專利名稱：一種具有蓄冷阻熱功能的高含水漿液材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蓄冷阻熱材料，特別是一種具有蓄冷阻熱功能的高含水漿液材料。
背景技術(shù)：
隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的全面實(shí)施，我國(guó)將不斷在多年凍土地區(qū)進(jìn)行鐵路、公路、輸油管線、光纜、水利等重大工程設(shè)施的建設(shè)。寒區(qū)工程的修建會(huì)導(dǎo)致下部多年凍土融化沉降，嚴(yán)重影響工程的穩(wěn)定性和正常運(yùn)營(yíng)。新建的寒區(qū)工程面臨著溫度接近o°c的高溫、高含冰凍土即體積含冰量超過(guò)30%的多年凍土、全球氣候變暖和多年凍土不斷退化的諸多難題。

目如保護(hù)鐵路、公路路基下部多年凍土的工程措施主要有提聞路堤聞度，在路堤表面鋪設(shè)拋石護(hù)坡、遮陽(yáng)板，在路堤中加裝通風(fēng)管，在路堤中鋪設(shè)保溫材料、塊石，以及埋設(shè)熱管等措施。面對(duì)我國(guó)多年凍土地區(qū)高溫、高含冰的獨(dú)特條件，以上工程措施存在著一些明顯的不足和缺陷，要么功效不足，要么施工不便，要么造價(jià)太高，要么只能在“點(diǎn)”上降溫，難以滿足工程中要求的“線”、“面”上降溫的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種蓄能阻熱功效高、便于施工、造價(jià)低及環(huán)境友好的具有蓄冷阻熱功能的高含水漿液材料。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種具有蓄冷阻熱功能的高含水漿液材料，由基料和輔料組成。所述的基料由下述重量配比的組份組成
①硫鋁酸鹽水泥熟料100克懸浮劑3克；
所述的輔料由下述重量配比的組份組成
①石膏25 40克 級(jí)生石灰8 13克；@促凝早強(qiáng)劑f 3克；@保水劑f 2克； 鈉基膨潤(rùn)土廣I. 6克；
所述的懸浮劑是鈉基膨潤(rùn)土 ；所述的石膏是天然硬石膏；所述的促凝早強(qiáng)劑是LiOH ；所述的保水劑是高分子吸水性樹脂。漿液材料的制備方法分別將基料與輔料的組份混合磨細(xì)，過(guò)200目篩制成固體粉末；然后將基料、輔料使用不同的容器分別加水?dāng)嚢?，水灰比? 3，再將兩種漿液混合攪拌；將發(fā)泡劑和水按照1:20的比例放入發(fā)泡機(jī)中制備細(xì)密的泡沫，按照泡沫為漿液體積10%的比例混合，將泡沫與混合后的漿液混合攪拌。有益效果，由于采用了上述方案，利用冰、水相變實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)變化，已知水的導(dǎo)熱系數(shù)為0. 54W/ (m. K),冰的導(dǎo)熱系數(shù)為2. 2W/(m. K),兩種狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)比約為4。衆(zhòng)液材料中無(wú)機(jī)材料形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鈣礬石，可短時(shí)間內(nèi)固結(jié)大量自由水，并形成一定強(qiáng)度的硬化體。所形成的結(jié)石體可利用一年四季的溫度變化，在多年凍土區(qū)夏季正溫狀態(tài)下，材料內(nèi)部的自由水導(dǎo)熱系數(shù)較小，硬化體具有較小的導(dǎo)熱系數(shù)，起到熱阻的作用；冬季負(fù)溫條件下，材料內(nèi)部的自由水凍結(jié)成冰，硬化體導(dǎo)熱系數(shù)變大，熱傳導(dǎo)能力增強(qiáng)，有利于冷量的傳入。同時(shí)材料硬化體內(nèi)部含有大量自由水，具有較高的比熱容，可利用多年凍土區(qū)冷季時(shí)間大于暖季時(shí)間的特點(diǎn)，可儲(chǔ)存冬季冷能，起到進(jìn)一步降溫的效果。通過(guò)將漿液注入或敷設(shè)的方式在地礎(chǔ)內(nèi)部中或者表面形成熱交換調(diào)控材料層，利用其在正負(fù)溫狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)差異大的原理，調(diào)控地礎(chǔ)土體的熱流密度，達(dá)到冷卻地基的目的。優(yōu)點(diǎn)1.熱半導(dǎo)體功效明顯，降溫效能突出。材料含水率在125%以上，凍結(jié)前后導(dǎo)熱系數(shù)比達(dá)到2. 5以上；2.施工方便，性價(jià)比高；3.制備工藝簡(jiǎn)單，成本低；4.漿液材料凝固速度快，硬化后強(qiáng)度高，可滿足路基材料強(qiáng)度要求；5.環(huán)境友好。此種材料主要通過(guò)注漿或者鋪設(shè)的方式埋設(shè)在地基之中，不對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，無(wú)需任何能源，可達(dá)到人類活動(dòng)與自然活動(dòng)的和諧。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具有蓄冷阻熱功能的高含水漿液材料主要由基料和輔料組成。實(shí)施例I :基料由下述重量配比的組份組成硫鋁酸鹽水泥熟料100克；懸浮劑采用鈉基膨潤(rùn)土 3克。輔料由下述重量配比的組份組成石膏采用天然硬石膏35克；生石灰
11.7克；促凝早強(qiáng)劑采用LiOH 2克；保水劑采用高分子吸水性樹脂I. 5克；鈉基膨潤(rùn)土 I. 4克。富水漿液材料的制備方法分別將組成基料與輔料的組份混合磨細(xì)，過(guò)200目篩制成固體粉末，然后將基料、輔料使用不同的容器分別加水?dāng)嚢?，水灰比?. O。再分別用管道泵送到使用位置，將兩種漿液混合攪拌后使用。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)此種漿液材料的硬化體的相關(guān)物理、熱學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。在水灰比2. 0情況下，結(jié)石體含水率為120% ;凍融狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)比為2. 6 ；3天單軸抗壓強(qiáng)度分別為I. 66MPa ;凍脹率為2%。實(shí)施例2，基料由下述重量配比的組份組成硫鋁酸鹽水泥熟料100克；鈉基膨潤(rùn)土 3克。輔料由下述重量配比的組份組成天然硬石膏25克；生石灰8克；促凝早強(qiáng)劑LiOHl克；保水劑I克；鈉基膨潤(rùn)土 I克。實(shí)施例2的使用方法的操作步驟與實(shí)施例I相同，水灰比為2. 5，為了減少富水材料的凍脹，在將發(fā)泡劑和水按照1:20的比例放入發(fā)泡機(jī)中制備細(xì)密的泡沫，按照體積10%的比例與漿液混合攪拌。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)此種漿液材料的硬化體的相關(guān)物理、熱學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。在水灰比2. 5情況下，結(jié)石體含水率為158% ;凍融狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)比分為3. 2 ；3天單軸抗壓強(qiáng)度分別為I. OOMPa ;凍脹率為I. 5%。實(shí)施例3，基料由下述重量配比的組份組成硫鋁酸鹽水泥熟料100克；鈉基膨潤(rùn)土 3克。輔料由下述重量配比的組份組成天然硬石膏40克；生石灰13克；促凝早強(qiáng)劑Li0H3克；保水劑2克；鈉基膨潤(rùn)土 I. 6克。實(shí)施例3的使用方法的操作步驟與實(shí)施例I相同，水灰比為3. 0，為了減少富水材料的凍脹，將發(fā)泡劑和水按照1:20的比例放入發(fā)泡機(jī)中制備細(xì)密的泡沫，按照體積10%的比例與漿液混合攪拌。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)此種漿液材料的硬化體的相關(guān)物理、熱學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。在水灰比3. 0情況下，結(jié)石體含水率為120% ;凍融狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)比分別為3. 75 ；3天單軸抗壓強(qiáng)度分別為0. 77MPa ;凍脹率分別為3. 0%。
權(quán)利要求
1.一種具有蓄冷阻熱功能高含水漿液材料，其特征是由基料和輔料組成，所述的基料由下述重量配比的組份組成 ①硫鋁酸鹽水泥熟料100克；(D懸浮劑3克； 所述的輔料由下述重量配比的組份組成 ①石膏25 40克；②生石灰8 13克；③促凝早強(qiáng)劑廣3克；④保水劑廣2克；⑤懸浮劑廣1.6克。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有蓄冷阻熱功能高含水漿液材料，其特征是所述的懸浮劑是鈉基膨潤(rùn)土 ；所述的石膏是天然硬石膏；所述的促凝早強(qiáng)劑是LiOH ;所述的保水劑是高分子吸水性樹脂。
3.一種具有蓄冷阻熱功能高含水漿液材料制備方法，其特征是包括如下步驟 (1)分別將組成基料與輔料的組份混合磨細(xì)，過(guò)200目篩制成固體粉末； (2)將基料、輔料使用不同的容器分別加水?dāng)嚢?，水灰比? 3，再將兩種漿液混合攪拌； (3)將發(fā)泡劑和水按照1:20的比例放入發(fā)泡機(jī)中制備細(xì)密的泡沫，按照泡沫為漿液體積10%的比例混合，將泡沫與漿液混合攪拌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有蓄冷阻熱功能的高含水漿液材料，屬于蓄冷阻熱材料。利用天然冷能蓄冷降溫有效保護(hù)多年凍土，確保工程穩(wěn)定的一種具有蓄冷阻熱功能高含水漿液材料。該材料主要由基料和輔料構(gòu)成，基料由硫鋁酸鹽水泥熟料、懸浮劑組成；輔料由石膏、生石灰、促凝早強(qiáng)劑、保水劑、懸浮劑組成。漿液材料中無(wú)機(jī)材料水化反應(yīng)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鈣礬石，可短時(shí)間內(nèi)固結(jié)大量自由水，并形成一定強(qiáng)度的硬化體。根據(jù)冰、水相變實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)變化，在夏季正溫狀態(tài)下，硬化體具有較小的導(dǎo)熱系數(shù)；冬季負(fù)溫條件下，材料內(nèi)部的自由水凍結(jié)成冰，硬化體導(dǎo)熱系數(shù)變大。本發(fā)明具有降溫效果明顯、制備簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)便、應(yīng)用面廣、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B22/06GK102718457SQ201210234490
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者周國(guó)慶, 周揚(yáng), 王建州, 王濤, 王英杰, 趙光思, 魏亞志, 鮑強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)