CN109972490B - 具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，所述具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装安装在混凝土箱体结构的外表面，包括栅格板，栅格板的每个栅格内填充有相变填充物，栅格板两侧设有金属层将相变填充物密封在栅格内，背向混凝土箱体结构的金属层的背向混凝土箱体结构的一侧设有辐射降温层。首先通过辐射降温层将阳光中大部分热量转换为电磁波并通过辐射的形式反射出去，再通过金属层反射部分阳光，在通过相变填充物吸收剩余部分阳光中的热量，从而减少混凝土箱体表面因为阳光照射的升温，减小混凝土箱体内外温差，避免混凝土箱体结构由于界面内外存在温差而造成的危害。

Description

具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装
技术领域
本发明涉及化学材料领域，具体为具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装。
背景技术
近年来，随着交通事业的迅猛发展，混凝土箱体结构在包括桥梁在内的土木工程中得到了广泛的应用。但是，混凝土作为最常见的建筑材料，由于其自身材料性质的限制，混凝土的导热性能并不是十分良好，特别实在日照荷载作用下，混凝土箱体截面内、外侧常常会产生不利的温度场及较大的温度梯度，从而会导致产生温度应力。而混凝土结构的抗拉强度仅有2—3Mpa，因此混凝土箱体结构经常会存在由温度裂缝所引起的结构损伤，从而造成结构耐久性的下降和刚度降低，严重时将会对桥梁结构造成重大安全隐患，影响其使用寿命，造成巨大的经济损失。
目前，在实际工程中对于控制温度裂缝的措施主要从原材料的选择、混凝土的配合比的优化等方面入手，但总而言之，大多数的方法都存在工艺复杂、工程造价高、“调温”效率低、效果不明显等问题。
从机理上分析，要解决箱型界面内外温差导致的开裂问题，合理的方法应使得界面内外温度尽可能一致，这是从源头上解决开裂问题的最有效的方法，同时不会给结构产生新的附加内力和此生危害。
因此，如何减小混凝土箱体内外温差成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明实际需要解决的问题是如何减小混凝土箱体内外温差。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，所述具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装安装在混凝土箱体结构的外表面，包括栅格板，栅格板的每个栅格内填充有相变填充物，栅格板两侧设有金属层将相变填充物密封在栅格内，背向混凝土箱体结构的金属层的背向混凝土箱体结构的一侧设有辐射降温层。
优选地，所述栅格板包括多个玻璃钢制成的立方体栅格。
优选地，所述相变填充物包括吸热相变基材及散布于所述吸热相变基材内的弹性颗粒。
优选地，所述吸热相变基材包括石多元醇、脂肪酸、蜡类及高分子类中任意一项或多项。
优选地，所述弹性颗粒包括硅橡胶颗粒。
优选地，所述金属层采用银或铝制成。
优选地，所述辐射降温层由辐射降温涂料喷涂或喷刷后凝固而成，所述辐射降温涂料为亚克力预聚体、辐射降温颗粒及有机溶剂制成的悬浊液。
优选地，所述辐射降温辐射颗粒由氧化铟锡、二氧化钛、氧化锌及二氧化硅中的任意一种或多种材料制成。
优选地，所述有机溶剂包括丙酮、氯仿、二氯甲烷、苯酚及苯甲醚中的任意一种。
优选地，所述具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装采用粘接剂粘接安装在混凝土箱体结构的外表面，所述粘接剂内添加有石墨或石墨烯。
综上所述，本发明公开了具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，所述具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装安装在混凝土箱体结构的外表面，包括栅格板，栅格板的每个栅格内填充有相变填充物，栅格板两侧设有金属层将相变填充物密封在栅格内，背向混凝土箱体结构的金属层的背向混凝土箱体结构的一侧设有辐射降温层。首先通过辐射降温层将阳光中大部分热量转换为电磁波并通过辐射的形式反射出去，再通过金属层反射部分阳光，在通过相变填充物吸收剩余部分阳光中的热量，从而减少混凝土箱体表面因为阳光照射的升温，减小混凝土箱体内外温差，避免混凝土箱体结构由于界面内外存在温差而造成的危害。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明公开的具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装的一种具体实施方式的结构示意图。
附图标记说明：辐射降温层1、金属层2、栅格板3、相变填充物4。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明公开了具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，所述具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装安装在混凝土箱体结构的外表面，包括栅格板，栅格板的每个栅格内填充有相变填充物，栅格板两侧设有金属层将相变填充物密封在栅格内，背向混凝土箱体结构的金属层的背向混凝土箱体结构的一侧设有辐射降温层。
本发明首先通过辐射降温层将阳光中大部分热量转换为电磁波并通过辐射的形式反射出去，再通过金属层反射部分阳光，在通过相变填充物吸收剩余部分阳光中的热量，从而减少混凝土箱体表面因为阳光照射的升温，减小混凝土箱体内外温差，避免混凝土箱体结构由于界面内外存在温差而造成的危害。
具体实施时，所述栅格板包括多个玻璃钢制成的立方体栅格。
可采用玻璃钢(强度大，重量轻)制备成1cm×1cm×1cm的正立方体栅格。
具体实施时，所述相变填充物包括吸热相变基材及散布于所述吸热相变基材内的弹性颗粒。
吸热相变基材在吸热后其物理状态会发生变化，在变化过程中，吸热相变基材的体积也会相应发生变化，因此，在吸热相变基材内散布弹性颗粒，可以在吸热相变基材体积发生变化时起到缓冲作用，避免对栅格结构及其密封性能造成破坏。
具体实施时，所述吸热相变基材包括石多元醇、脂肪酸、蜡类及高分子类中任意一项或多项。
上述材料均具有合适的相变温度、较高的相变烩、无毒、无腐蚀性等优点。吸热相变基材基体可采用石蜡，因为石蜡具有成本低的优点。
具体实施时，所述弹性颗粒包括硅橡胶颗粒。
具体可采用硅橡胶颗粒作为弹性颗粒，以石蜡为例，当石蜡吸热融化后其体积会增加10％-15％左右，此时，硅橡胶颗粒可以受压压缩，使相变填充物体积保持相对稳定，避免对栅格结构及其密封性能造成破坏。
具体实施时，所述金属层采用银或铝制成。
金属层使用银或者铝,使其拥有高反射率，能有效反射90％以上的太阳能，金属层有强化传热作用，可以将剩下的热量传递给下层中的相变材料，按照造价考虑本发明采用铝金属层。
具体实施时，所述辐射降温层由辐射降温涂料喷涂或喷刷后凝固而成，所述辐射降温涂料为亚克力预聚体、辐射降温颗粒及有机溶剂制成的悬浊液。
本发明中可以采用粒径范围8-10微米的亚克力预聚体及辐射降温颗粒。本发明中，亚克力预聚体、辐射降温颗粒及有机溶剂的比例为1:1:1。
具体实施时，所述辐射降温颗粒由氧化铟锡、二氧化钛、氧化锌及二氧化硅中的任意一种或多种材料制成。
本发明中，辐射降温层可以视为一种滤波器，改变热辐射的波长，当接收到热量的传导，它可以将大部分的热量转化为8-13微米的电磁波，将热量通过大气窗口辐射出去。
具体实施时，所述有机溶剂包括丙酮、氯仿、二氯甲烷、苯酚及苯甲醚中的任意一种。
具体实施时，所述具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装采用粘接剂粘接安装在混凝土箱体结构的外表面，所述粘接剂内添加有石墨或石墨烯。
本发明中，在粘接剂内添加有石墨或石墨烯的作用是增强导热性能。
本发明中，粘接剂可以采用环氧树脂结构胶体系的粘接剂。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，其特征在于，所述具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装安装在混凝土箱体结构的外表面，包括栅格板，栅格板的每个栅格内填充有相变填充物，栅格板两侧设有金属层将相变填充物密封在栅格内，背向混凝土箱体结构的金属层的背向混凝土箱体结构的一侧设有辐射降温层；所述辐射降温层由辐射降温涂料喷涂或喷刷后凝固而成，所述辐射降温涂料为亚克力预聚体、辐射降温颗粒及有机溶剂制成的悬浊液；亚克力预聚体、辐射降温颗粒及有机溶剂的比例为1:1:1；
所述辐射降温层用于将阳光中大部分热量转换为电磁波并通过辐射的形式反射出去。
2.如权利要求1所述的具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，其特征在于，所述栅格板包括多个玻璃钢制成的立方体栅格。
3.如权利要求1所述的具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，其特征在于，所述相变填充物包括吸热相变基材及散布于所述吸热相变基材内的弹性颗粒。
4.如权利要求3所述的具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，其特征在于，所述弹性颗粒包括硅橡胶颗粒。
5.如权利要求1所述的具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，其特征在于，所述金属层采用银或铝制成。
6.如权利要求1所述的具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，其特征在于，所述辐射降温辐射颗粒由氧化铟锡、二氧化钛、氧化锌及二氧化硅中的任意一种或多种材料制成。
7.如权利要求6所述的具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，其特征在于，所述有机溶剂包括丙酮、氯仿、二氯甲烷、苯酚及苯甲醚中的任意一种。
8.如权利要求1所述的具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装，其特征在于，所述具有相变吸热与辐射降温功能的箱梁自控温披装采用粘接剂粘接安装在混凝土箱体结构的外表面，所述粘接剂内添加有石墨或石墨烯。
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