[發明專利]一種儲熱混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 202110701657.0
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113372065B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 謝玲麗
• 申請（專利權）人: 北京民佳混凝土有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 張瑞雪

本申請涉及建筑材料領域，具體公開了一種儲熱混凝土及其制備方法。儲熱混凝土包括以下重量份的組分：水泥220?260份份、粗骨料900?1100份、細骨料800?900份、水140?180份、外加劑4.8?8份、粉煤灰80?100份、芳綸纖維3?8份、石墨10?15份、微膠囊5?10份；微膠囊的相變芯材包括石蠟，壁材包括二氧化硅，相變芯材和壁材的質量比為3?5:10；石蠟由包括以下重量份的組分制成：2?6份氧化石墨、5?10份水、0.2?0.4重量份硅烷偶聯劑、5?10份石蠟。本申請的儲熱混凝土其具有儲熱性能好，循環多次后，儲熱和釋放效率仍較高，耐久性好，使用壽命長，熱循環穩定性高的優點。

技術領域

本申請涉及建筑材料技術領域，更具體地說，它涉及一種儲熱混凝土及其制備方法。

背景技術

儲熱系統是太陽能熱發電系統中不可缺少的部分，因為太陽能由一個很大的缺點，就是其不穩定性，例如在陰天多余的環境還有夜間，即沒有陽光的情況下，發電系統就不得不關閉。為了提高電站的工作效率，要求其在這些間歇時間也能正常運轉，要滿足這個要求，就必須引入太陽能熱發電儲熱系統。而在太陽能熱發電系統中，考慮到需熱量比較大，且電站建造和維護成本較高，儲熱混凝土技術獨特的優勢就顯現出來了。

儲熱混凝土是在普通混凝土中添加一定含量的相變儲熱組分材料制成的一種新型水泥基復合材料，一般添加無機鹽晶體和碳纖維作為儲熱組分，改善混凝土的儲熱性能，但碳纖維價格較高，使儲熱混凝土的成本增大。

現有技術中，申請號為CN201110008233.2的中國發明專利申請文件中，公開了一種石墨-石蠟復合相變儲能混凝土，包括100質量份的水泥、45-52質量份的水，90-110質量份的砂、230-260質量份的碎石、0.6-1質量份的減水劑，10-15質量份的纖維增強材料，60-130質量份的石蠟和6-26質量份的石墨。

該相變儲能混凝土在石蠟中添加石墨作為導熱添加劑，提高儲能混凝土的導熱系數、熱量儲存和釋放效率，但是因為石蠟是一種有機物的混合物，與混凝土的相容性較差，石蠟在一段時間后會慢慢滲出，而造成熱量儲存和釋放效率降低，熱循環穩定性和耐久性有待提升。

發明內容

為了提高儲熱混凝土的熱循環穩定性和耐久性，本申請提供一種儲熱混凝土及其制備方法。

第一方面，本申請提供一種儲熱混凝土，采用如下的技術方案：

一種儲熱混凝土，包括以下重量份的組分：水泥220-260份份、粗骨料900-1100份、細骨料800-900份、水140-180份、外加劑4.8-8份、粉煤灰80-100份、芳綸纖維3-8份、石墨10-15份、微膠囊5-10份；

所述微膠囊的相變芯材包括石蠟，壁材包括二氧化硅，相變芯材和壁材的質量比為3-5:10；所述石蠟由包括以下重量份的組分制成：2-6份氧化石墨、5-10份水、0.2-0.4重量份硅烷偶聯劑、5-10份石蠟。

通過采用上述技術方案，使用石墨和芳綸纖維，提高混凝土的導熱性能，使內部熱量傳遞更快，熱量分布更均勻，另外芳綸纖維能增大混凝土的抗拉強度，與混凝土的相容性好，能阻礙內部裂紋的擴展，降低混凝土開裂的風險；選用合適的核殼比，既能防止壁材厚度較大，導致微膠囊的相變焓減小，降低微混凝土的熱能儲存，又能防止壁材過薄，導致包覆不完整，或微膠囊的耐熱性和熱循環穩定性下降，作為壁材的二氧化硅穩定性較好，能降低石蠟滲出的可能性。