CN102503319A

CN102503319A - 一种相变储能相变混凝土及制备方法

Info

Publication number: CN102503319A
Application number: CN201110324209XA
Authority: CN
Inventors: 王晴; 丁兆洋; 邱琳格; 张存宝; 张静
Original assignee: Shenyang Jianzhu University
Current assignee: Shenyang Jianzhu University
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-10-24
Also published as: CN102503319B

Abstract

本发明提供一种相变储能相变混凝土及制备方法，它的组分及含量为：普通硅酸盐水泥90份，快硬硫铝酸盐水泥10份，减水剂1～1.5份，速凝剂0.5～1份，早强剂0.5～1份，水50～70份，相变储能材料10～20份，泡沫的体积（升）占加入水的体积百分比为300%～500%。其制备过程中，水泥料浆搅拌均匀后要静置20min～30min才能加入泡沫。用这种混凝土制成的墙体材料在保证强度的前提下，具有较高的保温隔热性能、电绝缘性能、较低的容重和吸水率，而且还具有了自动调节温度的性能。

Description

一种相变储能相变混凝土及制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑技术领域，特别涉及一种具有良好保温性能及调温性能的相变储能相变混凝土及制备方法。

背景技术

能源与环境是当前社会所关注的重点问题，随着建筑行业的发展，如何降低建筑能耗以及改善人居环境得到广泛关注。

泡沫混凝土又称作发泡混凝土。它最为显著的特点是在混凝土内形成气泡孔，使混凝土轻质化和保温、隔热化。与其他温材料相比，泡沫混凝土价格低廉，原料易得，既可快速现浇施工，又可制成各种制品，同时它又具有防火性、隔声性、抗震性、耐侯性，用其作为保温材料，是最合适的选择。

利用相变材料相变进行能量的储存是一项新型环保节能技术。相变储能可以缓解能量浪费是合理利用能源及减轻环境污染的有效途径，也是广义热能系统优化运行重要手段。

随着现代建筑向高层发展，人们越来越多地使用轻质墙体结构。但普通轻质建筑材料的热容小，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，在轻质墙体结构中使用相变材料受到了人们的重视。通过向普通建筑材料中加入相变材料，可制成具有较高热容的轻质建筑材料，称之为相变储能建筑材料。其特点是具有较大的相变潜热，可被动蓄放热，利用相变储能复合材料构筑建筑墙体结构，可以降低室内温度波动，提高舒适度，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。

发明内容

本发明的目的是采用廉价的泡沫混凝土制备轻质墙体材料，并且在泡沫混凝土中掺入相变储能材料，提供一种相变储能相变混凝土及制备方法。可以生产具有轻质、防火、隔热、隔音并且可以自动调节室内温度等优异性能的墙体材料。

技术方案:

本发明所述的相变储能泡沫混凝土成分包括胶凝材料、水、外加剂、发泡剂及相变储能材料，其组分为：

原料重量份

（1）胶凝材料

普通硅酸盐水泥 90份

快硬硫铝酸盐水泥 10份

（2）水 45～60份

（3）外加剂

减水剂 1～1.5份

速凝剂 0.5～1份

早强剂 0.5～1份

（4）相变储能材料 10～20份

（5）泡沫：体积（升）占加入水的体积百分比为300%～500%。

其中胶凝材料由普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥组成，快硬硫铝酸盐水泥的质量占胶凝材料总量的10%；水占胶凝材料总质量的45%～60%；外加剂使用了减水剂、速凝剂和早强剂，其质量占胶凝材料总质量的1%～1.5%、0.5%～1%和0.5%～1%；相变储能材料质量占胶凝材料总质量的10%～20%；泡沫（泡沫由发泡机制得）体积占加入水的体积百分比为300%～500%。

所述水泥强度等级为42.5的硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥；

所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；

所述速凝剂为HAS高效速凝剂；

所述早强剂为亚硝酸盐早强剂；

所述相变储能材料为相变微胶囊；

所述发泡剂为HT复合发泡剂。

泡沫混凝土的制备过程为：

第一步，按照配比称取各原料。

第二步，按顺序将普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、减水剂、相变微胶囊放入入搅拌锅，略微搅拌后（低速，使物料均匀）加入水，继续低速搅拌2min，然后高速（60～120r/min）搅拌2min。然后静置20～30min，等待泡沫的加入。

第三步，使用发泡机发泡（发泡机中的水不计在水胶比内），所发泡沫以体积为单位。

第四步，重新打开搅拌机，保持低速搅拌的状态下将泡沫加入到水泥拌合物中。加入泡沫的时候采用“两步法”，即第一次加入的泡沫为泡沫总体积的20%～30%，使料浆变稀易于分散。再加入剩余泡沫，高速搅拌2min。最后加入速凝剂和早强剂并保持高速搅拌30s。

第五步，注浆成型，在湿养条件下养护24h～48h（视水胶比而定）。最后拆模。

本发明将相变储能材料与泡沫混凝土有机的结合，形成了一种新型的墙体材料，这种墙体材料兼有泡沫混凝土轻质、防火、隔热、隔音等优点，同时其中加入的相变微胶囊颗粒小，容易附着与泡沫混凝土的空隙中，不损坏泡沫混凝土的结构，保证墙体强度的前提下，具有了自动调温的功能。

具体实施方式

实施例1：

一种相变储能泡沫混凝土墙体材料，其组分为：

原料重量份

（1）胶凝材料

普通硅酸盐水泥 90份

快硬硫铝酸盐水泥 10份

（2）水 50份

（3）外加剂

减水剂 1份

速凝剂 0.7份

早强剂 0.5份

（4）相变储能材料 10份

（5）泡沫：体积（升）占加入水的体积百分比为400%

其制备工艺为：

1、原材料的选择：

普通硅酸盐水泥选用沈阳冀东水泥有限公司生产的42.5R普通硅酸盐水泥；

快硬硫铝酸盐水泥为唐山冀东水泥股份有限公司生产的42.5R快硬硫铝酸盐水泥；

发泡剂选用的是河南华泰建材开发有限公司的HT复合发泡剂；

减水剂选用的是辽宁融荣建材有限公司开发的RJ-01聚羧酸高效减水剂；

速凝剂选用的是沈阳市前程建筑外加剂厂生产的HAS高效速凝剂；

早强剂选用的是沈阳市前程建筑外加剂厂生产的亚硝酸盐早强剂；

相变储能材料选用临沂科源新型保温材料有限公司生产的相变微胶囊。

2，按顺序将普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、减水剂以及相变微胶囊倒入搅拌锅，略微搅拌后（低速，使物料均匀）加入水，继续低速搅拌2min，然后高速（60～120r/min）搅拌2min，然后静置20～30min，等待泡沫的加入。

3，使用发泡机发泡（发泡机中的水不计在水胶比内），所发泡沫以体积为单位。

5，重新打开搅拌机，保持低速搅拌的状态下将泡沫加入到水泥拌合物中。加入泡沫的时候采用“两步法”，即第一次加入的泡沫为泡沫总体积的20%～30%，使料浆变稀易于分散。再加入剩余泡沫，高速搅拌2min。最后加入速凝剂和早强剂并保持高速搅拌30s。

6，注浆成型，在湿养条件下养护24h。最后拆模。

实施例2 一种相变储能泡沫混凝土墙体材料，其组分为：

Figure 201110324209X100002DEST_PATH_IMAGE001

其制备方法与实施例1相同。

Claims

1.一种相变储能相变混凝土及制备方法，其特征在于：

其组分为：

原料重量份

（1）胶凝材料

普通硅酸盐水泥 90份

快硬硫铝酸盐水泥 10份

（2）水 45～60份

（3）外加剂

减水剂 1～1.5份

速凝剂 0.5～1份

早强剂 0.5～1份

（4）相变储能材料 10～20份

（5）泡沫：体积（升）占加入水的体积百分比为300%～500%。

2.根据权利要求1所述的. 一种相变储能相变混凝土，其特征在于：

所述水泥强度等级为42.5的硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥；

所述减水剂为聚羧酸高效减水剂；

所述速凝剂为HAS高效速凝剂；

所述早强剂为亚硝酸盐早强剂；

所述相变储能材料为相变微胶囊；

所述发泡剂为HT复合发泡剂。

3.一种如权利要求1所述的相变储能相变混凝土的制备方法，其特征在于：

制备过程为：

第一步，按照配比称取各原料；

第二步，按顺序将普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、减水剂、相变微胶囊放入入搅拌锅，略微搅拌后加入水，继续低速搅拌2min，然后高速60～120r/min搅拌2min，然后静置20～30min，等待泡沫的加入；

第三步，使用发泡机发泡，发泡机中的水不计在水胶比内，所发泡沫以体积为单位；

第四步，重新打开搅拌机，保持低速搅拌的状态下将泡沫加入到水泥拌合物中，加入泡沫的时候采用“两步法”，即第一次加入的泡沫为泡沫总体积的20%～30%，使料浆变稀易于分散；再加入剩余泡沫，高速搅拌2min，最后加入速凝剂和早强剂并保持高速搅拌30s；

第五步，注浆成型，在湿养条件下养护24h～48h，最后拆模。

4.根据权利要求3所述的相变储能泡沫混凝土的制备方法，其特征在于：在其制备过程中，胶凝材料要预先搅拌，搅拌均匀后静置20～30min，等待水泥中的静电消失后再加入泡沫，防止相变储能泡沫混凝土在制备过程中塌陷。