[發明專利]一種用于太陽能熱電站的新型儲熱混凝土及其制備方法

無效

• 申請號: 201210175261.8
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102701704A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 何永佳;呂林女;何百靈;胡曙光
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種功能混凝土材料及其制備方法。?

背景技術

隨著傳統不可再生能源的減少，能源問題日趨凸顯。而太陽能是取之不盡的能源，相比較而言，其利用工藝過程簡單可靠，能量轉換環節較少，所以人們很快把焦點放在太陽能的利用上。但太陽能利用均存在一個突出的問題，即能量的儲存問題，因為太陽能光熱發電系統無可避免地受到天氣、晝夜的影響。有效的辦法是采用儲熱系統，其目的是將日光幅射充足時的熱能儲存起來，在日光幅射不足或夜間時釋放出來產生蒸汽發電，總體作用是提高系統可靠性，持續可供性和降低成本。而高溫蓄熱介質主要有固體如混凝土、可鑄陶瓷、液體如礦物油、以及熔鹽等類。油類蓄熱介質長期化學性質不太穩定，有的易燃，使用成本較高；熔鹽類蓄熱介質也有明顯的缺點。而混凝土是非常適宜的固體高溫顯熱蓄熱介質，其比熱容較高，單位熱量儲存成本低，建造維護較易，是極具發展前景的一類儲熱材料。目前太陽能熱電站用儲熱材料一般要求400℃左右，所以這就對混凝土的高溫性能要求更為嚴格。但混凝土作為一種含水量較高、組分復雜且熱穩定性不高的一種材料，要達到上述技術要求仍然存在較多的關鍵技術問題需要加以解決：1、混凝土高溫下不穩定的問題，2、混凝土熱導率較低的問題。?

發明內容

本發明的目的是提供一種用于太陽能熱電站的新型儲熱混凝土及其制備方法，該儲熱混凝土的熱穩定性好和導熱系數高。?

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：一種用于太陽能熱電站的新型儲熱混凝土，其特征在于它由偏高嶺土、改性水玻璃溶液、減水劑、玄武巖、細集料、鋼纖維、有機纖維和石墨粉制備而成，1平方米混凝土中各原材料按如下比例配合：偏高嶺土?380~450?kg/m³，改性水玻璃溶液220~310?kg/m³，減水劑5~10kg/m³，玄武巖900~1200?kg/m³，細集料590~710?kg/m³，鋼纖維10~20kg/m³，有機纖維0.5~1kg/m³，石墨粉10~20kg/m³，其中改性水玻璃溶液與偏高嶺土的液固比為0.60~0.70；?

所述的細集料為銅礦砂、鋼渣砂中的任意一種或二種按任意配比的混合，或者為普通砂與銅礦砂、鋼渣砂中的任意一種或二種的混合，普通砂的質量與銅礦砂、鋼渣砂中的任意一種或二種按任意配比混合的質量比為0~1：1。

所述偏高嶺土是由高嶺土經650~750℃的溫度下煅燒5~8h得到。?

所述改性水玻璃溶液是由在普通市售水玻璃溶液加入NaOH溶液改性而得，改性后的水玻璃模數為1.0~1.4，波美度為30~40%。?

所述減水劑為減水率≥15%的減水劑。?

所述玄武巖為粒徑為5~25mm、連續級配的玄武巖。?

所述普通砂為一般的天然砂或機制砂，其細度模數為1.8~3.5；所述鋼渣砂其細度模數為1.8~3.5；所述銅礦砂其細度模數為1.8~3.5。?

所述鋼纖維為碳素鋼纖維，長度為10~18mm。所述有機纖維為聚丙烯腈纖維，其直徑10~20μm，長度為5~25mm。?

所述石墨粉其含碳量>99%（質量）。?

上述一種用于太陽能熱電站的新型儲熱混凝土的制備方法，其特征在于它包括如下步驟：?

1）按1平方米混凝土中各原材料按如下比例配合：偏高嶺土?380~450?kg/m³，改性水玻璃溶液220~310?kg/m³，減水劑5~10kg/m³，玄武巖900~1200?kg/m³，細集料（普通砂、銅礦砂、鋼渣砂的總和）590~710?kg/m³，鋼纖維10~20kg/m³，有機纖維0.5~1kg/m³，石墨粉10~20kg/m³，其中改性水玻璃溶液與偏高嶺土的液固比為0.60~0.70；選取偏高嶺土、改性水玻璃溶液、減水劑、玄武巖、細集料、鋼纖維、有機纖維和石墨粉；

2）將偏高嶺土、改性水玻璃溶液、減水劑、玄武巖、細集料、鋼纖維、有機纖維和石墨粉進行常規的攪拌、成型及養護（成型時，內埋置導熱管，并且導熱管引出導線至成型坯體外），最后，在正式使用前先通過埋置其中的導熱管將其升溫至40~60℃溫度下加熱6~12h，再升溫至80~105℃溫度下加熱6~12h。