[發明專利]一種混凝土蓄熱材料組合物及其施工方法

在審

• 申請號: 202111674132.9
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114180925A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 楊豫森;王欣然
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14;C04B28/04;C04B14/48;C04B18/08;C04B18/10;C04B18/12;C04B18/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種混凝土蓄熱材料組合物及其施工方法，混凝土蓄熱材料組合物包括硅酸鹽水泥、工業固體廢棄物、石子、砂子、金屬加強絲碎屑和水；其中，各組分按照重量計的比例如下：硅酸鹽水泥10％?50％、工業固體廢棄物10％?50％、石子10％?50％、砂子10％?30％、水5％?30％和金屬加強絲碎屑3％?15％。本發明利用金屬冶煉廠、火電廠電站鍋爐或燃煤供熱鍋爐或工業鍋爐產生的大量固體廢棄物，生產高經濟價值的混凝土蓄熱材料，不但做到廢物利用、降低了成本，而且極大提高冶煉廠、火電廠的經濟效益。

技術領域

本發明屬于蓄熱材料領域，具體涉及一種混凝土蓄熱材料組合物及其施工方法。

背景技術

社會快速發展所需的能源急劇增加，化石燃料燃燒引起的環境污染問題日益加劇，而儲能技術既可以利用新能源，減少溫室氣體排放；又能夠儲存廢熱，提高一次能源的利用效率；還能夠削峰填谷維持電網穩定，從而使其受到廣泛關注。蓄熱技術的發展為高效利用太陽能等穩定性弱、時空分配不均的可再生能源提供可能，從而緩解環境污染問題，提高能源安全。

現在常用的蓄熱技術有顯熱、潛熱(此兩種為熱物理蓄熱)和熱化學蓄熱。其中，顯熱蓄熱利用高比熱容材料的溫升儲存熱量，儲能密度為30～80kWh/m3，其儲存方式簡單、儲能成本低，但系統體積過大且熱損失嚴重。潛熱蓄熱利用材料的相態變化儲存熱量，儲能密度為83～140kWh/m3，其相變過程中溫度穩定，但材料易老化，有些材料腐蝕性強且熱損失較大。

目前工程上常用的蓄熱技術包括固體蓄熱(顯熱)、水蓄熱(顯熱)、相變蓄熱(潛熱+顯熱)等，其中成本最低的是水蓄熱，成本中等區域的是固體蓄熱，成本較高的是相變蓄熱。其中固體蓄熱具有安全、經濟、設備結構簡單等優點，但相對于相變蓄熱，其占地較大。

目前固體蓄熱材料常見的是固體蓄熱鎂磚，由于需要開采鎂礦，其生產成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種混凝土蓄熱材料組合物及其施工方法，以解決現有技術中，目前固體蓄熱材料常見的是固體蓄熱鎂磚，由于需要開采鎂礦，其生產成本較高的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一方面，提供了一種混凝土蓄熱材料組合物，組合物的組分包括硅酸鹽水泥、工業固體廢棄物、石子、砂子、金屬加強絲碎屑和水；

其中，各組分按照重量計的比例如下：

硅酸鹽水泥10％-50％、工業固體廢棄物10％-50％、石子10％-50％、砂子10％-30％、水5％-30％和金屬加強絲碎屑3％-15％。

可選的，所述工業固體廢棄物采用金屬礦開采過程產生的尾礦礦渣，或者冶煉金屬過程中產生的熔融顆粒物。

可選的，所述熔融顆粒物包括鑄鐵礦渣、煉鋼生鐵礦渣或特種生鐵礦渣中的任意一種或組合。

可選的，所述工業固體廢棄物為鍋爐中產生的粉煤灰、爐渣和脫硫石膏中的任意一種或組合。

可選的，所述石子及工業固體廢棄物粒徑范圍均為1mm-100mm。

可選的，所述金屬加強絲碎屑的尺寸為：直徑0.01mm-3mm、長度3mm-100mm。

可選的，所述金屬加強絲碎屑采用不銹鋼鋼絲碎屑。

本發明的第二方面，提供了一種所述混凝土蓄熱材料組合物的施工方法，包括步驟：

S1：將硅酸鹽水泥、工業固體廢棄物、石子、砂子、金屬加強絲碎屑和水加入混凝土攪拌車進行攪拌混合，攪拌時間≥1.5分鐘，得到攪拌后的混凝土；

S2：將所述混凝土通過混凝土攪拌車運輸至澆筑地點；

S3：將混凝土澆筑至模具中，澆筑過程中進行搗振；