可以为低温下混凝土建筑结构的建造及低温下混凝土规范的完善提供参考。