[發(fā)明專利]一種熱功能混凝土砌塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010985791.3
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112159183B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李潤豐;王肇嘉;劉艷軍;鄭永超;李沙;李萬民;王林俊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
• 主分類號: C04B28/10
• 分類號: C04B28/10;C04B38/10;C04B33/132;C04B33/13;C04B41/82;C09K5/06;E04C1/40
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 錢云

本發(fā)明實施例提供一種熱功能混凝土砌塊，所述熱功能混凝土砌塊由混凝土支撐框架和復(fù)合相變儲能材料組成，所述復(fù)合相變儲能材料作為內(nèi)芯，整體或分塊設(shè)于所述混凝土支撐框架的內(nèi)部；所述復(fù)合相變儲能材料由相變材料自發(fā)浸滲到多孔陶瓷載體中獲得。本發(fā)明實施例提供的熱功能混凝土砌塊先將相變材料自發(fā)浸滲到多孔陶瓷載體中獲得復(fù)合相變儲能材料，再將復(fù)合相變儲能材料作為內(nèi)芯設(shè)于混凝土支撐框架的內(nèi)部，使混凝土支撐框架在產(chǎn)品受載過程中起到支撐作用，從而具有機械性能良好、相變材料含量高、儲能密度高、成本低廉、熱穩(wěn)定性良好等優(yōu)點，在建筑隔熱保溫等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱功能混凝土砌塊。

背景技術(shù)

潛熱儲能是利用材料在物態(tài)變化(如凝固，融化等)時儲存或釋放大量熱能以實現(xiàn)能量儲存的方式，其材料統(tǒng)稱為相變儲能材料(后簡稱相變材料)。在應(yīng)用過程中，相變材料在其本身發(fā)生相變的過程中，吸收環(huán)境的熱(冷)量，并在需要時向環(huán)境放出熱(冷)量，從而達到控制周圍環(huán)境溫度的目的。通過相變材料的相變潛熱來實現(xiàn)能量儲存和利用，有助于開發(fā)環(huán)保節(jié)能型復(fù)合材料，是近年來材料科學(xué)和能源利用領(lǐng)域中的研究熱點。相變材料在相變過程中具有較高的儲能密度、近乎恒定的溫度和良好的熱物穩(wěn)定性等優(yōu)點，可有效實現(xiàn)能源供需時間的匹配，因此該材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

目前，相變材料與建材基體的結(jié)合工藝，主要有以下幾種方法：一是通過浸泡將相變材料滲入多孔的建材基體(如骨料或水泥混凝土試塊等)中，如申請?zhí)枮?00610052472.7的專利申請中，先將相變材料浸滲入多孔骨料，再以其替代骨料砂粒制備熱功能混凝土；二是將相變材料密封后置入建筑材料中，例如將小的球形相變材料顆粒封裝在薄的高分子聚乙烯膜中，然后再加入基材；三是將相變材料直接與建筑材料混合，以制備熱功能復(fù)合混凝土。

但是，第一種方法中相變骨料作為混凝土材料的受載組分在服役過程受應(yīng)力作用而變形，多孔骨料因其較差的力學(xué)強度和韌性，極易在受載情況下崩壞形成缺陷，這種缺陷會隨多孔骨料與混凝土邊界擴展從而形成裂紋，最終造成復(fù)合材料的強度低于標(biāo)準(zhǔn)混凝土材料。第二種方法則會影響建材的機械性能或者防火性能，且采用封裝技術(shù)增加了生產(chǎn)成本，不宜大規(guī)模的推廣和應(yīng)用，實用化前景堪憂。第三種方法所采用的混凝土孔隙率較低，且孔隙較小無法保證復(fù)合材料的熱學(xué)性能，另外通過添加發(fā)泡劑制得的多孔混凝土載體普遍性能較差，無法滿足實用需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明實施例提供一種熱功能混凝土砌塊，該熱功能混凝土砌塊機械性能優(yōu)良、儲能密度高、儲能效率高、成本低廉、環(huán)境效益好，在儲能、隔熱、保溫等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。

本發(fā)明實施例提供一種熱功能混凝土砌塊，由混凝土支撐框架和復(fù)合相變儲能材料組成，所述復(fù)合相變儲能材料作為內(nèi)芯，整體或分塊設(shè)于所述混凝土支撐框架的內(nèi)部；所述復(fù)合相變儲能材料由相變材料自發(fā)浸滲到多孔陶瓷載體中獲得。

本發(fā)明實施例一改往常的相變材料與建材基體的結(jié)合工藝，而采取先將相變材料自發(fā)浸滲到多孔陶瓷載體中獲得復(fù)合相變儲能材料，使相變材料在熔化時也不會從多孔陶瓷載體中流出，從而解決相變材料的泄露、相分離以及腐蝕性問題；而本發(fā)明實施例中的混凝土支撐框架可以在產(chǎn)品受載過程中起到支撐作用，避免作為內(nèi)芯的復(fù)合相變儲能材料直接受力，增強產(chǎn)品的穩(wěn)定性。經(jīng)測試，該熱功能混凝土砌塊機械性能優(yōu)良、儲能密度高、儲能效率高、成本低廉、環(huán)境效益好，在儲能、隔熱、保溫等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。

其中，混凝土支撐框架的制備同常規(guī)混凝土砌塊制備，只是制備模具稍有差異，需留有放置內(nèi)芯的位置。具體制備可以如下：以砂、生石灰和水泥為主要原料，以脫硫石膏為調(diào)節(jié)材料，按一定配合比與水?dāng)嚢璩苫旌狭蠞{，把漿料倒入空心砌塊模具中，通過自然凝固成型，并在蒸汽條件下養(yǎng)護后獲得混凝土支撐框架。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的熱功能混凝土砌塊，所述復(fù)合相變儲能材料占所述熱功能混凝土砌塊的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～75％。