CN102417330B - 高性能相变储能材料芯材及其制备而成的夹心建筑墙板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能相变储能材料芯材及其制备而成的夹心建筑墙板。该芯材由以下按重量份数计的原料制备而成：水泥50～90份，相变材料5～20份，多孔类材料5～20份，水10～30份。高性能相变储能材料夹心建筑墙板的制备包括步骤：将相变材料与多孔类材料混合得到相变储能骨料；将水泥、水和相变储能骨料混合搅拌，得到芯材水泥浆；将两块外部面板平行插入墙板模具内，将芯材水泥浆浇注至墙板模具内，填充到两块外部面板之间，将凹凸槽和侧面倒边构造复合，通过凝结和养护后脱模，得到高性能相变储能材料夹心建筑墙板。所得墙板性能优异，具有轻质高强、节能保温的特性，同时兼有良好的力学、热工、隔声、抗渗、防火和耐久性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种高性能相变储能材料芯材及其制备而成的高性能相变储能材料夹心建筑墙板。
背景技术
随着现代建筑向高层发展，人们越来越多地使用轻质建筑墙板结构。但普通轻质建筑墙板材料的热容小，导致室内温度波动大，室内环境舒适性差，同时也增加了供暖空调系统的负荷，导致建筑能耗上升。为了减少建筑能源消耗，提高室内舒适度，在建筑墙板结构中使用相变材料受到了人们的重视，其特点是具有较大的相变潜热，可被动蓄放热。
在建筑能耗中，采暖用能和空调用能是终端能源消费中最重要的一项。而且随着人民对建筑舒适度要求的不断提高，这两种用能比例将越来越高。无论是采暖或是空调用能，都是为了保持和稳定室内的生活温度而消耗的巨额能量。如果能采用传热系数低的高性能围护材料以降低室内外的能量交换，保持室内温度的稳定性，将大幅度将降低这两部分能源的消耗，促进高效率节能，根据我国近20年的建筑节能经验表明，在节能50％的工程实施中，60％依靠新型墙材的使用，40％依靠供热系统提高能源效率，减少热损失。因此，新型墙材的研制与开发应用成为建筑节能的的最重要的组成部分。
当前，国际上墙体材料的发展呈现出以下发展趋势：一、由小尺寸的砖和砌块向大尺寸的条板和预制墙板发展；二、由单一的围护功能向围护、保温、装饰等综合功能发展；三、原材料向利用工业废弃物发展。我国发展节能型建筑墙板材料的潜力巨大。目前我国既有建筑面积近500亿平方米，其中99％是高能耗建筑，单位建筑面积能耗是发达国家的2～3倍，节能改造对节能型建筑墙板材料需求大；我国当前建筑规模庞大，是世界上最大的建筑市场，年新建建筑面近20亿平方米，年竣工建筑面积大于各发达国家的总量，到2020年，我国建筑面积将达到700亿平方米，能耗巨大，因此，发展高效节能型建筑墙板迫在眉睫。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种高性能相变储能材料芯材。
本发明的另一目的在于提供一种上述高性能相变储能材料芯材制备而成的高性能相变储能材料夹心建筑墙板。该建筑墙板生产成本低，具有轻质高强、节能保温的特性，同时兼有良好的力学、热工、隔声、防火和耐久性能，施工效率高，有利于住宅工业化。
本发明的再一目的在于提供上述高性能相变储能材料夹心建筑墙板的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种高性能相变储能材料芯材，该高性能相变储能材料芯材由以下按重量份数计的原料制备而成：
所述相变材料为液体石蜡、聚乙烯或脂肪酸。
所述脂肪酸优选为癸酸或月桂酸，更加优选为癸酸。
所述多孔类材料为稻壳灰、陶粒、活性炭、硅藻土或石膏板。
一种由上述的高性能相变储能材料芯材制备而成的高性能相变储能材料夹心建筑墙板。
上述高性能相变储能材料夹心建筑墙板的制备方法，包括以下操作步骤：
(1)将相变材料与多孔类材料混合得到相变储能骨料；
(2)将水泥、水和步骤(1)所得相变储能骨料混合搅拌120～180秒，得到芯材水泥浆；
(3)将两块外部面板平行插入墙板模具内，将芯材水泥浆浇注至墙板模具内，填充到两块外部面板之间，将凹凸槽和侧面倒边构造复合，通过凝结和养护后脱模，得到高性能相变储能材料夹心建筑墙板。
所述外部面板为无石棉纤维板、硅酸钙板、石膏板或木板。
本发明高性能相变储能材料建筑墙板的制备过程中，通过凹凸槽以达到半干法嵌缝紧密拼装效果，同时在凹凸槽拼接处设置特殊的侧面倒边构造，使得墙板拼接后，凹凸槽拼接处可平整粘贴与面板相同的材料，既使墙面厚度均匀一致，又使凹凸槽拼接处得到完整的抗裂防渗保护。
本发明高性能相变储能材料建筑墙板采用独特的轻质相变混凝土芯材，此混凝土芯材原材料中加有高性能相变储能骨料，具有良好的力学、热工、隔声、防火和耐久性能。利用本发明建筑墙板构筑的建筑围护结构，当室外温度有较大波动时，房间内表面温度波动相对较平缓，房间的舒适性相对较高，使建筑供暖空调系统不用或者少用能，减小所需空气处理设备的容量，同时可使空调或供暖系统利用夜间廉价电运行，降低空调或供暖系统的运行费用。
本发明相对现有技术具有如下的优点及有益效果：
(1)将相变材料储藏在多孔建筑材料中制备墙板芯材，可以使建筑材料同时具有承重和储能的双重功能，相变材料可以提高墙体的保温能力，调节室内温度，节省采暖能耗，而且可以减小墙体自重，使墙体变薄，增加房屋的有效使用面积；在增加建筑功能的同时，无需占用额外的建筑空间，降低了建筑成本。
(2)本发明的高性能相变储能墙板性能优异，采用稳定性好、强度高面板，中间复合有高性能相变储能混凝土，具有轻质高强、节能保温的特性，同时兼有良好的力学、热工、隔声、抗渗、防火和耐久性能，施工效率高，有利于住宅工业化，十分符合当今世界节能、节地、循环经济和低碳经济的发展方向。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将两块尺寸为3000×600×120mm的无石棉纤维板平行插入墙板模具内；
(2)相变储能骨料制备：称取稻壳灰100g和液体石蜡150g，充分混合搅拌至颜色变为紫色，得到相变储能骨料；
(3)制备芯材：分别称取水泥500g、相变储能骨料250g和水200g混合搅拌均匀，得到芯材水泥浆；
(4)将芯材水泥浆浇注于插好无石棉纤维板的模具中，填充到两块无石棉纤维板之间，同时将凹凸槽和侧面倒边构造复合，通过凝结和养护28天后脱模，得到夹心厚度为60mm的高性能相变储能材料夹心建筑墙板。所得高性能相变储能材料夹心建筑墙板的相变温度为29.4摄氏度，抗压强度为56.8MPa。
实施例2
(1)将两块尺寸为3000×600×120mm的硅酸钙板平行插入墙板模具内；
(2)相变储能骨料制备：称取陶粒200g和液体石蜡200g，充分混合搅拌至颜色变为紫色，得到相变储能骨料；
(3)制备芯材：分别称取水泥900g、相变储能骨料400g和水300g混合搅拌均匀，得到芯材水泥浆；
(4)将芯材水泥浆浇注于插好硅酸钙板的模具中，填充到两块硅酸钙板之间，同时将凹凸槽和侧面倒边构造复合，通过凝结和养护28天后脱模，得到夹心厚度为60mm的相变储能墙板。所得高性能相变储能材料夹心建筑墙板的相变温度为31.6摄氏度，抗压强度为65.5MPa。
实施例3
(1)将两块尺寸为3000×600×120mm的石膏板平行插入墙板模具内；
(2)相变储能骨料制备：称取活性炭50g和聚乙烯50g，充分混合搅拌5分钟，得到相变储能骨料；
(3)制备芯材：分别称取水泥500g、相变储能骨料100g和水100g混合搅拌均匀，得到芯材水泥浆；
(4)将芯材水泥浆浇注于插好石膏板的模具中，填充到两块石膏板之间，同时将凹凸槽和侧面倒边构造复合，通过凝结和养护28天后脱模，得到夹心厚度为60mm的相变储能墙板。所得高性能相变储能材料夹心建筑墙板的相变温度为33.2摄氏度，抗压强度为60.3MPa。
实施例4
(1)将两块尺寸为3000×600×120mm的木板平行插入墙板模具内；
(2)相变储能骨料制备：称取硅藻土100g和癸酸100g，充分混合搅拌5分钟，得到相变储能骨料；
(3)制备芯材：分别称取水泥700g、相变储能骨料200g和水200g混合搅拌均匀，得到芯材水泥浆；
(4)将芯材水泥浆浇注于插好木板的模具中，填充到两块木板之间，同时将凹凸槽和侧面倒边构造复合，通过凝结和养护28天后脱模，得到夹心厚度为60mm的相变储能墙板。所得高性能相变储能材料夹心建筑墙板的相变温度为32.7摄氏度，抗压强度为64.5MPa。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高性能相变储能材料夹心建筑墙板的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：
（1）将5～20重量份相变材料与5～20重量份多孔类材料混合得到相变储能骨料；所述相变材料为液体石蜡、聚乙烯或脂肪酸；所述多孔类材料为稻壳灰、陶粒、活性炭、硅藻土或石膏板；
（2）将50～90重量份水泥、10～30重量份水和步骤（1）所得相变储能骨料混合搅拌120～180秒，得到芯材水泥浆；
（3）将两块外部面板平行插入墙板模具内，将芯材水泥浆浇注至墙板模具内，填充到两块外部面板之间，将凹凸槽和侧面倒边构造复合，通过凝结和养护后脱模，得到高性能相变储能材料夹心建筑墙板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述外部面板为无石棉纤维板、硅酸钙板、石膏板或木板。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述脂肪酸为癸酸或月桂酸。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述脂肪酸为癸酸。
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