[发明专利]纤维复合相变混凝土材料及其制备方法

说明书

所属技术领域

本设计发明主要涉及一种建筑围护结构节能用的纤维复合相变混凝土材料及其制备方法。

技术背景

相变材料（PCM）具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。 

  相变材料的分类相变材料主要包括无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；近年来，复合相变储热材料应运而生，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此，研制复合相变储热材料已成为储热材料领域的热点研究课题。但是混合相变材料也可能会带来相变潜热下降，或在长期的相变过程中容易变性等缺点。

复合相变储能材料多是由相变材料与载体材料有机的结合，外观上形成一种可保持固体形状、具有不流动性的相变储能材料。该相变材料的主要组成成分有两种：一是工作物质,即相变材料，起到储能、放能的作用。二是载体物质，其作用是保持相变材料的不流动性和可加工性，载体物质的熔化温度要求高于相变材料的相变温度,使工作物质的相变范围内保持其固体的形状和材料性能。把相变材料掺入到普通的建筑材料构件中，以增加其蓄热(冷)能力的方法有以下几种：(1)封装法，在直接加入前，用不同材料、形状和大小的胶囊封装相变材料，可将其封装在球体、板状等合适的容器内，或将其封装在薄的高分子聚乙烯膜中。 (2)浸泡法，通过浸泡将相变材料渗入多孔的建材基体中，如石膏墙板、水泥混凝土砌块等。(3)直接混合法，将相变材料直接与建材基体混合，比如将相变材料吸入半流动的硅石细粉中，然后掺入建材基体中。

复合相变混凝土材料的相变材料经常采用石蜡等，但在材料学领域，相变混凝土材料的结构受力的强弱是设计的重要环节，而石蜡等相变物质颗粒的加入导致材料变脆，强度下降，为了增强混凝土的强度、刚度以及抗裂性能，在混凝土基体中掺入适量的纤维和添加剂，形成一种混凝土基复合材料。作为现代复合材料的纤维水泥和纤维混凝土所用的纤维种类繁多，按其材料可分为：金属纤维、无机纤维、合成纤维、植物纤维等。本发明提供一种纤维复合相变混凝土材料及其制备方法，抗压强度能够达到围护结构的强度标准，可用作被动式太阳房蓄热墙体。

 

发明内容

要解决的技术问题

本发明提供一种纤维复合相变混凝土材料及制备方法，其蓄热能力高，抗压强度符合一定标准，可用作被动式太阳房蓄热墙体。

技术方案

一种纤维复合相变混凝土材料，包括水、减水剂、纤维、石蜡颗粒和混凝土，其中所述的混凝土由硅酸盐水泥、石膏粉及河砂组成；水灰比为 0.3~0.4，石蜡颗粒配合比为90~120 kg/m³，硅酸盐水泥配合比450~460 kg/m³，河砂配合比为710~730kg/m³，石膏粉配合比为30~45 kg/m³，减水剂为45~46 kg/m³，其特征在于所述的纤维为配合比为20kg/m³ ~35 kg/m³的玄武纤维或配合比为70 ~85 kg/m³的微钢纤维。

所述的玄武纤维短切长度为15~25mm。

所述的微钢纤维钢纤维长度8~15mm、直径0.15~0.22mm。

河砂的模度细数为2.8~3.2。 

石蜡颗粒体积熔点30~40℃，粒径2~3mm，