CN102485686A - 纤维复合相变混凝土材料及其制备方法 - Google Patents

纤维复合相变混凝土材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102485686A
CN102485686A CN201010567741XA CN201010567741A CN102485686A CN 102485686 A CN102485686 A CN 102485686A CN 201010567741X A CN201010567741X A CN 201010567741XA CN 201010567741 A CN201010567741 A CN 201010567741A CN 102485686 A CN102485686 A CN 102485686A
Authority
CN
China
Prior art keywords
proportioning
fiber
composite phase
fiber composite
concrete material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201010567741XA
Other languages
English (en)
Inventor
陈振乾
邵帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201010567741XA priority Critical patent/CN102485686A/zh
Publication of CN102485686A publication Critical patent/CN102485686A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本设计发明主要涉及一种建筑围护结构节能用的纤维复合相变混凝土材料及其制备方法。一种纤维复合相变混凝土材料，包括水、减水剂、纤维、石蜡颗粒和混凝土，所述的混凝土由硅酸盐水泥、石膏粉及河砂组成；其中水灰比为0.3~0.4，石蜡颗粒配合比为90~120kg/m3，硅酸盐水泥配合比450~460kg/m3，河砂配合比为710~730kg/m3，石膏粉配合比为30~45kg/m3，减水剂配合比为45-46kg/m3，其特征在于所述的纤维为配合比为20kg/m3~35kg/m3的玄武纤维或配合比为70~85kg/m3的微钢纤维。本发明材料采用价格低廉的相变材料石蜡，且大量可得，***格低廉，并采用直接掺混法，制备工艺简单，可大规模使用。

Description

纤维复合相变混凝土材料及其制备方法
所属技术领域
本设计发明主要涉及一种建筑围护结构节能用的纤维复合相变混凝土材料及其制备方法。
技术背景
相变材料（PCM）具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。 
  相变材料的分类相变材料主要包括无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；近年来，复合相变储热材料应运而生，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此，研制复合相变储热材料已成为储热材料领域的热点研究课题。但是混合相变材料也可能会带来相变潜热下降，或在长期的相变过程中容易变性等缺点。
复合相变储能材料多是由相变材料与载体材料有机的结合，外观上形成一种可保持固体形状、具有不流动性的相变储能材料。该相变材料的主要组成成分有两种：一是工作物质,即相变材料，起到储能、放能的作用。二是载体物质，其作用是保持相变材料的不流动性和可加工性，载体物质的熔化温度要求高于相变材料的相变温度,使工作物质的相变范围内保持其固体的形状和材料性能。把相变材料掺入到普通的建筑材料构件中，以增加其蓄热(冷)能力的方法有以下几种：(1)封装法，在直接加入前，用不同材料、形状和大小的胶囊封装相变材料，可将其封装在球体、板状等合适的容器内，或将其封装在薄的高分子聚乙烯膜中。 (2)浸泡法，通过浸泡将相变材料渗入多孔的建材基体中，如石膏墙板、水泥混凝土砌块等。(3)直接混合法，将相变材料直接与建材基体混合，比如将相变材料吸入半流动的硅石细粉中，然后掺入建材基体中。
复合相变混凝土材料的相变材料经常采用石蜡等，但在材料学领域，相变混凝土材料的结构受力的强弱是设计的重要环节，而石蜡等相变物质颗粒的加入导致材料变脆，强度下降，为了增强混凝土的强度、刚度以及抗裂性能，在混凝土基体中掺入适量的纤维和添加剂，形成一种混凝土基复合材料。作为现代复合材料的纤维水泥和纤维混凝土所用的纤维种类繁多，按其材料可分为：金属纤维、无机纤维、合成纤维、植物纤维等。本发明提供一种纤维复合相变混凝土材料及其制备方法，抗压强度能够达到围护结构的强度标准，可用作被动式太阳房蓄热墙体。
 
发明内容
要解决的技术问题
本发明提供一种纤维复合相变混凝土材料及制备方法，其蓄热能力高，抗压强度符合一定标准，可用作被动式太阳房蓄热墙体。
技术方案
一种纤维复合相变混凝土材料，包括水、减水剂、纤维、石蜡颗粒和混凝土，其中所述的混凝土由硅酸盐水泥、石膏粉及河砂组成；水灰比为 0.3~0.4，石蜡颗粒配合比为90~120 kg/m3，硅酸盐水泥配合比450~460 kg/m3，河砂配合比为710~730kg/m3，石膏粉配合比为30~45 kg/m3，减水剂为45~46 kg/m3，其特征在于所述的纤维为配合比为20kg/m3 ~35 kg/m3的玄武纤维或配合比为70 ~85 kg/m3的微钢纤维。
所述的玄武纤维短切长度为15~25mm。
所述的微钢纤维钢纤维长度8~15mm、直径0.15~0.22mm。
河砂的模度细数为2.8~3.2。 
石蜡颗粒体积熔点30~40℃，粒径2~3mm，
一种纤维复合相变混凝土材料的制备方法，其特征在于将石蜡颗粒配合比为90~120 kg/m3，硅酸盐水泥配合比450~460 kg/m3，河砂配合比为710~730kg/m3，石膏粉配合比为30~45 kg/m3加入砂浆搅拌机中，干拌10min~20min使之混合均匀，按水灰比为 0.3~0.4称取水，然后加90%的水继续搅拌 10-20min，再加入减水剂45~46kg/m3和剩余10%的水搅拌10~20min，最后加入玄武纤维配合比为20 kg/m3 ~35 kg/m3或配合比为70 ~85 kg/m3的微钢纤维搅拌均匀，制成纤维复合相变混凝土材料。
有益效果
1、本发明由于在普通混凝土基体中添加了相变材料石蜡颗粒，在保证混凝土基体强度的前提下，相变混凝土的热容由普通混凝土的1050J/kg·k增加到了1983J/kg·k，蓄热能力得到了显著的提高，此外该石蜡颗粒的相变温度与室温接近，由该相变混凝土材料制备的墙体能起到更好的隔热作用，其室内侧的温度比普通墙体内侧的温度要低0.7K左右，并且室内侧的温度峰值比室外侧有一定的延迟，因此该相变墙体能有效的减少空调能耗，起到一定削峰填谷的作用。
2、本发明经过大量实验摸索发现玄武纤维或微钢纤维复合相变混凝土材料的恰当配比，其所制成的相变储能混凝土的抗压强度可以达到围护结构墙体的抗压抗折强度标准，克服了石蜡等相变物质颗粒的加入导致材料变脆，强度下降的缺点，使得该建筑材料应用范围更广。
3、本发明材料采用价格低廉的相变材料石蜡，且大量可得，***格低廉，并采用直接掺混法，制备工艺简单，可大规模使用。
 
附图说明
图1是玄武纤维复合相变混凝土材料的示意图；其中：1—玄武纤维或钢纤维，2—石蜡颗粒，3—混凝土基体，其中椭圆状石蜡颗粒及玄武纤维均匀分布在混凝土内。
 
具体实施方式
实施例1
 一种纤维复合相变混凝土材料的制备方法，将石蜡颗粒配合比为102 kg/m3，硅酸盐水泥配合比455 kg/m3，河砂配合比为721kg/m3，石膏粉配合比为36 kg/m3加入砂浆搅拌机中，干拌15min左右使之混合均匀，按水灰比为 0.38称取水，然后加90%的水继续搅拌15min左右，再加入减水剂45.5 kg/m3和剩余10%的水搅拌10min，最后加入玄武纤维配合比为26，制成纤维复合相变混凝土材料。
实施例2
一种纤维复合相变混凝土材料的制备方法，将石蜡颗粒配合比为102 kg/m3，硅酸盐水泥配合比455 kg/m3，河砂配合比为721kg/m3，石膏粉配合比为36 kg/m3加入砂浆搅拌机中，干拌15min左右使之混合均匀，按水灰比为 0.38称取水，然后加90%的水继续搅拌15min左右，再加入减水剂45.5kg/m3和剩余10%的水搅拌10min，最后加入配合比为79kg/m3的微钢纤维搅拌均匀，制成纤维复合相变混凝土材料。
实施例3
对实施例1和实施例2的试样采用1天养护箱养护，7天50度水养护，28天常温养护，应用压力试验机对实施例1和2进行检测，其所制成的相变储能混凝土的抗压强度可以达到围护结构所需强度标准。 

Claims (6)

1.一种纤维复合相变混凝土材料，包括水、减水剂、纤维、石蜡颗粒和混凝土，所述的混凝土由硅酸盐水泥、石膏粉及河砂组成；其中水灰比为 0.3~0.4，石蜡颗粒配合比为90~120 kg/m3，硅酸盐水泥配合比450~460 kg/m3，河砂配合比为710~730kg/m3，石膏粉配合比为30~45 kg/m3，减水剂配合比为45-46kg/m3，其特征在于所述的纤维为配合比为20kg/m3 ~35 kg/m3的玄武纤维或配合比为70 ~85 kg/m3的微钢纤维。
2.根据权利要求1一种纤维复合相变混凝土材料，其特征在于含有的相变材料石蜡颗粒熔点30℃左右，粒径2~3mm。
3.根据权利要求1一种纤维复合相变混凝土材料，其特征在于所述的玄武纤维短切长度为15~25mm。
4.根据权利要求1一种纤维复合相变混凝土材料，其特征在于所述的微钢纤维钢纤维长度8~15mm、直径0.15~0.22mm。
5.根据权利要求1一种纤维复合相变混凝土材料，其特征在于河砂的模度细数为2.8~3.2。
6.一种纤维复合相变混凝土材料的制备方法，其特征在于将配合比为90~120 kg/m3的石蜡颗粒，配合比450~460 kg/m3的硅酸盐水泥，配合比为710~730kg/m3的河砂，配合比为30~45 kg/m3的石膏粉加入砂浆搅拌机中，干拌10min~20min使之混合均匀，按水灰比为 0.3~0.4称取水，然后加90%的水继续搅拌 10-20min，再加入45-46kg/m3减水剂和剩余10%的水搅拌10~20min，最后加入玄武纤维配合比为20 kg/m3 ~35 kg/m3或配合比为70~85 kg/m3的微钢纤维搅拌均匀，制成纤维复合相变混凝土材料。
CN201010567741XA 2010-12-01 2010-12-01 纤维复合相变混凝土材料及其制备方法 Pending CN102485686A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010567741XA CN102485686A (zh) 2010-12-01 2010-12-01 纤维复合相变混凝土材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010567741XA CN102485686A (zh) 2010-12-01 2010-12-01 纤维复合相变混凝土材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102485686A true CN102485686A (zh) 2012-06-06

Family

ID=46151262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010567741XA Pending CN102485686A (zh) 2010-12-01 2010-12-01 纤维复合相变混凝土材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102485686A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103193432A (zh) * 2013-03-13 2013-07-10 浙江建设职业技术学院 一种防冻混凝土
CN104649632A (zh) * 2015-01-20 2015-05-27 建筑材料工业技术监督研究中心 相变储能调温泡沫混凝土及其制备方法
CN106088453A (zh) * 2016-07-25 2016-11-09 湖南大学 一种基于速生草的功能复合墙板及其制作方法
CN109836082A (zh) * 2019-01-30 2019-06-04 浙江广天构件股份有限公司 一种超高性能自密实混凝土及制备方法
CN114105533A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 深圳市中天元实业有限公司 一种节能环保的混凝土及其制备方法
CN115321889A (zh) * 2022-08-26 2022-11-11 曙光装配式建筑科技（浙江）有限公司 一种低收缩低粘度高强混凝土及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1552658A (zh) * 2003-12-19 2004-12-08 北京振利高新技术公司 石蜡蓄热找平砂浆粉及石蜡蓄热找平砂浆的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1552658A (zh) * 2003-12-19 2004-12-08 北京振利高新技术公司 石蜡蓄热找平砂浆粉及石蜡蓄热找平砂浆的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103193432A (zh) * 2013-03-13 2013-07-10 浙江建设职业技术学院 一种防冻混凝土
CN104649632A (zh) * 2015-01-20 2015-05-27 建筑材料工业技术监督研究中心 相变储能调温泡沫混凝土及其制备方法
CN106088453A (zh) * 2016-07-25 2016-11-09 湖南大学 一种基于速生草的功能复合墙板及其制作方法
CN109836082A (zh) * 2019-01-30 2019-06-04 浙江广天构件股份有限公司 一种超高性能自密实混凝土及制备方法
CN114105533A (zh) * 2021-11-23 2022-03-01 深圳市中天元实业有限公司 一种节能环保的混凝土及其制备方法
CN115321889A (zh) * 2022-08-26 2022-11-11 曙光装配式建筑科技（浙江）有限公司 一种低收缩低粘度高强混凝土及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Granular phase changing composites for thermal energy storage
Cui et al. Development of structural-functional integrated energy storage concrete with innovative macro-encapsulated PCM by hollow steel ball
Mohseni et al. Development of thermal energy storage lightweight structural cementitious composites by means of macro-encapsulated PCM
CN100522867C (zh) 聚苯乙烯泡沫粒子保温砂浆
Xu et al. Paraffin/diatomite composite phase change material incorporated cement-based composite for thermal energy storage
CN101671149B (zh) 石蜡微胶囊相变蓄热保温砂浆及其制备方法
He et al. A novel polynary fatty acid/sludge ceramsite composite phase change materials and its applications in building energy conservation
CN102417340B (zh) 一种石膏基相变储能聚合物保温砂浆及其制备方法
Yu et al. Thermal energy storage cement mortar containing encapsulated hydrated salt/fly ash cenosphere phase change material: Thermo-mechanical properties and energy saving analysis
CN102485686A (zh) 纤维复合相变混凝土材料及其制备方法
CN102531506A (zh) 一种石膏基石蜡相变储能墙板及其制备方法
Gencel et al. Properties of eco-friendly foam concrete containing PCM impregnated rice husk ash for thermal management of buildings
CN104609791A (zh) 相变储能双限调温砂浆及其制备方法
He et al. Preparation technology of phase change perlite and performance research of phase change and temperature control mortar
CN102531550A (zh) 一种多元脂肪酸定形相变材料及其制备方法
CN103073257B (zh) 一种复合绝热材料及其制备方法
CN105110731A (zh) 一种高温相变储能混凝土及其制备方法
CN104529321B (zh) 一种层状复合相变储能建筑材料
CN101555115A (zh) 一种相变节能建筑材料
CN105541313A (zh) 一种纳米绝热材料及纳米绝热板的制备方法
Ismail et al. Microencapsulation of bio-based phase change materials with silica coated inorganic shell for thermal energy storage
CN103274718B (zh) 温敏和湿敏建筑功能材料及其制备方法
CN101994364A (zh) 相变储能脱硫石膏砌块及其制备方法
Kong et al. Thermal and mechanical properties of mortar incorporated with paraffin/palm oil fuel ash composite
Xiong et al. Application of graphite platelets for heat transfer enhancement of cementitious composites containing microencapsulated phase change materials

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120606