相變儲能調溫泡沫混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領域，具體涉及一種相變儲能調溫泡沫混凝土及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在人類社會幾千年的發(fā)展歷程中，絕大部分時間都是采用被動式手段來調節(jié)室內熱環(huán)境，如被動式利用太陽能冬季采暖，利用自然通風進行夏季空調。被動式調節(jié)的共同特點是依靠建筑圍護結構自身的調溫特性，充分利用可再生自然能源改善室內熱環(huán)境。這類傳統(tǒng)建筑大多使用重質材料建造，蓄熱能力較強，熱惰性較大，能有效抑制室內溫度波動，冬暖夏涼，如陜北地區(qū)的窯居建筑。
[0003]然而，在現(xiàn)代建筑尤其是高層建筑中，輕質圍護結構獲得了越來越廣泛的應用，這主要是因為輕質圍護結構不僅可以大大減輕建筑結構的自身承重，而且因具有良好的熱阻性，能夠提高建筑圍護結構的保溫隔熱效果。但是，由于輕質圍護結構的熱容小，蓄熱能力較差，無法大量吸收貯存白天的太陽輻射熱，造成室內溫度白天過高，夜間過低，晝夜波動大，熱舒適性差，并由此造成空調和采暖能耗的增加，不利于建筑節(jié)能。
[0004]泡沫混凝土是近年來逐漸在全國范圍內推廣應用的新型建筑圍護結構材料，主要應用于框架結構填充墻、非承重內隔墻以及屋面、外墻、地面等部位的保溫隔熱工程，具有輕質、保溫、隔熱、隔聲、不燃、耐久等優(yōu)良性能，是最具發(fā)展前景的建筑節(jié)能材料之一。然而，由于泡沫混凝土輕質多孔，應用于建筑圍護結構時同樣具有熱容小、蓄熱差的缺點，造成室內熱舒適性較差，制約了它的進一步推廣使用。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本發(fā)明提出了一種具有較強蓄熱能力和調溫功能的相變儲能調溫泡沫混凝土及其制備方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種相變儲能調溫泡沫混凝土，包括:70-100重量份的水泥；0-30重量份的粉煤灰；10-50重量份的相變輕骨料；0_0.6重量份的纖維；0.2-0.4重量份的減水劑；0.1-0.3重量份的泡孔調節(jié)劑；0.1-0.3重量份的早強劑；0-1.5重量份的增強劑；0-3重量份的防水劑；2-9重量份的化學發(fā)泡劑；以及25-40重量份的水。
[0007]由此，本發(fā)明上述實施例的相變儲能調溫泡沫混凝土中具有相變輕骨料，因而增大了泡沫混凝土的蓄熱能力，使其具有了儲能和調溫功能，進而能夠克服輕質建筑材料應用于建筑圍護結構時存在熱惰性較差的弱點。相變儲能調溫泡沫混凝土主要基體材料為水泥基材料，具有不低于BI級的燃燒等級，當控制相變輕骨料含量較低時，可達A級不燃水平，具有優(yōu)良的防火安全性。另外，上述實施例的相變儲能調溫泡沫混凝土可以利用相變吸、放熱原理，發(fā)揮保溫隔熱功能進而用于保溫隔熱工程，當其表觀密度較小時可制成輕質板材，用于屋面、墻面、地面等部位的保溫隔熱，當其表觀密度較大時可制成墻板或砌塊產品，用于框架結構填充墻和非承重內隔墻。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的相變儲能調溫泡沫混凝土還可以具有如下附加的技術特征:
[0009]在本發(fā)明的一些實施例中，所述相變儲能調溫泡沫混凝土表觀密度為120_850kg/m3，抗壓強度為0.2-4MPa，導熱系數(shù)為0.045-0.22W/ (m.K)，體積吸水率為4_10 %，相變潛熱為 2500-9500kJ/m3。
[0010]在本發(fā)明的一些實施例中，所述水泥為普通硅酸鹽水泥；所述粉煤灰為I級和/或II級粉煤灰；所述纖維為聚丙烯纖維；所述減水劑為聚羧酸減水劑；所述泡孔調節(jié)劑為羥丙基甲基纖維素和黃原膠的混合物；所述早強劑為氯化鈣、碳酸鋰和無水硫酸鈉中的至少一種；所述增強劑為聚乙烯醇、可再分散乳膠粉和醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中的至少一種；所述防水劑為有機硅防水劑和/或硬脂酸鹽；所述化學發(fā)泡劑為雙氧水，
[0011]任選地，所述普通硅酸鹽水泥的強度等級不低于42.5;所述粉煤灰中氧化鈣的含量大于10% ;所述聚丙烯纖維的長度為6-12毫米；所述聚羧酸減水劑的減水率不小于30%。
[0012]在本發(fā)明的一些實施例中，所述泡孔調節(jié)劑中羥丙基甲基纖維素和黃原膠的重量比為1:2。
[0013]在本發(fā)明的一些實施例中，所述相變輕骨料，包括:
[0014]多孔基體材料；
[0015]相變材料，所述相變材料負載于所述多孔基體材料內，以便形成相變輕骨料骨架結構；
[0016]包覆材料，所述包覆材料包覆所述相變輕骨料骨架結構的外表面，
[0017]其中，所述相變輕骨料的相變溫度為18-50攝氏度，
[0018]任選地，所述相變材料與所述多孔基體材料的重量比不小于40:60，優(yōu)選為(40-60):(60-40)，
[0019]任選地，所述多孔基體材料為膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、沸石和超輕陶粒中的至少一種，
[0020]任選地，所述相變材料為烷烴、聚多元醇、脂肪酸類、醇類和酯類中的至少一種，
[0021]任選地，所述包覆材料為聚合物乳液、樹脂溶液和聚合物水泥凈漿中的至少一種。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明還提出了一種制備前面所述相變儲能調溫泡沫混凝土的方法，包括:
[0023]將70-100重量份的水泥；0-30重量份的粉煤灰；0_0.6重量份的纖維；0.2-0.4重量份的減水劑；0.1-0.3重量份的泡孔調節(jié)劑；0.1-0.3重量份的早強劑；0-1.5重量份的增強劑；0-3重量份的防水劑；以及25-40重量份的水進行第一混合攪拌，以便得到凈漿；
[0024]向所述凈漿中加入10-50重量份的相變輕骨料和2-9重量份的化學發(fā)泡劑并進行第二混合攪拌，以便得到凈漿混合物；以及
[0025]將所述凈漿混合物澆筑于模具中并進行一段養(yǎng)護；以及
[0026]將所述經(jīng)過所述一段養(yǎng)護的凈漿混合物進行脫模并進行二段養(yǎng)護，以便獲得所述相變儲能調溫泡沫混凝土。
[0027]由此，利用上述方法，可以有效地制備得到具有較強蓄熱能力和調溫功能的相變儲能調溫泡沫混凝土。該方法采用了相變輕骨料，因而增大了泡沫混凝土的蓄熱能力，并使其具有了儲能和調溫功能，進而能夠克服輕質建筑材料應用于建筑圍護結構時存在熱惰性較差的弱點。同時，該相變儲能調溫泡沫混凝土可以用于建筑保溫隔熱工程，當表觀密度較小時可制成輕質板材，用于屋面、墻面、地面等部位的保溫隔熱；當表觀密度較大時可制成墻板或砌塊產品，用于框架結構填充墻和非承重內隔墻。
[0028]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備相變儲能調溫泡沫混凝土的方法還可以具有如下附加的技術特征:
[0029]在本發(fā)明的一些實施例中，所述第一混合攪拌的時間為1-3分鐘，
[0030]任選地，向所述凈漿中加入相變輕骨料和化學發(fā)泡劑的間隔時間不小于10秒，
[0031]任選地，所述第二混合攪拌的時間為6-12秒。
[0032]在本發(fā)明的一些實施例中，所述一段養(yǎng)護和所述二段養(yǎng)護均是在溫度為18-22攝氏度和濕度為大于95%的條件下進行，所述一段養(yǎng)護時間為24小時，所述二段養(yǎng)護時間為
7-28 天。
[0033]在本發(fā)明的一些實施例中，所述相變輕骨料通過下列方法獲得:
[0034]將多孔基體材料進行干燥，以便得到干燥的多孔基體材料；
[0035]將相變材料進行加熱，以便得到熔融態(tài)相變材料；
[0036]將所述干燥的多孔基體材料與所述熔融態(tài)相變材料在真空反應釜中進行混合并減壓處理，以便得到相變輕骨料骨架結構；
[0037]將所述相變輕骨料骨架結構冷卻；以及
[0038]利用包覆材料將冷卻的所述相變輕骨料骨架結構進行包覆并干燥，以便得到相變輕骨料，
[0039]任選地，所述熔融態(tài)相變材料與所述干燥的多孔基體材料的重量比不