一種相變儲(chǔ)熱混凝土及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種相變儲(chǔ)熱混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]儲(chǔ)熱混凝土是在普通混凝土中添加一定含量的相變蓄熱組分材料制成的一種新型水泥基復(fù)合材料。普通混凝土比熱容都比較小，在混凝土中添加一定含量的無機(jī)鹽晶體和碳纖維等儲(chǔ)熱組分，可改善其蓄熱性能，但碳纖維價(jià)格較高，在混凝土中使用將使儲(chǔ)熱混凝土的成本較高。
[0003]中國(guó)專利公開號(hào):102173664A，公開日:2011_9_7的專利文獻(xiàn)公開了一種石墨-石蠟復(fù)合相變儲(chǔ)能混凝土。該發(fā)明為一種石墨-石蠟復(fù)合相變儲(chǔ)能混凝土，它以水泥，水，砂，碎石，減水劑為基體，還含有石蠟相變材料和增強(qiáng)導(dǎo)熱作用的石墨以及增加機(jī)械強(qiáng)度的纖維增強(qiáng)材料。制備時(shí)首先將石蠟與石墨混合加熱石蠟全部融化，并不斷攪動(dòng)使石蠟與石墨混合均勻成粘稠狀;將砂、碎石投入攪拌機(jī)后，投入纖維、水泥進(jìn)行干拌，隨后加入水和減水劑快速攪拌均勻;然后將上述融化后的石墨?石蠟粘稠狀混合物投入上述混凝土拌合物中混合均勻即可。該發(fā)明由于在石蠟中添加了石墨作為導(dǎo)熱添加劑，提高了相變儲(chǔ)能混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，從而提高了儲(chǔ)能材料熱量?jī)?chǔ)存和釋放效率。但由于混凝土中的石蠟是一種有機(jī)物的混合物，與混凝土中的其它物質(zhì)不能很好的融合，因此，該發(fā)明的石墨?石蠟復(fù)合相變儲(chǔ)能混凝土在使用一段時(shí)間后，石蠟會(huì)慢慢滲出而造成該混凝土的熱量的儲(chǔ)存和釋放效率逐漸降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1.要解決的技術(shù)問題
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中儲(chǔ)熱混凝土熱量的儲(chǔ)存和釋放效率逐漸降低的問題，本發(fā)明提供了一種相變儲(chǔ)熱混凝土及其制備方法。它可以實(shí)現(xiàn)提高混凝土的蓄熱性能，能改善混凝土比熱容小，散熱快的缺點(diǎn)，并有效降低儲(chǔ)熱混凝土的制造成本。
[0006]2.技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的一種相變儲(chǔ)熱混凝土中選擇石油瀝青作為儲(chǔ)熱主要成分的技術(shù)原理為:石油瀝青是一種低成本、高儲(chǔ)熱性能的商用相變材料，其相變溫度42°C，相變潛熱為325kJ/kg，體積儲(chǔ)熱密度為320MJ/m3，但在將石油瀝青應(yīng)用于混凝土材料的過程中，容易出現(xiàn)過冷和相分離現(xiàn)象，導(dǎo)致材料析出，降低循環(huán)壽命，嚴(yán)重制約石油瀝青在混凝土中的實(shí)際應(yīng)用，將石油瀝青填充在丁基橡膠膠囊中，并將丁基橡膠膠囊過熱密封，制配成包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊，將相變的包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊摻和在混凝土中制備成一種相變儲(chǔ)熱混凝土。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]—種相變儲(chǔ)熱混凝土，包括水泥、石英砂、天然卵石子、水、硫酸鈣、減水劑和膨脹劑，其特征在于:還包括包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊和硅灰;各組分重量份數(shù)為:水泥10?20份，石英砂15?25份，天然卵石子15?25份，水20?30份，硫酸|丐2?5份，減水劑I?3份，膨脹劑I?3份，包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊10?20份，硅灰10?15份。
[0010]優(yōu)選地，水泥為粉煤灰硅酸鹽水泥。
[0011]優(yōu)選地，天然卵石子為cK 8mm的卵石子。
[0012]優(yōu)選地，硅灰主要由玻璃態(tài)S12組成，顆粒粒徑小于Ium的超細(xì)粉末。
[0013]優(yōu)選地，娃灰平均粒徑在0.1um，其比表面積為300?400m2/kg。
[OOM] —種相變儲(chǔ)熱混凝土的制備方法，具體步驟如下:
[0015]A.水泥漿的制備:將水泥和水計(jì)量后混合攪拌；
[0016]B.包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊的制備:將石油瀝青填充到丁基橡膠膠囊中，過熱密封丁基橡膠膠囊制備出包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊；
[0017]c.相變儲(chǔ)熱混凝土漿的制備:將計(jì)量后的石英砂、天然卵石子、硫酸鈣、硅灰、B步驟制得的包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊加入到A步驟制得的水泥漿中混合攪拌，攪拌速度為800?1500rpm，攪拌2min后再加入計(jì)量后的減水劑和膨脹劑繼續(xù)攪拌1min;
[0018]D.澆筑:將C步驟制得的相變儲(chǔ)熱混凝土漿注入模具中，20?30°C下養(yǎng)護(hù)28天，硬化得到相變儲(chǔ)熱混凝土。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下效果:
[0021](I)本發(fā)明的一種相變儲(chǔ)熱混凝土，除添加了混凝土常用的水泥、石英砂、天然卵石子、水、減水劑和膨脹劑外，添加了導(dǎo)熱性能好的包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊以提高混凝土的蓄熱釋放效率，提高了混凝土的儲(chǔ)熱性能，改善了混凝土比熱容小，散熱快的缺點(diǎn)，并有效降低了儲(chǔ)熱混凝土的制造成本；
[0022](2)本發(fā)明的一種相變儲(chǔ)熱混凝土，水泥為粉煤灰硅酸鹽水泥，用這種水泥制得的儲(chǔ)熱混凝土材料抗壓強(qiáng)度高，易得價(jià)廉；
[0023](3)本發(fā)明的一種相變儲(chǔ)熱混凝土，天然卵石子為d < 8mm的卵石子，攪拌后能夠達(dá)到既可以均勻分布于混凝土中起到骨架作用，又不使成本增加過高的目的，在本發(fā)明的混凝土材料中使用性價(jià)比高；
[0024](4)本發(fā)明的一種相變儲(chǔ)熱混凝土，硅灰規(guī)格為顆粒粒徑小于lum，平均粒徑在
0.lum，具有很高的比表面積(300?400m2/千克)，這個(gè)規(guī)格的硅灰應(yīng)用于本發(fā)明的混凝土材料中，起到的高耐久和高抗凍性；由于加入了包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊對(duì)一般混凝土來說，其強(qiáng)度會(huì)變小，但在混凝土中加入了超細(xì)粉末硅灰能避免混凝土強(qiáng)度變小，而且超細(xì)粉末附著在丁基橡膠膠囊的表面，即保護(hù)丁基橡膠膠囊的完整性，還能提高其抗?jié)B性，因此包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊和超細(xì)粉末硅灰具有協(xié)同作用；
[0025](5)本發(fā)明的一種相變儲(chǔ)熱混凝土及其制備方法，具有經(jīng)濟(jì)、通用性好等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種需要蓄熱功能的混凝土的地區(qū)和行業(yè)，便于推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0027]實(shí)施例1
[0028]本實(shí)施例的一種相變蓄熱混凝土材料，主要組分為下列重量份的原料:
[0029]粉煤灰硅酸鹽水泥20份，石英砂15份，天然卵石子20份，水25份，硫酸鈣2份，減水劑2份，膨脹劑3份，包裹有石油瀝青的丁基橡膠膠囊10份，硅灰15份；
[0030]本實(shí)施例的相變蓄熱混凝土的制備方法，其具體步驟如下:
[0031]A.水泥漿的制備:將粉煤灰硅酸鹽水泥20份和水25份計(jì)量后混合攪拌；
[0032]B.石油瀝青丁基橡膠膠囊的制