[發(fā)明專利]早強型水泥基相變儲能砂漿及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710826139.5
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107602030B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桑國臣;曹艷洲;劉奉銀;王文康;樊敏;朱軼韻;趙欽;張睿;簡政
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B24/36
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發(fā)明公開了早強型水泥基相變儲能砂漿，按質(zhì)量百分比由以下組分組成：相變儲能砂漿基體材料67.8％?72.7％、定形相變材料10.9％?17.0％、拌和水15.2％?16.4％，上述各組分質(zhì)量百分比之和為100％；本發(fā)明還公開了其制備方法，按比例稱取相變儲能砂漿基體材料、定形相變材料、拌和水，并倒入泥膠砂攪拌機中，攪拌得到混合均勻的早強型水泥基相變儲能砂漿材料，倒入試模成型，在標準條件下養(yǎng)護至規(guī)定齡期，即得。本發(fā)明早強型水泥基相變儲能砂漿，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的相變儲能砂漿的強度增長速度慢、熱儲存能力差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種早強型水泥基相變儲能砂漿，本發(fā)明還涉及該儲能砂漿的制備方法。

背景技術(shù)

相變儲能材料已成為了建筑節(jié)能材料領(lǐng)域的研究熱點，其中太陽能采暖建筑是相變材料在建筑行業(yè)中最具應(yīng)用價值的領(lǐng)域之一。將相變材料合理應(yīng)用于太陽能建筑圍護結(jié)構(gòu)當(dāng)中，可提高建筑的熱蓄存和熱調(diào)節(jié)能力，從而提升建筑的室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和降低建筑能耗，具有傳統(tǒng)建筑材料所無法比擬的性能優(yōu)勢。水泥混凝土和水泥砂漿是建筑中用量最大的建筑材料，因此將相變材料與水泥基材料復(fù)合，更便于實現(xiàn)相變材料在建筑中的廣泛應(yīng)用；低熔點相變石蠟因其具有相變溫度寬、儲能密度大、化學(xué)穩(wěn)定性好、無過冷和相分離現(xiàn)象，且原料來源廣、價格低廉等優(yōu)點，而常被用于制備水泥基相變復(fù)合材料，但相變石蠟是一種固-液相變材料，在使用過程中易出現(xiàn)滲漏問題。為了解決水泥基相變混凝土的石蠟滲漏問題，學(xué)者們提出了一些創(chuàng)造性的方法，如利用多孔鋼渣粗骨料和多孔陶粒吸附相變材料作為混凝土的骨料，解決相變石蠟的滲漏問題；水泥砂漿是建筑中用量最大的建筑材料之一，應(yīng)用領(lǐng)域廣、應(yīng)用方式靈活，因此將相變材料與水泥基砂漿復(fù)合制備相變儲能砂漿，更便于實現(xiàn)相變材料在建筑中的廣泛應(yīng)用；但已公開的基于多孔性粗骨料解決相變石蠟滲漏方法，對不含粗骨料的相變儲能砂漿并不能直接采用。此外，目前相變儲能砂漿主要采用通用硅酸鹽水泥作為膠凝材料，此類水泥的早期強度低、強度發(fā)展慢，相變儲能砂漿力學(xué)性能不甚理想，特別相變材料摻量增大時，相變砂漿的力學(xué)性能降低尤為顯著?？傮w上，我國水泥基相變儲能砂漿技術(shù)多處于實驗研究階段，在實際工程中的應(yīng)用十分有限。目前，水泥基相變儲能砂漿的技術(shù)不足之處，主要存在以下幾個方面：

(1)定形相變材料制備工藝復(fù)雜且易出現(xiàn)滲漏

為防止石蠟在發(fā)生固-液相變過程中出現(xiàn)滲漏，需要對相變石蠟進行定形化處理。文獻1《相變珍珠巖工藝研究和相變砂漿控溫模擬》(錢利姣,張雄,宋欽.硅酸鹽學(xué)報,2013(7):987-993)，公開了一種利用多孔性膨脹珍珠巖真空吸附相變石蠟，制備相變珍珠巖細骨料的方法，該方法能夠雖能夠?qū)ο嘧兪炂鸬揭欢ǖ姆庋b定形作用，但是必須借助真空設(shè)備才能完成，且防滲漏效果有限。文獻2“專利號為CN 104446238 A”的中國專利公開了一種三元復(fù)合石蠟/玻化微珠相變儲能砂漿及制備方法，該方法在利用真空設(shè)備實現(xiàn)玻化微珠吸附液態(tài)石蠟的基礎(chǔ)上，采用苯丙乳液對含有相變材料的?；⒅檫M行了二次封裝，從而有效解決了液態(tài)石蠟的滲漏問題，但該方法的工藝復(fù)雜、材料制備成本高。文獻3《定形相變墻體傳熱性能和力學(xué)性能的實驗研究》(閆全英,霍冉,張林.建筑節(jié)能,2011(9):42-46.)公開了一種利用高密度聚乙烯與石蠟混融的定形相變材料制備方法，該方法利用高密度聚乙烯由熔融狀態(tài)下冷卻至常溫后所形成的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對石蠟的封裝包裹。但從文獻4《定形相變材料的熱性能》(秦鵬華,張寅平,楊睿,等.清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2003,43(6):833-835.)公開的研究結(jié)果中不難發(fā)現(xiàn),采用高密度聚乙烯制備定形相變材料雖然強度較高，但其封裝效果、抗?jié)B漏性及可加工性等均不及低密度聚乙烯。然而，采用低密度聚乙烯與石蠟混融的定形相變材料制備方法，目前未見有公開報道，其中的一個重要原因就是低密度聚乙烯的強度較低，會使定形相變材料的強度降低，易造成水泥基儲能砂漿的強度顯著降低，從而影響其工程應(yīng)用。

(2)相變儲能砂漿的強度低、強度發(fā)展慢