石蜡基复合相变材料的制备及在建筑材料中的应用研究

来源 :沈阳建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiao137wu
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社会发展离不开能源,特别是人类社会进入工业时代以来对能源的需求更是呈快速增长的态势,但是能源并非可再生资源,所以近几十年来关于能源危机的问题日益凸显出来,能源的过度消费还牵扯出环境问题,这就提出了对能源的合理利用及新能源的开发问题。相变材料以其具有的独特蓄热储能特性,对提高能源的利用率效果明显,在太阳能、电子、建筑、纺织等领域都有广泛的应用。本文探讨了石蜡复合相变材料相变温度段的选择及与多孔材料的结合后应用在水泥砂浆与混凝土中温度变化规律,期望对以后相变材料在建筑结构上的使用有一定的参考价值。  本课题以固、液态两种石蜡为相变材料,膨胀珍珠岩与粉煤灰陶粒为吸附载体,探讨了具有合适相变温度与潜热的复合相变材料的筛选;探讨了膨胀珍珠岩与粉煤灰陶粒在不同的吸附条件对石蜡的吸附能力;制备了石蜡/膨胀珍珠岩(粉煤灰陶粒)复合相变材料,分别作为细骨料、粗骨料制备含有不同石蜡掺量的相变砂浆、相变混凝土试件,设有空白样,养护28d后,测试试件表面的温度-时间曲线,分析石蜡在砂浆与混凝土产生的蓄热性能,对所制试件进行抗压强度测试,探讨石蜡相变材料对砂浆和混凝土试件力学性能的影响。  试验结果表明:  采用DSC、步冷曲线法测试不同质量比复合后的试样,确定了两者质量比为2:8的试样为试验选用的相变材料,其相变温度为26.6℃,相变潜热为45.1J/g。采用环氧树脂和固化剂1:1的比例对石蜡/膨胀珍珠岩(粉煤灰陶粒)复合相变材料进行了表面封装,同时DSC测试结果表明:石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料的相变温度为29.6℃,相变潜热为42.7J/g,石蜡/粉煤灰陶粒复合相变材料的相变温度为30.7℃,相变潜热为51.1J/g。  制备膨胀珍珠岩体积取代率为10%~60%的相变砂浆试件,在加热和冷却时,其表面温度比空白样变化慢,并且随着石蜡的含量增多,两者温度差值也越大;不同石蜡含量的相变砂浆试件之间的表面温度变化速率也不同,当石蜡含量由小变大时,升/降温曲线斜率也由比较陡向平缓变化,表面温度从开始变化至稳定所需要的时间也越长,说明石蜡相变材料具有蓄热效果,且含有的石蜡越多,调温蓄热能力越好;随着膨胀珍珠岩取代率与石蜡量的增大,相变砂浆试件的抗压强度值呈现出下降趋势,当取代率为60%时,强度下降幅度较大。因此,综合蓄热效果及强度的大小,取代率为50%时是试验范围内合适的取代率。  在粉煤灰陶粒吸附石蜡量为10%、15%、20%条件下制备相变混凝土试件。与空白样进行对比发现,含有石蜡的相变混凝土试件的升温/降温速率慢,且当含石蜡量逐渐增大时,与空白样形成的温度差值也逐渐变大;测试了混凝土试件的28d抗压强度,结果表明:掺入石蜡后会造成混凝土强度下降,但测试值仍能满足强度要求。
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