[發明專利]一種儲熱用混凝土的配方及制備工藝

在審

• 申請號: 201710447201.X
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107324703A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 俞志強;李維
• 申請（專利權）人: 北京兆陽光熱技術有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光熱發電中的固體儲熱技術領域，尤其涉及一種儲熱用混凝土的配方及制備工藝。

背景技術

太陽能光熱發電是指利用大規模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結合傳統汽輪發電機的工藝，從而達到發電的目的。采用太陽能光熱發電技術，避免了昂貴的硅晶光電轉換工藝，可以大大降低太陽能發電的成本。光熱發電技術的主要技術優勢是通過儲熱系統實現對外電力輸出的調節，實現平穩供電。

目前已經工業化的太陽能光熱發電機組多采用無機鹽做為儲熱系統中的儲熱材料，但無機鹽在相變過程中存在過冷和相分離的缺點，影響了儲熱能力，并且其凝固溫度過高，造成夜間為保證其不凝固而進行的外部管路保溫循環熱損失較大，一旦系統出現凝固點后處置困難，存在安全隱患；無機鹽系統管路中使用的泵、閥價格昂貴且使用壽命也比較短，而且無機鹽具有一定毒性，且容易泄漏發生火災，泄漏還會造成環境污染。

發明內容

本發明的目的在于提供一種既能滿足光熱發電機組中所要求的儲熱性能又能大幅降低成本的混凝土配方及其制作工藝。

根據本發明的一個方面，提供了一種儲熱用混凝土的配方，包括下列重量份的組成成分：水泥10.8～13.6；硅微粉0～1.2；粉煤灰2.56～2.88；礦粉2.56～2.88；紅柱石粉0～1.2；5～10mm粒徑級配的石子32.4～38.8；0～3mm粒徑的中砂33.2～39.6；減水劑0.34～0.6；聚丙烯纖維0.072～0.1；鋼毛絲1.8～2.2；水7.2～8.4。

優選第，所述5～10mm粒徑級配的石子為玄武巖石子、花崗巖石子或鵝卵石中的一種。

優選地，所述0～3mm粒徑級配的中砂為玄武巖機制砂、花崗巖石子機制砂或鵝卵石機制砂中的一種。

其中，所述儲熱混凝土在使用時的表觀密度為1900～2300Kg/m³，導熱系數為0.9～ 1.5W/(m*K)，比熱容為0.85～1.10KJ/(Kg*℃)。

根據本發明的另一方面，還提供了一種制作上述的儲熱用混凝土的制備工藝，包括如下步驟：

(1)常溫下，將水泥、硅微粉、粉煤灰、礦粉、紅柱石粉、5～10mm粒徑級配的石子、0～3mm粒徑的中砂和鋼毛絲放入攪拌機機中攪拌1～3分鐘；

(2)將聚丙烯纖維打散，將打散的聚丙烯纖維、減水劑與水混合；將聚丙烯纖維、減水劑與水的混合物放入攪拌機中繼續攪拌，攪拌2～4分鐘后即可使用。

由以上技術方案獲得的混凝土的相關系數可知，本發明中的儲熱用混凝土能夠滿足光熱發電機組儲熱系統對于儲熱性能的要求。由于本發明中的混凝土配方無需加入石墨粉，金屬礦石材料或鋼纖維等材料，故其配方能夠大幅降低成本。同時混凝土的制備過程簡單，便于施工，且經實際制備過程驗證，混凝土制備中后期蒸水過程安全迅速。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

通過本發明的實施例，提供了一種儲熱用混凝土的配方，包括下列重量份的組成成分：水泥10.8～13.6；硅微粉0～1.2；粉煤灰2.56～2.88；礦粉2.56～2.88；紅柱石粉0～1.2；5～10mm粒徑級配的石子32.4～38.8；0～3mm粒徑的中砂33.2～39.6；減水劑0.34～0.6；聚丙烯纖維0.072～0.1；鋼毛絲1.8～2.2；水7.2～8.4。

作為優選方案，實施例中5～10mm粒徑級配的石子優選采用玄武巖石子、xxx石子或xxx石子中的一種。0～3mm粒徑級配的中砂優選采用玄武巖機制砂、xxx機制砂或xxx 機制砂中的一種。

制作上述儲熱用混凝土的制備工藝，包括如下步驟：

(1)常溫下，將水泥、硅微粉、粉煤灰、礦粉、紅柱石粉、5～10mm粒徑級配的石子、0～3mm粒徑的中砂和鋼毛絲放入攪拌機機中攪拌1～3分鐘；

(2)將聚丙烯纖維打散，將打散的聚丙烯纖維、減水劑與水混合；將聚丙烯纖維、減水劑與水的混合物放入攪拌機中繼續攪拌，攪拌2～4分鐘后即可使用。

通過上述實施例加工得到的混凝土的技術指標如下：儲熱混凝土在使用時的表觀密度為1900～2300Kg/m³，導熱系數為0.9～1.5W/(m*K)，比熱容為0.85～1.10KJ/(Kg*℃)。