CN106517901A - 一种高储热混凝土材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高储热混凝土材料及其制备方法和应用 Download PDF

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CN106517901A CN201610901048.9A CN201610901048A CN106517901A CN 106517901 A CN106517901 A CN 106517901A CN 201610901048 A CN201610901048 A CN 201610901048A CN 106517901 A CN106517901 A CN 106517901A
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Abstract

本发明公开了一种高储热混凝土材料及其制备方法和应用,属于建筑材料技术领域。本发明的一种高储热混凝土材料,各组分重量份数为:水泥18份~20份,淀粉1份~2份,砂20~25份,储热芒硝16~20份,芳纶纤维1~5份,天然卵石子15~25份;其中:水泥、储热芒硝和淀粉用水混合均匀后,用真空冷冻干燥工艺进行干燥后使用。本发明充分利用初凝期的可塑性,将水泥活性部分激发后,然后进行真空冷冻干燥工艺,冰晶升华干燥后,形成灰白色蜂窝状薄脆块的结构,该结构为粉碎至任意粒度打下良好的基础。而且,能够应用于各种建筑使用,还具有高储热的功能。

Description

一种高储热混凝土材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体地说,涉及一种高储热混凝土材料及其制备方法和应用。
背景技术
国家标准规定:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等六类硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,一般为1~3h;终凝时间除硅酸盐水泥不迟于6.5h外,其余水泥终凝时间不得迟于10h,一般为5~8h凡初凝时间不符合规定者为废品,终凝时间不符合规定者为不合格品。
混凝土在确保达到终凝的情况下,一般情况下,凝固时间越短越好,可以缩短施工时间。水泥达到终凝后,水泥的各项强度就成型了,也不会增长了,因此,在保证混凝土硬度的前提下,缩短终凝期是技术人员重点考虑的研究方向。
还有就是,大楼主框架施工完毕后,建筑工人需要向大楼喷水,这是因为当天气干热时,水蒸发很快,当水泥还未完全凝固前,水就蒸发没了,水泥与水和空气发生化学反应就停止,水泥无法完全凝固,其硬度就达不到设计要求。所以当其缺水时,要及时补水,确保水泥完全凝固。
储热混凝土是在普通混凝土中添加一定含量的相变蓄热组分材料制成的一种新型水泥基复合材料。普通混凝土比热容都比较小,在混凝土中添加一定含量的无机盐晶体和碳纤维等储热组分,可改善其蓄热性能,但碳纤维价格较高,在混凝土中使用将使储热混凝土的成本较高。
利用某些物质在相转变过程中的吸热和放热现象,可以进行热能贮存和温度调节控制。具有热能贮存和调节控制功能的这些物质称为相转变材料(PCM,phasechangematerials),也称相变材料。根据材料组成的不同,相变材料可以分为无机相变材料、有机相变材料和高分子相变材料;根据相变方式的不同,可分为固-液相变材料和固-固相变材料。不同相变材料各有其不同的特点,应用上也存在一定的局限性。
中国专利申请号:201510656866.2,公开日:2015-12-15的专利文献公开了是一种利用淀粉渣改性生土材料的方法,包括:(1)将生土、无机胶凝材料按比例称量混合均匀;(2)将淀粉渣干燥、粉磨,按比例称量后加水煮沸得到浆液;(3)按一定配比称量外加剂,并将其与所述步骤(2)中制得的淀粉渣浆液混合均匀;(4)将所述步骤(3)制得的混合液加入所述步骤(1)的混合料中,强力搅拌均匀,将湿混后混合料送入真空练泥机中练泥后,挤出成型,其中水的质量为固体总质量的22~30%;(5)将所述步骤(4)中挤出成型的生土材料,自然干燥养护28天。该发明制备工艺简单,属于低成本的新型环保建筑材料,其使用的原料来源广泛,大大减少了原材料与运输的成本。该发明虽然使用到了淀粉渣,但只是出于降低成本的需要。
中国专利公开号:102173664A,公开日:2011-9-7的专利文献公开了一种芳纶纤维-石蜡复合相变储能混凝土。该发明为一种芳纶纤维-石蜡复合相变储能混凝土,它以水泥,水,砂,碎石,减水剂为基体,还含有石蜡相变材料和增强导热作用的芳纶纤维以及增加机械强度的纤维增强材料。制备时首先将石蜡与芳纶纤维混合加热石蜡全部融化,并不断搅动使石蜡与芳纶纤维混合均匀成粘稠状;将砂、碎石投入搅拌机后,投入纤维、水泥进行干拌,随后加入水和减水剂快速搅拌均匀;然后将上述融化后的芳纶纤维-石蜡粘稠状混合物投入上述混凝土拌合物中混合均匀即可。该发明由于在石蜡中添加了芳纶纤维作为导热添加剂,提高了相变储能混凝土的导热系数,从而提高了储能材料热量储存和释放效率。但由于混凝土中的石蜡是一种有机物的混合物,与混凝土中的其它物质不能很好的融合,因此,该发明的芳纶纤维-石蜡复合相变储能混凝土在使用一段时间后,石蜡会慢慢渗出而造成该混凝土的热量的储存和释放效率逐渐降低。
发明内容
要解决的技术问题
针对现有技术中混凝土终凝期长、影响施工周期以及储热混凝土热量的储存和释放效率逐渐降低的问题,本发明提供了一种高储热混凝土材料及其制备方法和应用。它可以实现缩短混凝土终凝期,并可以让其在短时间内完全凝固而不影响硬化质量,应用于外墙时,还有保温的效果,而且还具备储热功能。
技术方案
本发明的技术原理是,水泥和水以后,发生一系列物理与化学变化,随着水泥水化反应的进行,水泥浆体逐渐失去流动性、可塑性,进而凝固称具有一定强度的硬化体,这一过程成为水泥的凝结,前期为初凝期,后期为终凝期,而整个凝固的过程,往往伴随着的是放热的过程,发明人充分利用初凝期的可塑性,将其与淀粉混合并和水搅拌后,将水泥活性部分激发后,会产生热量,部分淀粉会有糊化成胶状膨胀的效果,迅速进行真空冷冻干燥,在升华吸热的前提下,料温迅速降低,保持其活性和产生大量冰晶充实在冻体状态的初凝体中,这些冰晶甚至能够对水泥和淀粉的粉体颗粒表面进行破坏,甚至能够刺破颗粒表面,然后进行真空冷冻干燥工艺,而真空冷冻干燥的作用是保持该活性,冰晶升华干燥后,在原位产生大量的细小空隙,形成灰白色蜂窝状薄脆块的结构,该结构由于水分含量小且膨松,为粉碎至任意粒度的微粉料打下良好的基础。
本发明选择储热芒硝作为储热主要成分的技术原理为:芒硝是一种低成本、高储热性能的商用相变材料,其相变温度32.4℃,相变潜热为254kJ/kg,体积储热密度为377MJ/m³,但在将芒硝应用于混凝土材料的过程中,容易出现过冷和相分离现象,导致材料析出,降低循环寿命,严重制约芒硝在混凝土中的实际应用,经过分析得出:产生过冷现象是由于结晶水合盐的结晶成核性能较差,因此实际应用过程中需要添加防过冷剂和防相分离剂,经过多次试验,在本发明的储热混凝土材料中选择了防过冷剂硫酸钙和防相分离器高分子吸水树脂,这样,用芒硝、硫酸钙和高分子吸水树脂三者结合制成储热芒硝应用于混凝土中,就能制得储热混凝土材料,在此配方的基础上,再充分利用芳纶纤维具有柔软性好、耐高温、高强度、高模量、且价格便宜等优点,将芳纶纤维加入到储热混凝土材料中,可以显著提高其强度和支撑作用以及储热性能。
将储热芒硝和淀粉、水泥和水一起混合后进行冻干,储热芒硝中的水分进行彻底的升华后,储热芒硝产生的脱水通道被淀粉或水泥补位,在储热芒硝的表面形成保护层,加强了储热芒硝的吸热和放热的持久性。
为达到上述目的,本发明提供的技术方案为:
一种高储热混凝土材料,各组分重量份数为:水泥18份~20份,淀粉1份~2份,砂20~25份,储热芒硝16~20份,芳纶纤维1~5份,天然卵石子15~25份;其中:水泥、储热芒硝和淀粉用水混合均匀后,用真空冷冻干燥工艺进行干燥后使用。
一种高储热混凝土材料的制备方法,步骤为:
A、混合后搅拌:将水泥、储热芒硝和淀粉混合均匀后,加水搅拌均匀成初凝体;
B、摊薄:将初凝体迅速摊薄至模具中;
C、冻干:转入真空冷冻干燥仓内冻干后呈灰白色蜂窝状薄脆块;
D、粉碎:将薄脆块进行粉碎呈微粉料;
E、真空包装;
F、应用:具体应用过程中,拆包装后混合砂、天然卵石子、芳纶纤维、水使用。
优选地,所述步骤B模具的厚度为2~5cm;所述的储热芒硝是芒硝、硫酸钙和高分子吸水树脂的混合物,重量比为5:2:1。
优选地,所述真空冷冻干燥仓内的真空冷冻干燥的曲线为:
a、升华速冻期:干燥仓抽真空至180Pa以内,保持2~2.5h;;
b、升温期:15~20分钟内板温升温至100~110℃,保持真空至180Pa以内;
c、升华高峰期:板温100~110℃保持1~1.5h,真空保持110±5Pa;
d、中温期:板温降至80~90℃保持1.5~2h,真空保持60~80Pa;
e、解析干燥期:板温降至60~70℃保持1~2h,真空保持40~60Pa;
f、恒温期:板温降至55℃、物料温度50±1℃,真空保持40~50Pa,板温和物料温度呈两条水平平行线保持50~60min后破真空出仓。
优选地,所述步骤D中,粉碎粒度为150~200目;干燥曲线中,物料温度不大于52℃。
一种高储热混凝土材料在铺设混凝土地面的应用,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.铺设:将二次初凝体直接铺设至铺平的地面;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
一种高储热混凝土材料在建筑外墙的应用,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.铺设:将二次初凝体直接抹平至建筑外墙;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
一种高储热混凝土材料在桩基钢筋笼的应用,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.浇注:将二次初凝体直接浇注至桩基钢筋笼中;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
一种高储热混凝土材料制备混凝土块的应用,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌,搅拌速度为800~1500rpm,搅拌5~10min,形成二次初凝体;
B.浇筑:将A步骤制得的储热功能的混凝土浆注入模具中,20~30℃下养护10~20天,硬化得到储热功能的混凝土块。
有益效果
采用本发明提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下显著效果:
(1)本发明的一种高储热混凝土材料,淀粉、储热芒硝和水泥在初凝期结束前进行冻干后再粉碎,淀粉能够充分利用混凝土凝固期间的放热产生糊化胶状的效果,并和砂、储热芒硝结合,产生牢固的包覆效果,由于胶状的传热效果差,还会产生保温的效果,多孔状结构的冻干粉体材料,形成水分的吸入通道,吸水迅速,水迅速和混凝土中各成分进行物理和化学反应,由于胶状淀粉的存在,还避免了水泥的聚团效应,当反应完全时,水分通道才会闭合,而此时,胶状淀粉的持水性能又对未完全参与反应的水泥进行水分的持续供给,这样,即保证了混凝土的硬化的完全性,又缩短了混凝土的终凝期,进而缩短了施工周期并保持了吸热和放热的持久性;还添加了导热性能差、起植筋作用的芳纶纤维,显著提高了混凝土的储热性能,改善了混凝土比热容小,散热快的缺点;
(2)本发明的一种高储热混凝土材料的制备方法,步骤B模具的厚度为2~5cm,保证了在冻干仓中升华吸热速冻的迅速性;升华吸热速冻的温度可达-18~-22℃,符合发明人测定的该混合体的冷凝点,以便于能够产生足够多的细小冰晶,产生最大冰晶生成带,升华吸热速冻时间可以为120~150分钟,根据物料厚度进行相应的调整;
(3)本发明的一种高储热混凝土材料制备方法,真空冷冻干燥的曲线是发明人根据物料冷凝点、物料厚度、冻干过程中物料升温速率综合考虑的结果,制得的灰白色蜂窝状薄脆块即保持了其活性,又尽量避免了内部淀粉的过度糊化而影响使用时水分的吸收,储热芒硝中的水分进行彻底的升华后,内部产生的脱水通道被淀粉或水泥补位,在其的表面形成保护层,加强了储热芒硝相变过程中的吸热和放热的持久性;粉碎后微粉料粒度大小在30~100µm范围内,与水泥的粒度基本一致,搅拌后能够均匀分布在混凝土中;
(4)本发明的一种高储热混凝土材料,粉碎至150~200目,灰白色蜂窝状薄脆块也为均匀的粒度分布打下良好的基础;干燥曲线中,物料温度不大于52℃,避免在仓中淀粉过度糊化;
(5)本发明的一种高储热混凝土材料在铺设混凝土地面的应用,由于终凝期短,地面养护周期短,短时间内即可通行,而且硬化完全,硬度高,淀粉胶体的存在,还产生的吸水放水的效果,能够保持地面的长时间持水,减少地面应力的过度变化而产生裂纹;
(6)本发明的一种高储热混凝土材料在建筑外墙的应用,工序简单,无需反复洒水补充水分,和储热芒硝协同作用,还有保温的效果,也能避免墙面应力的过度变化而产生裂纹;
(7)本发明的一种高储热混凝土材料在桩基钢筋笼的应用,淀粉胶体的存在,和钢筋的结合度高,避免由于混凝土的离筋产生对整个桩基的破坏。
具体实施方式
下面结合具体的实施例,对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的一种高储热混凝土材料,包括水泥、淀粉、砂、天然卵石子、储热芒硝,各组分重量份数为:水泥18份,淀粉1份,砂20份,储热芒硝16份,天然卵石子15份,芳纶纤维1份,水泥为粉煤灰硅酸盐水泥;储热芒硝是芒硝、硫酸钙和高分子吸水树脂的混合物,重量比为5:2:1;
本实施例的一种高储热混凝土材料的制备方法,步骤为:
步骤一、混合后搅拌:将水泥、储热芒硝和淀粉混合均匀后,加水搅拌均匀成初凝体;
步骤二、摊薄:将初凝体迅速摊薄至模具中,模具的厚度为2cm;
步骤三、冻干:转入真空冷冻干燥仓内冻干后呈灰白色蜂窝状薄脆块,冻干工艺为:
a、升华速冻期:干燥仓抽真空至180Pa以内,保持2h;;
b、升温期:15分钟内板温升温至100℃,保持真空至180Pa以内;
c、升华高峰期:板温100℃保持1h,真空保持110±5Pa;
d、中温期:板温降至80℃保持1.5h,真空保持60~80Pa;
e、解析干燥期:板温降至60℃保持1h,真空保持40~60Pa;
f、恒温期:板温降至55℃、物料温度50±1℃,真空保持40~50Pa,板温和物料温度呈两条水平平行线保持50min后破真空出仓。
步骤四、粉碎:将薄脆块进行粉碎呈微粉料,粉碎粒度为150目;
步骤五、真空包装;
本实施例的一种高储热混凝土材料,在铺设混凝土地面的应用,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.铺设:将二次初凝体直接铺设至铺平的地面;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
经测算,粉煤灰硅酸盐水泥的终凝期为4.5小时左右,本实施例的一种高储热混凝土材料缩短周期至少50%;制得的本实施例的储热功能的混凝土地面抗压强度达到了31.3MPa,体积储热密度为90MJ/m³,具有显著的储热效果。
实施例2
本实施例的一种高储热混凝土材料,各组分重量份数为:水泥20份,淀粉2份,砂25份,储热芒硝20份,天然卵石子25份,芳纶纤维5份,水泥为42.5级普通硅酸盐水泥;
本实施例的一种高储热混凝土材料的制备方法,步骤为:
步骤一、混合后搅拌:将水泥、储热芒硝和淀粉混合均匀后,加水搅拌均匀成初凝体;其中储热芒硝是芒硝、硫酸钙和高分子吸水树脂的混合物,重量比为5:2:1;
步骤二、摊薄:将初凝体迅速摊薄至模具中,模具的厚度为5cm;
步骤三、冻干:转入真空冷冻干燥仓内冻干后呈灰白色蜂窝状薄脆块,冻干工艺为:
a、升华速冻期:干燥仓抽真空至180Pa以内,保持2.5h;;
b、升温期:20分钟内板温升温至110℃,保持真空至180Pa以内;
c、升华高峰期:板温110℃保持1.5h,真空保持110±5Pa;
d、中温期:板温降至90℃保持1h,真空保持60~80Pa;
e、解析干燥期:板温降至70℃保持2h,真空保持40~60Pa;
f、恒温期:板温降至55℃、物料温度50±1℃,真空保持40~50Pa,板温和物料温度呈两条水平平行线保持60min后破真空出仓。
步骤四、粉碎:将薄脆块进行粉碎呈微粉料,粒度为200目;
步骤五、真空包装;
本实施例的一种高储热混凝土材料,在建筑外墙的应用,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.铺设:将二次初凝体直接铺设至铺平的地面;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
经测算,42.5级普通硅酸盐水泥的终凝期为6-10小时,本实施例的一种高储热混凝土材料缩短周期至少200%;制得的本实施例的储热功能的混凝土墙面,其抗压强度达到了26.4MPa,体积储热密度为110MJ/m³,具有显著的储热效果。
实施例3
本实施例的一种高储热混凝土材料,各组分重量份数为:水泥19份,淀粉1.4份,砂22份,储热芒硝18份,天然卵石子20份,芳纶纤维3份,水泥为火山灰质硅酸盐水泥;
本实施例的一种高储热混凝土材料的制备方法,步骤为:
步骤一、混合后搅拌:将水泥、储热芒硝和淀粉混合均匀后,加水搅拌均匀成初凝体;其中储热芒硝是芒硝、硫酸钙和高分子吸水树脂的混合物,重量比为5:2:1;
步骤二、摊薄:将初凝体迅速摊薄至模具中,模具的厚度为4cm;
步骤三、冻干:转入真空冷冻干燥仓内冻干后呈灰白色蜂窝状薄脆块,冻干工艺为:
a、升华速冻期:干燥仓抽真空至180Pa以内,保持2.2h;;
b、升温期:15分钟内板温升温至100℃,保持真空至180Pa以内;
c、升华高峰期:板温100℃保持1.2h,真空保持110±5Pa;
d、中温期:板温降至80℃保持1.5h,真空保持60~80Pa;
e、解析干燥期:板温降至70℃保持1.5h,真空保持40~60Pa;
f、恒温期:板温降至55℃、物料温度50±1℃,真空保持40~50Pa,板温和物料温度呈两条水平平行线保持55min后破真空出仓。
步骤四、粉碎:将薄脆块进行粉碎呈微粉料,粒度为180目;
步骤五、真空包装;
本实施例的一种高储热混凝土材料,在桩基钢筋笼的应用,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.浇注:将二次初凝体直接浇注至桩基钢筋笼中;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
经测算,火山灰质硅酸盐水泥的终凝期为4至6小时,本实施例的一种高储热混凝土材料缩短周期至少100%;制得的本实施例的储热功能的混凝土桩基钢筋笼其抗压强度达到了38.8MPa,体积储热密度为85MJ/m³,具有明显的储热效果。
实施例4
本实施例的一种高储热混凝土材料,各组分重量份数为:水泥20份,淀粉1.6份,砂25份,储热芒硝18份,天然卵石子16份,芳纶纤维2份,水泥为火山灰质硅酸盐水泥。
本实施例的一种高储热混凝土材料的制备方法,步骤为:
步骤一、混合后搅拌:将水泥、储热芒硝和淀粉混合均匀后,加水搅拌均匀成初凝体;其中储热芒硝是是芒硝、硫酸钙和高分子吸水树脂的混合物,重量比为5:2:1。
步骤二、摊薄:将初凝体迅速摊薄至模具中,模具的厚度为3cm;
步骤三、冻干:转入真空冷冻干燥仓内冻干后呈灰白色蜂窝状薄脆块,冻干工艺为:
a、升华速冻期:干燥仓抽真空至180Pa以内,保持2h;;
b、升温期:15分钟内板温升温至100℃,保持真空至180Pa以内;
c、升华高峰期:板温100℃保持1.5h,真空保持110±5Pa;
d、中温期:板温降至80℃保持2h,真空保持60~80Pa;
e、解析干燥期:板温降至60℃保持2h,真空保持40~60Pa;
f、恒温期:板温降至55℃、物料温度50±1℃,真空保持40~50Pa,板温和物料温度呈两条水平平行线保持55min后破真空出仓。
步骤四、粉碎:将薄脆块进行粉碎呈微粉料,粒度为160目;
步骤五、真空包装;
本实施例的一种高储热混凝土材料,在制备混凝土块的应用,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌,搅拌速度为800~1500rpm,搅拌5~10min,本实施例中可以为搅拌速度1000rpm,搅拌10min,形成二次初凝体;
B.浇筑:将A步骤制得的储热功能的混凝土浆注入模具中,20~30℃下养护10~20天,本实施例中可以为20℃下养护20天,硬化得到储热功能的混凝土块。
经测算,火山灰质硅酸盐水泥的终凝期为4至6小时,本实施例的一种高储热混凝土材料缩短周期至少100%;制得的本实施例的储热功能的混凝土块抗压强度达到了41MPa,体积储热密度为115MJ/m³,具有明显的储热效果。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种高储热混凝土材料,包括水泥、淀粉、砂、天然卵石子、储热芒硝和芳纶纤维,其特征在于:各组分重量份数为:水泥18份~20份,淀粉1份~2份,砂20~25份,储热芒硝16~20份,芳纶纤维1~5份,天然卵石子15~25份;其中:水泥、储热芒硝和淀粉用水混合均匀后,用真空冷冻干燥工艺进行干燥后使用。
2.一种根据权利要求1所述的高储热混凝土材料的制备方法,其特征在于:步骤为:
A、混合后搅拌:将水泥、储热芒硝和淀粉混合均匀后,加水搅拌均匀成初凝体;
B、摊薄:将初凝体迅速摊薄至模具中;
C、冻干:转入真空冷冻干燥仓内冻干后呈灰白色蜂窝状薄脆块;
D、粉碎:将薄脆块进行粉碎呈微粉料;
E、真空包装;
F、应用:具体应用过程中,拆包装后混合砂、天然卵石子、芳纶纤维、水使用。
3.根据权利要求2所述的一种高储热混凝土材料的制备方法,其特征在于:所述步骤B模具的厚度为2~5cm;
所述的储热芒硝是芒硝、硫酸钙和高分子吸水树脂的混合物,重量比为5:2:1。
4.根据权利要求2所述的一种高储热混凝土材料的制备方法,其特征在于:所述真空冷冻干燥仓内的真空冷冻干燥的曲线为:
a、升华速冻期:干燥仓抽真空至180Pa以内,保持2~2.5h;;
b、升温期:15~20分钟内板温升温至100~110℃,保持真空至180Pa以内;
c、升华高峰期:板温100~110℃保持1~1.5h,真空保持110±5Pa;
d、中温期:板温降至80~90℃保持1.5~2h,真空保持60~80Pa;
e、解析干燥期:板温降至60~70℃保持1~2h,真空保持40~60Pa;
f、恒温期:板温降至55℃、物料温度50±1℃,真空保持40~50Pa,板温和物料温度呈两条水平平行线保持50~60min后破真空出仓。
5.根据权利要求4所述的一种高储热混凝土材料的制备方法,其特征在于:所述步骤D中,粉碎粒度为150~200目;干燥曲线中,物料温度不大于52℃。
6.一种如权利要求5所述的制备方法制得的混凝土材料在铺设混凝土地面的应用,其特征在于,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.铺设:将二次初凝体直接铺设至铺平的地面;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
7.一种如权利要求5所述的制备方法制得的混凝土材料在建筑外墙的应用,其特征在于,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.铺设:将二次初凝体直接抹平至建筑外墙;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
8.一种如权利要求5所述的制备方法制得的混凝土材料在桩基钢筋笼的应用,其特征在于,应用步骤如下:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌形成二次初凝体;
B.浇注:将二次初凝体直接浇注至桩基钢筋笼中;
C.硬化:进入终凝期硬化结束后即可使用。
9.一种如权利要求5所述的制备方法制得的混凝土材料制备混凝土块的应用,其特征在于,步骤为:
A.水泥浆的制备:粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、芳纶纤维和水计量后混合搅拌,搅拌速度为800~1500rpm,搅拌5~10min,形成二次初凝体;
B.浇筑:将A步骤制得的储热功能的混凝土浆注入模具中,20~30℃下养护10~20天,硬化得到具有储热功能的混凝土块。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107200539A (zh) * 2017-07-25 2017-09-26 苏州三冷暖工程有限公司 一种高储热地暖板的储热材料及其制备方法
CN107382231A (zh) * 2017-07-25 2017-11-24 苏州三冷暖工程有限公司 一种含高储热储热材料的地暖板
CN113173739A (zh) * 2020-05-09 2021-07-27 中国科学院青海盐湖研究所 一种相变混凝土及其制备方法
US11396619B2 (en) * 2017-07-10 2022-07-26 Mary Anne White Phase-change material and method for producing same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1844026A (zh) * 2006-04-21 2006-10-11 华南理工大学 一种新型砌筑水泥
CN103193425A (zh) * 2013-04-09 2013-07-10 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 矿渣集料制备的高强泵送抗裂混凝土及其生产方法
CN103253894A (zh) * 2012-11-27 2013-08-21 四会市飞来峰非金属矿物材料有限公司 一种有机-无机复合水溶性干粉
CN103641374A (zh) * 2013-11-26 2014-03-19 成都新柯力化工科技有限公司 一种透水混凝土添加剂及制备方法
CN104386981A (zh) * 2014-10-24 2015-03-04 马鞍山市博浪热能科技有限公司 一种具有导热和储热功能的混凝土材料及其制备方法
CN104402353A (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 马鞍山市博浪热能科技有限公司 一种储热混凝土材料及其制备方法
CN105152610A (zh) * 2015-10-12 2015-12-16 天津城建大学 一种利用淀粉渣改性生土材料的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1844026A (zh) * 2006-04-21 2006-10-11 华南理工大学 一种新型砌筑水泥
CN103253894A (zh) * 2012-11-27 2013-08-21 四会市飞来峰非金属矿物材料有限公司 一种有机-无机复合水溶性干粉
CN103193425A (zh) * 2013-04-09 2013-07-10 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 矿渣集料制备的高强泵送抗裂混凝土及其生产方法
CN103641374A (zh) * 2013-11-26 2014-03-19 成都新柯力化工科技有限公司 一种透水混凝土添加剂及制备方法
CN104386981A (zh) * 2014-10-24 2015-03-04 马鞍山市博浪热能科技有限公司 一种具有导热和储热功能的混凝土材料及其制备方法
CN104402353A (zh) * 2014-10-24 2015-03-11 马鞍山市博浪热能科技有限公司 一种储热混凝土材料及其制备方法
CN105152610A (zh) * 2015-10-12 2015-12-16 天津城建大学 一种利用淀粉渣改性生土材料的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
夏延斌等: "《食品化学》", 28 February 2015, 中国农业出版社 *
许洁: "《建设工程质量检测技术指南 见证取样篇》", 31 August 2012 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11396619B2 (en) * 2017-07-10 2022-07-26 Mary Anne White Phase-change material and method for producing same
CN107200539A (zh) * 2017-07-25 2017-09-26 苏州三冷暖工程有限公司 一种高储热地暖板的储热材料及其制备方法
CN107382231A (zh) * 2017-07-25 2017-11-24 苏州三冷暖工程有限公司 一种含高储热储热材料的地暖板
CN113173739A (zh) * 2020-05-09 2021-07-27 中国科学院青海盐湖研究所 一种相变混凝土及其制备方法
CN113173739B (zh) * 2020-05-09 2022-12-06 中国科学院青海盐湖研究所 一种相变混凝土及其制备方法

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