CN116425483A - 一种相变储能砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种相变储能砂浆及其制备方法，该相变储能砂浆由相变储能材料复合轻质骨料、细骨料、胶凝材料、掺合料及各类型功能性外加剂均匀混合而成；其中，相变储能材料复合轻质骨料由相变储能材料在轻质骨料载体上浸润后再进行表面处理而得。相变储能砂浆中单位质量内各主要组成材料的质量比例为：相变储能复合轻质骨料100‑150、细骨料200‑300、胶凝材料300‑400、掺合料150‑400；各类型功能性外加剂包括保水剂0.3‑0.6、减水剂0.4‑1.0、触变润滑剂0.3‑0.8、消泡剂0.1‑0.4。本发明所述相变储能砂浆及其制备方法将相变储能材料与轻质骨料完美结合，解决了相变储能材料无法直接应用的问题，将其应用于干混砂浆中可有效解决建筑物保温隔热问题，具备良好的环保节能效果，而且工艺简单，便于操作，具有很强的现实意义。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种相变储能砂浆及其制备方法。
背景技术
随着城市化进程的不断推进，城市中的房屋建筑数量不断增加，为了提高小区居民的居住舒适度，在冬季或夏季往往需要较多能源来调节室内温度，这就导致大量的能源消耗。必须寻找新的保温隔热措施，减少对能源的消耗。
相变储能材料作为一种可以在一定温度下发生物相转变的材料，以其高温熔化吸热及低温固化放热的特点吸引了广大研究人员的关注。
公开号为CN102690090A的专利申请公开了本发明提供一种掺水泥改质剂的混凝土，包括：胶凝材料、细骨料、粗骨料、外加剂、水泥改质剂和水；其中，在所述混凝土中所述胶凝材料含量200～500kg/m3,并且所述胶凝材料包括55～100%的水泥和0～45%的掺合料；所述外加剂为胶凝材料重量的0.15～1.5%,并且水胶比为0.24～0.60，砂率为30～45%。本发明还提供一种掺水泥改质剂的混凝土的制备方法。
公开号为CN101671136A的一种基于相变蓄热的新型储能保温砂浆及其制备方法，首先，通过真空浸渍将有机相变材料吸附到膨胀珍珠岩的微孔中，再通过二次真空浸渍，将包封材料包裹在相变储能骨料表面制备复合相变储能骨料；其次将复合相变储能骨料代替部分膨胀珍珠岩细骨料制备储能保温砂浆。本发明制得的基于相变蓄热的新型储能保温砂浆发生相变时不发生宏观液相，更阻隔了碱性环境对酸性相变材料的影响，而且使相变材料与膨胀珍珠岩保温骨料达到较好的结合，具有优良的蓄热及保温性能，能有效的改善建筑的热舒适性，还具有吸水系数低、耐水性好的优点。
已有很多研究人员将其用于房屋建筑的保温隔热，但由于相变储能材料发生相转变时容易发生泄漏及需要载体等原因而使其应用受到局限。因此，有必要采用一定手段合理利用相变储能材料，并保证其在使用过程中的安全性。
发明内容
为了解决上述现有技术中发生相转变过程中发生相变材料泄漏的问题，具有很强的环境意义及经济效益，本发明提供了一种相变储能砂浆使用的相变储能材料以开孔珍珠岩作为吸附载体，并通过树脂膜材料进行包裹，不仅能够发挥相变储能材料的相变调温效果。
本发明采用如下技术方案：
一种相变储能砂浆及其制备方法，该相变储能砂浆由相变储能材料复合轻质骨料、细骨料、胶凝材料、掺合料及各类型功能性外加剂均匀混合而成，单位质量内各主要组成材料的质量比例为：相变储能复合轻质骨料100-150、细骨料200-300、胶凝材料300-400、掺合料150-400；各类型功能性外加剂以主要组成材料为1000计，包括保水剂0.3-0.6、减水剂0.4-1.0、触变润滑剂0.3-0.8、消泡剂0.1-0.4。
所述相变储能材料复合轻质骨料由开孔珍珠岩、相变储能材料、浸渍包裹材料组成。
所述开孔珍珠岩的容重为80-120kg/m3，开孔率为80%以上，颗粒直径为1.18-4.75mm之间。
所述相变储能材料的相变温度不宜高于35摄氏度。
所述浸渍包裹材料为包括丙烯酸树脂的有机高分子类干燥成膜材料。
所述细骨料的最大粒径不超过2.36mm，包括机制砂和河砂。
所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5MPa。
所述掺合料为粉煤灰、硅灰、矿粉中的一种或几种。
所述保水剂为纤维素醚类材料，包括羟丙基甲基纤维素，粘度范围在2万-10万之间。
所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率不宜低于25%。
所述触变润滑剂为硅酸镁铝类材料。
所述消泡剂为聚醚类消泡剂或有机硅类消泡剂。
所述相变储能材料复合轻质骨料的制作流程包括以下步骤：
（1）加热相变储能材料至液体状态；
（2）将开孔珍珠岩按一定比例加入到液态相变储能材料中浸泡；
（3）将浸泡过相变储能材料的开孔珍珠岩滤出后冷却固化，冷却固化过程伴随振动分散，避免颗粒之间相互黏连。
（4）将冷却后的相变储能材料复合轻质骨料在雾化室中用树脂膜材料进行包裹，随后进行干燥成膜处理。
优选的，所述相变储能砂浆的制备方法为：将上述比例的各种原材料在搅拌机中均匀混合，即得相变储能砂浆，按一定比例加水拌合后即可使用。
积极有益效果：本发明采用了开孔珍珠岩作为相变储能材料的载体，并借助有机高分子膜材料进行包裹，将相变材料与砂浆骨料有机结合，并避免了相变储能材料在使用过程中发生泄漏的问题，实现了相变储能材料在房建领域的有效应用，具有良好的环境效益、经济效益、社会效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步的详细介绍，但本发明的保护范围并不仅限于此。
| 实施例1 | 实施例2 | |
| 相变储能材料复合轻质骨料 | 100 | 120 |
| 细骨料 | 250 | 220 |
| 胶凝材料 | 320 | 360 |
| 掺合料 | 330 | 300 |
| 保水剂 | 0.35 | 0.4 |
| 减水剂 | 0.6 | 0.7 |
| 触变润滑剂 | 0.5 | 0.5 |
| 消泡剂 | 0.2 | 0.2 |
| 水 | 320 | 340 |
| 抗压强度/ MPa | 8.5 | 7.2 |
| 相变潜热值（KJ/Kg） | 52 | 61 |
| 当量导热系数（W/m·K） | 0.039 | 0.031 |
实施例1至2所述相变储能砂浆的各原料重量配比详见表1，其中，所述相变储能材料复合轻质骨料制备时使用的开孔珍珠岩的容重为105kg/m3，开孔率为87%，颗粒直径为1.18-4.75mm；相变储能材料为十八烷蜡，相变温度为30℃；浸渍包裹材料为丙烯酸乳液，固含量为18%；
另，所述细骨料为机制砂，最大粒径2.36mm，连续级配；所述胶凝材料为PO42.5水泥；所述掺合料为粉煤灰和硅灰的混合物，硅灰占比为25%；所述保水剂为4万粘度羟丙基甲基纤维素醚；所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为28%；所述触变润滑剂为无机硅酸镁铝；所述消泡剂为聚醚类消泡剂。
实施例1至2所述相变储能砂浆的制备方法，具体为：按比例称取上述各原料，加入到砂浆搅拌机中，低速搅拌3-5min至混合均匀，即得所述相变储能砂浆的干混料，加入一定比例的拌合用水后，继续搅拌3-5min至混合均匀即得所述相变储能砂浆的浆料。
由表1的数据可以看出，该相变储能砂浆具有较好的保温隔热效果，有效降低能源消耗，而且强度指标满足使用要求，可以作为建筑结构保温材料使用。
本发明采用了开孔珍珠岩作为相变储能材料的载体，并借助有机高分子膜材料进行包裹，将相变材料与砂浆骨料有机结合，并避免了相变储能材料在使用过程中发生泄漏的问题，实现了相变储能材料在房建领域的有效应用，具有良好的环境效益、经济效益、社会效益。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种相变储能砂浆，其特征在于：所述相变储能砂浆由相变储能材料复合轻质骨料、细骨料、胶凝材料、掺合料及功能性外加剂均匀混合而成，单位质量内各主要组成材料的质量比例为：相变储能材料复合轻质骨料100-150、细骨料200-300、胶凝材料300-400、掺合料150-400；各类型功能性外加剂以主要组成材料为1000计，包括保水剂0.3-0.6、减水剂0.4-1.0、触变润滑剂0.3-0.8、消泡剂0.1-0.4。
2.根据权利要求1所述的一种相变储能砂浆，其特征在于：所述相变储能材料复合轻质骨料由开孔珍珠岩、相变储能材料和浸渍包裹材料组成。
3.根据权利要求2所述的一种相变储能砂浆，其特征在于：所述开孔珍珠岩的容重为80-120kg/m3，开孔率为80%以上，颗粒直径为1.18-4.75mm之间。
4.根据权利要求2所述的一种相变储能砂浆，其特征在于：所述相变储能材料的相变温度不高于35摄氏度；所述浸渍包裹材料为有机高分子类干燥成膜材料，如丙烯酸树脂等。
5.根据权利要求1所述的一种相变储能砂浆，其特征在于：所述细骨料为机制砂或河砂，最大粒径不超过2.36mm；所述胶凝材料为普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5MPa。
6.根据权利要求1所述的一种相变储能砂浆，其特征在于：所述掺合料为粉煤灰、硅灰、矿粉中的一种或几种；所述保水剂为纤维素醚类材料，包括羟丙基甲基纤维素，粘度范围在2万-10万之间；所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率不低于25%。
7.根据权利要求1所述的一种相变储能砂浆，其特征在于：所述触变润滑剂为硅酸镁铝类材料；所述消泡剂为聚醚类消泡剂或有机硅类消泡剂。
8.如权利要求1所述的一种相变储能砂浆的制备方法，其特征在于：所述相变储能材料复合轻质骨料的制作方法，包括以下步骤：
（1）加热相变储能材料至液体状态；
（2）将开孔珍珠岩按设定比例加入到液态相变储能材料中浸泡；
（3）将浸泡过相变储能材料的开孔珍珠岩滤出后冷却固化，冷却固化过程伴随振动分散；
（4）将冷却后的相变储能材料复合轻质骨料在雾化室中用树脂膜材料进行包裹，随后进行干燥成膜处理。
9.如权利要求1所述的一种相变储能砂浆的制备方法，其特征在于：将上述比例的各种原材料在搅拌机中均匀混合，即得相变储能砂浆，按一定比例加水拌合后即可使用。
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| CN202310362354.XA CN116425483A (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 一种相变储能砂浆及其制备方法 |
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN101121876A (zh) * | 2006-08-11 | 2008-02-13 | 同济大学 | 一种利用膨胀珍珠岩制备复合相变材料的方法 |
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2023
- 2023-04-07 CN CN202310362354.XA patent/CN116425483A/zh active Pending
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