CN110577386A - 一种相变储热混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种相变储热混凝土及其制备方法。该混凝土的原料包括膨胀蛭石复合相变材料，硅灰，硅酸盐水泥，砂石，石子，水和减水剂。膨胀蛭石复合相变材料的相变温度为25～40℃，相变潜热≥80J/g。将膨胀蛭石复合相变材料，硅酸盐水泥，减水剂和水按照质量比10～20:10～20:60～80:140～160:260～300:40～60:0.2～0.5搅拌均匀后浇筑成型，养护1～3天后脱模,在养护室养护28天即可。本发明制备的混凝土充分利用了膨胀蛭石对相变材料的微孔吸附作用，在保证调温效率的同时实现了建筑材料的结构功能一体化。

Description

一种相变储热混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种相变储能材料技术，属于相变储能材料制备的技术领域。
背景技术
研究表明，在欧洲和一些发达国家，30％～40％的能源消耗都是来与建筑物相关，导致了每年30％的温室气体的排放。而在我国，根据国家建设部公布的数据，中国的建筑能耗占终端能耗的20％左右，并且在我国经济和社会高速发展的情况下，建筑终端能耗势必将大幅增高，将严重威胁生态环境、导致能源危机。
相变储能材料即相变材料(Phase change material,PCM)，可以完全通过自身相态的变化，以达到对热能的存储和释放性能。当从固态转为液态时，从环境中吸收大量的热量；当从固态转化为液态时，可以向环境中释放出大量热能。通过自身热能存储与释放的特性，可以对热能(冷)进行有效的存储，同时可以对材料周围环境温度进行有效的调节控治。
申请号为201610028342.的专利公开了一种相变储热混凝土及其制备方法。该专利先制备出水泥砂浆，然后制备出包裹了石油沥青的丁基橡胶胶囊，最后与硅灰、天然卵石子、石英砂、硫酸钙直接混合搅拌，浇筑成型出具有较高储热的混凝土。该发明虽然提高了混凝土的储热能力，但是降低了混凝土的强度。
膨胀蛭石是由矿物蛭石高温煅烧得到的。蛭石原矿经过高温焙烧其体积可迅速膨胀8-20倍，膨胀后的比重130-180kg/m3，具有很强的保温隔热性能。以酸处理以后的膨胀蛭石负载有机相变材料可以制备出膨胀蛭石复合相变材料，以该复合材料部分替代普通骨料作为相变混凝土的骨料使用。
发明内容
技术问题：本发明的目的是利用膨胀蛭石复合相变材料部分替代骨料制备一种相变储热混凝土。本发明制备的混凝土通过简单的搅拌、浇筑成型实现了混凝土本身的相变储热保温效果。同时，在混凝土制作过程中无需增加对相变材料进行专门处理的工艺，实现了现场直接浇筑。
技术方案：为实现以上技术目的，本发明的一种相变储热混凝土的原料包括膨胀蛭石复合相变材料，硅灰，硅酸盐水泥，砂石，石子，水和减水剂：所述的相变储热混凝土由下述质量份组成：10～20份的膨胀蛭石相变材料、10～20份的硅灰、60～80份的硅酸盐水泥、140～160份的砂石、260～300份的石子、40～60份的水、0.2～0.5份的减水剂。
其中：
所述膨胀蛭石复合相变材料为酸处理以后的膨胀蛭石负载有机相变材料，有机相变材料为石蜡或硬脂酸。
所述膨胀蛭石复合相变材料中膨胀蛭石的粒径＜500um,SiO2和Al2O3重量含量之和＞65％。
所述膨胀蛭石复合相变材料中酸处理膨胀蛭石的酸浓度为0.8mol/L～1.2mol/L,处理温度为50℃～90℃，处理时间为1小时～4小时。
所述的硅灰中的品质应为SiO2含量≥85％的中品质硅灰或者SiO2含量≥92％高品质硅灰。
所述石子由粒径5～20mm玄武岩碎石或花岗岩碎石构成。
所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
本发明的相变储热混凝土的制备方法包括以下步骤：
1)将石蜡或脂肪酸与酸处理以后的膨胀蛭石按质量比(40～70):50混合，在60℃～70℃条件下搅拌2h～4h成共熔物,再将所述共熔物在60℃～70℃条件下超声处理1h，得到膨胀蛭石复合相变材料；
2)将得到的膨胀蛭石复合相变材料和硅酸盐水泥、硅灰、砂石、石子在搅拌机中干混3～6分钟，得到混合粉；
3)将水和减水剂加入所述的混合粉中，搅拌5～10分钟，得到浆料；
4)将得到的浆料倒入模具，在10℃～35℃条件下的常温成型1～3天后，脱模，得到混凝土试块；
5)将步骤4)得到的试块在18℃～22℃，湿度95％以上的养护室，养护28天。
有益效果：本发明中，利用酸对膨胀蛭石进行处理，增加了膨胀蛭石对于相变材料的吸附量，用处理后的硅藻土以及膨胀蛭石吸附相变材料制备出了复合相变材料，将膨胀蛭石复合相变材料作为相变储热混凝土的骨料与硅酸盐水泥、硅灰、砂石、石子等一起浇筑制备了相变储热混凝土，该混凝土具有相变储能的作用，对温度的变化有一定的迟滞作用。
附图说明
图1为相变储热混凝土对温度变化的迟滞效果。
具体实施方式
实施例1
选用0.7mol/L的硫酸在60℃条件下和膨胀蛭石反应1h,取过滤、干燥以后的膨胀蛭石和石蜡在60℃条件下搅拌2h,再将共融物在60℃条件下超声处理1h制备出膨胀蛭石复合相变材料。
相变储热混凝土由以下组份质量份组成：5份的膨胀蛭石相变材料、10份的硅灰、80份的硅酸盐水泥、150份的砂石、280份的石子、50份的水、0.2份的减水剂。
相变储热混凝土制备方法包括以下几个步骤：
1)将得到的膨胀蛭石复合相变材料和硅酸盐水泥、硅灰、砂石、石子在搅拌机中干混3～6分钟，得到混合粉；
2)将水和减水剂加入所述的混合粉中，搅拌5～10分钟，得到浆料；
3)将得到的浆料倒入模具，在10℃～35℃条件下的常温成型1～3天后，脱模，得到混凝土试块；
4)将步骤3)得到的试块在18℃～22℃，湿度95％以上的养护室，养护28天。
实施例2
选用0.7mol/L的硫酸在60℃条件下和膨胀蛭石反应1h,取过滤、干燥以后的膨胀蛭石和石蜡在60℃条件下搅拌2h,再将共融物在60℃条件下超声处理1h制备出膨胀蛭石复合相变材料。
相变储热混凝土由以下组份质量份组成：10份的膨胀蛭石相变材料、10份的硅灰、80份的硅酸盐水泥、145份的砂石、280份的石子、50份的水、0.2份的减水剂。
相变储热混凝土制备方法包括以下几个步骤：
1)将得到的膨胀蛭石复合相变材料和硅酸盐水泥、硅灰、砂石、石子在搅拌机中干混3～6分钟，得到混合粉；
2)将水和减水剂加入所述的混合粉中，搅拌5～10分钟，得到浆料；
3)将得到的浆料倒入模具，在10℃～35℃条件下的常温成型1～3天后，脱模，得到混凝土试块；
4)将步骤3)得到的试块在18℃～22℃，湿度95％以上的养护室，养护28天。
实施例3
选用0.7mol/L的硫酸在60℃条件下和膨胀蛭石反应1h,取过滤、干燥以后的膨胀蛭石和石蜡在60℃条件下搅拌2h,再将共融物在60℃条件下超声处理1h制备出膨胀蛭石复合相变材料。
相变储热混凝土由以下组份质量份组成：20份的膨胀蛭石相变材料、10份的硅灰、80份的硅酸盐水泥、135份的砂石、280份的石子、50份的水、0.2份的减水剂。
相变储热混凝土制备方法包括以下几个步骤：
1)将得到的膨胀蛭石复合相变材料和硅酸盐水泥、硅灰、砂石、石子在搅拌机中干混3～6分钟，得到混合粉；
2)将水和减水剂加入所述的混合粉中，搅拌5～10分钟，得到浆料；
3)将得到的浆料倒入模具，在10℃～35℃条件下的常温成型1～3天后，脱模，得到混凝土试块；
4)将步骤3)得到的试块在18℃～22℃，湿度95％以上的养护室，养护28天。
试验结果
用预埋的在混凝土试块中央的温度传感器测试混凝土在升温和降温过程中的温度变化。测试的结果如图1所示。
根据GB/T50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测定不同试验组的抗压强度，结果如表1所示
表1相变储热混凝土抗压强度
抗压强度 实施例1 实施例2 实施例3
7d 35.7 29.1 27.1
28d 43 41.1 36.5
混凝土的温度变化测试结果表明，本发明制备的相变储热混凝土对温度变化有明显的迟滞效果，强度测试结果表明，本发明制备的相变储热混凝土复合国家标准对建筑用混凝土的强度标准。
与传统混凝土相比，本发明制备的混凝土通过简单的搅拌、浇筑成型实现了混凝土本身的相变储热保温效果。同时，在混凝土制作过程中无需增加对相变材料进行专门处理的工艺，实现了现场直接浇筑。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种相变储热混凝土，其特征在于该相变储热混凝土的原料包括膨胀蛭石复合相变材料，硅灰，硅酸盐水泥，砂石，石子，水和减水剂：所述的相变储热混凝土由下述质量份组成：10～20份的膨胀蛭石相变材料、10～20份的硅灰、60～80份的硅酸盐水泥、140～160份的砂石、260～300份的石子、40～60份的水、0.2～0.5份的减水剂。
2.根据权利要求1所述的一种相变储热混凝土，其特征在于所述膨胀蛭石复合相变材料为酸处理以后的膨胀蛭石负载有机相变材料，有机相变材料为石蜡或硬脂酸。
3.根据权利要求2所述的一种相变储热混凝土，其特征在于所述膨胀蛭石复合相变材料中膨胀蛭石的粒径＜500um,SiO2和Al2O3重量含量之和＞65％。
4.根据权利要求2所述的一种相变储热混凝土，其特征在于所述膨胀蛭石复合相变材料中酸处理膨胀蛭石的酸浓度为0.8mol/L～1.2mol/L,处理温度为50℃～90℃，处理时间为1小时～4小时。
5.根据权利要求1所述的一种相变储热混凝土，其特征在于所述的硅灰中的品质应为SiO2含量≥85％的中品质硅灰或者SiO2含量≥92％高品质硅灰。
6.根据权利要求1所述的一种相变储热混凝土，其特征在于所述石子由粒径5～20mm玄武岩碎石或花岗岩碎石构成。
7.根据权利要求1所述的一种相变储热混凝土，其特征在于所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
8.一种如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的相变储热混凝土的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
1)将石蜡或脂肪酸与酸处理以后的膨胀蛭石按质量比(40～70):50混合，在60℃～70℃条件下搅拌2h～4h成共熔物,再将所述共熔物在60℃～70℃条件下超声处理1h，得到膨胀蛭石复合相变材料；
2)将得到的膨胀蛭石复合相变材料和硅酸盐水泥、硅灰、砂石、石子在搅拌机中干混3～6分钟，得到混合粉；
3)将水和减水剂加入所述的混合粉中，搅拌5～10分钟，得到浆料；
4)将得到的浆料倒入模具，在10℃～35℃条件下的常温成型1～3天后，脱模，得到混凝土试块；
5)将步骤4)得到的试块在18℃～22℃，湿度95％以上的养护室，养护28天。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111500263A (zh) * 2019-12-31 2020-08-07 天津市城市规划设计研究院 一种严寒区相变储热混凝土结构
CN112321239A (zh) * 2020-11-20 2021-02-05 佛山市睿德建筑节能材料有限公司 一种瓷砖胶及其制备方法
CN113185181A (zh) * 2021-04-16 2021-07-30 东南大学 3d打印相变骨料、制备及应用
CN113620637A (zh) * 2021-08-13 2021-11-09 中国地质大学（北京） 一种相变蓄能储热材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1552659A (zh) * 2003-12-19 2004-12-08 北京振利高新技术公司 石蜡相变保温砂浆粉及石蜡相变保温砂浆的制备方法
CN102173664A (zh) * 2011-01-17 2011-09-07 东南大学 一种石墨-石蜡复合相变储能混凝土及其制备方法
CN104086134A (zh) * 2014-06-20 2014-10-08 沈阳建筑大学 石蜡/陶粒相变储能混凝土及制备方法
CN105036627A (zh) * 2015-07-27 2015-11-11 浙江方远建材科技有限公司 一种相变性屋面自保温陶粒混凝土
CN108033729A (zh) * 2017-12-19 2018-05-15 诺弗斯绝热材料有限公司 一种高抗压强度的相变储能混凝土

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1552659A (zh) * 2003-12-19 2004-12-08 北京振利高新技术公司 石蜡相变保温砂浆粉及石蜡相变保温砂浆的制备方法
CN102173664A (zh) * 2011-01-17 2011-09-07 东南大学 一种石墨-石蜡复合相变储能混凝土及其制备方法
CN104086134A (zh) * 2014-06-20 2014-10-08 沈阳建筑大学 石蜡/陶粒相变储能混凝土及制备方法
CN105036627A (zh) * 2015-07-27 2015-11-11 浙江方远建材科技有限公司 一种相变性屋面自保温陶粒混凝土
CN108033729A (zh) * 2017-12-19 2018-05-15 诺弗斯绝热材料有限公司 一种高抗压强度的相变储能混凝土

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任苗: "导电相变储热混凝土的制备及性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111500263A (zh) * 2019-12-31 2020-08-07 天津市城市规划设计研究院 一种严寒区相变储热混凝土结构
CN112321239A (zh) * 2020-11-20 2021-02-05 佛山市睿德建筑节能材料有限公司 一种瓷砖胶及其制备方法
CN112321239B (zh) * 2020-11-20 2022-03-08 佛山市睿德建筑节能材料有限公司 一种瓷砖胶及其制备方法
CN113185181A (zh) * 2021-04-16 2021-07-30 东南大学 3d打印相变骨料、制备及应用
CN113620637A (zh) * 2021-08-13 2021-11-09 中国地质大学（北京） 一种相变蓄能储热材料及其制备方法

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