[发明专利]C-S-H/PEG1000相变复合材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种C‑S‑H/PEG1000相变复合材料的制备方法及应用，由C3S单矿常温稀释水化法获得具有多尺度多孔结构的水化硅酸钙C‑S‑H，将相变材料聚乙二醇PEG1000熔融浸渍到C‑S‑H粉末中，待PEG1000凝固后经过研磨过筛得到C‑S‑H/PEG1000相变复合材料。本发明相变复合材料利用了多孔材料C‑S‑H作为相变材料载体且制备工艺简单，具有良好的吸能储能性能和稳定性，掺加这种复合材料制备的水泥基材料的水化热总量和水化速率显著降低。

技术领域

本发明涉及一种相变材料的制备及应用，具体涉及一种C-S-H/PEG1000相变复合材料的制备方法及应用。

背景技术

由混凝土绝热温升和热应力分布的模拟结果可知，其初始内部温度最高可达70℃，完全冷却所需时间接近40小时，因此大体积水泥基材料易因其内部温差造成巨大拉应力而发生破坏。而相变材料(Phase Change Material，PCM)因其蓄热潜热密度高、体积变化小、相变温度范围固定等优点在各个领域得到了广泛的应用，将PCM和载体综合应用到建筑中可以有效发挥其节能储能特性，即合适的相变材料可以有效地降低水泥基材料水化热量大和水化速率，降低最高绝热温升值，减小温度应力，达到调控水化热的目的。

相变材料应用时可能存在热性能差、容易泄露、稳定性不好等问题，比如：从相变形态来讲，固-气、液-气相变材料由于相变前后体积变化大，需特定容器封装,气体易泄漏，几乎没有应用价值。从相变温度来讲，短链固体石蜡、棕榈酸甲酯等熔点低，室温下即可液化，影响与载体的结合稳定性而易泄露，若制备为微胶囊、气凝胶等形式则制备方式较为繁琐且成本增加；金属合金材料和熔融盐等则熔点过高，水泥基材料水化时放热温度达不到其相变温度，导致相变过程难以激发或激发程度不足，造成吸能储能效果无法发挥。从化学成分来讲，碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、磷酸盐等无机相变材料存在过冷、相分离、腐蚀性大、毒性大等缺点；共晶混合物则热物性不明确，一些脂类共晶混合物具有强烈的气味。目前，以PEG与其他多孔材料如多孔二氧化硅、MCS、聚氨酯和LA结合，是开发其热性能、生产新型智能材料和防止渗漏的有效途径。但是PEG与PP、PET或乙烯醋酸乙烯共混物由于PEG的渗漏，在经过几次加热冷却循环后，材料往往会失去相变特性。共聚物PEG的固-固相变材料与纯PEG相比，其最大焓值仍然很低。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种C-S-H/PEG1000相变复合材料的制备方法及应用，解决现有包括PEG的相变材料经过加热冷却热循环后容易失去相变特性，与水泥基材料兼容性和服役稳定性差的问题。

技术方案：本发明所述的C-S-H/PEG1000相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将C3S单矿物与去离子水混合，经过稀释水化后过滤干燥过筛获得C-S-H粉末；

(2)将PEG1000熔化浸渍到C-S-H粉末中，待PEG1000凝固后，经过研磨过筛得到C-S-H/PEG1000相变复合材料。

其中，所述步骤(1)中C3S单矿物与去离子水的质量比为1:125。

所述步骤(1)中C3S水化稀释液在磁力搅拌机上搅拌≥72h，取出过滤，在145～155℃真空干燥箱中烘干至恒重，研磨，过200目筛，获得C-S-H粉末。

所述步骤(2)中C-S-H粉末与PEG1000的质量比为1:1.2～1:2.0。

所述步骤(2)中将PEG1000置于70～75℃真空干燥箱中完全熔化。

所述步骤(2)中将C-S-H粉末放入完全熔化的PEG1000中，待PEG1000C-S-H吸附至饱和，自然冷却，待PEG1000凝固后，经过研磨过200目筛获得C-S-H/PEG1000相变复合材料。