一种脱硫石膏调温砌块及其制备方法技术

本发明专利技术申请公开了一种脱硫石膏调温砌块，它由多个石膏球和石膏浆料混合浇筑而成，所述石膏球和石膏浆料的组分中都包含脱硫石膏，所述石膏球包括内核和包裹内核的外膜，所述石膏球的内核由以下重量百分比的组分组成：鱼缸滤材30～60％，相变材料10～45％，脱硫石膏20～40％。上述脱硫石膏调温砌块可自动吸收和放出热量，实现高吸低放，自动调节能建筑物内的温度的效果。本发明专利技术申请还公开了一种脱硫石膏调温砌块的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种脱硫石膏调温砌块及其制备方法
本专利技术涉及墙体砌块领域，具体讲是一种脱硫石膏调温砌块及其制备方法。
技术介绍
脱硫石膏是对含硫燃料燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏，主要成分为CaSO4·2H2O。目前国内对脱硫石膏的应用范围有限，利用量小，如果不能很好地综合利用这些工业石膏，不仅要占用大量的土地，还可能污染土壤和水源，带来严重的二次污染，影响企业和社会的良性发展。因而探索增大脱硫石膏在建筑领域中的应用，满足建材市场的需求，是今后脱硫石膏的发展方向之一。砌块是利用混凝土、工业废料制成的人造块材，主要用于墙体，其中工业废料便可采用脱硫石膏。由于墙体对绝热保温性能要求较高，目前多采用在砌块中形成孔洞，然后利用这些孔洞的空气来达到保温隔热的目的，或者在这些孔洞中加入绝热的聚苯乙烯材料。但是由于建筑内部本身温度变化较大，仅仅提高墙体的绝热、保温性能还不能达到生态地、经济地调节室内温度。CN101994364A公开了一种相变储能脱硫石膏砌块的制备方法，先将脱硫石膏在煅烧窑内进行煅烧制备脱硫石膏粉，脱硫石膏粉与粉煤灰混合成型，然后再把相变储能蛭石填入到空芯处，即得到相变储能脱硫石膏砌块；相变储能蛭石以轻质多孔蛭石为基体，其内部吸附有机相变储能物质，外部包裹丁苯乳胶基复合材料膜层。为得到高强度的脱硫石膏砌块，上述工艺必须将脱硫石膏高温煅烧为脱硫石膏粉，这种高温煅烧工艺会消耗大量能源，同时产生废渣废气，对环境造成污染，降低生产效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够生态经济地调节室内温度的脱硫石膏调温砌块。本专利技术的技术解决方案如下：一种脱硫石膏调温砌块，它由多个石膏球和石膏浆料混合浇筑而成，所述石膏球和石膏浆料的组分中都包含脱硫石膏，所述石膏球包括内核和包裹内核的外膜，所述石膏球的内核由以下重量百分比的组分组成：鱼缸滤材30～60％，相变材料10～45％，脱硫石膏20～40％。本专利技术脱硫石膏调温砌块具有调温效果，这是由于采用的相变材料在砌块中发挥了重要作用，具体调温原理如下：当外界高温，超过相变材料的熔点，相变材料就会从固态熔化为液态，相变材料吸收外界热能将热量存储起来，并且将热量传递给石膏球，继而在整个砌块内存储热量，防止外界热能传到室内，即高温外界不会影响室内；当外界寒冷时，达到相变材料的凝固点，此时相变材料从液态凝固为固态，相变材料将热量释放到室内。从室温变化来看，室温升高，砌块吸收热量将热量存储，降低室温；室温降低，砌块将外界吸收的热能释放，升高室温。相变材料的物理状态发生变化时，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，能够增加建筑物的热惯性，使室内温度变化幅度减小，冬暖夏凉，减少空调、电暖气等取热电器的使用，达到节能降耗的目的。本专利技术脱硫石膏调温砌块与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：多个石膏球与石膏浆料配合制成砌块，鱼缸滤材能够作为载体或基体让相变材料进入石膏球；包裹内核的外膜能够防止相变材料外漏，且内在石膏球和石膏浆料部分之间传递热量，利用相变材料的特性和外膜对热量的传递性，在石膏球内核高效的存储热量，然后传递到砌块各部分，均匀的分布热量，实现高升低降的调温效果。采用的原料多孔隙、吸附性好、强度高、低廉，无需高温烧结，就可得到强度很高的砌块，节省大量能源，降低生产成本，绿色环保。制备的石膏球和石膏浆料中主要组分均为脱硫石膏，脱硫石膏作墙体砌块的骨料，这样就有效利用了回收的工业废料脱硫石膏，实现废弃资源的综合再利用，不仅有效解决了其存放和环境污染等问题，还有利于节约粘土、水泥等墙体原料，极大地提高了经济效益。优选地，所述石膏球与所述石膏浆料的重量比例为1∶(0.5～2)。如果石膏球比例太大，会出现相邻石膏球距离太近，容易引起粘接成堆的现象，使得石膏球内孔隙不均匀，相变材料无法均匀地存储和/或传递热能，粘接的石膏球利用效率低，且石膏浆料太少会降低砌块的强度；相反，如果石膏球比例太小，石膏球在砌块内分布太稀疏，容纳的相变材料不够充足，会造成调温效果不好的问题。而上述1∶(0.5～2)重量比例的石膏球与石膏浆料混合浇筑时，石膏球在砌块内分布均匀，既能增强砌块的强度，又能提高调温效果。所以，采用上述比例的石膏球与石膏浆料混合浇筑成型的砌块强度高、调温效果显著。优选地，所述鱼缸滤材为火山石、烧结陶瓷石、石英球中的一种，鱼缸滤材的直径为0.1～2mm。现有的调温砌块中相变材料多以轻质多孔蛭石为基体(亦称载体)，原矿的蛭石呈褐色、片状，经过800～1000℃焙烧其体积迅速膨胀至6～15倍，膨胀过程发生弯曲变形，即烧结前后体积、形状变化很大，这样就改变砌块的结构，砌块表面不平整，调温时热量传递易导致蛭石变形。而本专利技术相变材料的基体是从市场采购的鱼缸滤材，这些鱼缸滤材具有多孔隙结构，且直径为0.1～2mm；如果采购来的鱼缸滤材直径超过2mm，则要经过破碎，使直径达到1～2mm以下。这是为了使形成的石膏球内核空隙更多更均匀，能存储更多的热量，进而调温效果更好。无论哪种鱼缸滤材，石膏球的成球过程均无需高温烧结，砌块在制备过程或使用过程都不会发生体积和/或形状变化，砌块能稳定的传递储存热量，墙体不会变形或破裂。优选地，所述相变材料为硬脂酸、石蜡、TAM-NPG、NPG-PE中的一种。硬脂酸和石蜡的相变温度范围均在40～50℃之间，符合室温调节的要求。TAM-NPG指三羟甲基氨基甲烷-新戊二醇二元体系，NPG-PE指新戊二醇-季戊四醇二元体系，多元醇二元体系TAM-NPG和NPG-PE的相变温度范围均在30～41℃之间，当TAM-NPG或NPG-PE混合物中NPG的含量在50～90wt％时，二元体系TAM-NPG或NPG-PE的转变热较大。上述四种相变材料的相变温度变化范围在15～50℃之间，相变潜热在190～245kJ/kg之间，可作为储热材料。优选地，所述石膏球通过如下方法制成：1)按比例称取原料，将相变材料、脱硫石膏和鱼缸滤材混合，加水搅拌均匀；鱼缸滤材的直径为0.1～2mm；2)将步骤1)搅拌好的材料成球，得到半径为5～10mm的石膏球内核；3)将内核投入含丁苯乳胶的有机溶剂浸泡30～60min，取出晾干，在内核外表面包裹厚度为20～80μm的外膜，即得石膏球。另外，所述石膏球制备方法的步骤1)中的原料中还可以添加适量的丁苯乳胶，增加其粘性，具体丁苯乳胶占脱硫石膏的重量百分比为1～3％。由于所述石膏球制备方法的步骤3)中晾干，因而水分蒸发，在最后制成的石膏球中含量可以忽略。进一步优选地，所述石膏球制备方法的步骤3)中有机溶剂为(5～20)∶1体积比的乙酸乙酯和乙酸的混合溶剂，丁苯乳胶与有机溶剂的体积比为1∶(2～10)。上述有机溶剂为乙酸乙酯和乙酸的混合溶剂，能将丁苯乳胶完全溶解，浸泡时部分丁苯乳胶作为粘结剂增加脱硫石膏和鱼缸滤材的粘结性，控制球形结构稳定，增加石膏球的强度，延长石膏球的使用寿命。浸泡后取出晾干，待有机溶剂挥发散尽，在石膏球内核的外表面包裹厚度为20～80μm的外膜，得到的石膏球半径为1.02～10.08mm，该外膜能够作为球体的外壳，防止熔化的相变材料外漏；同时由于外膜厚度合适，能够实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱硫石膏调温砌块，其特征在于，它由多个石膏球和石膏浆料混合浇筑而成，所述石膏球和石膏浆料的组分中都包含脱硫石膏，所述石膏球包括内核和包裹内核的外膜，所述石膏球的内核由以下重量百分比的组分组成：鱼缸滤材30～60％，相变材料10～45％，脱硫石膏20～40％。

【技术特征摘要】
1.一种脱硫石膏调温砌块，其特征在于，它由多个石膏球和石膏浆料混合浇筑而成，所述石膏球和石膏浆料的组分中都包含脱硫石膏，所述石膏球包括内核和包裹内核的外膜，所述石膏球的内核由以下重量百分比的组分组成：鱼缸滤材30～60％，相变材料10～45％，脱硫石膏20～40％。2.根据权利要求1所述的脱硫石膏调温砌块，其特征在于，所述石膏球与所述石膏浆料的重量比例为1∶(0.5～2)。3.根据权利要求1所述的脱硫石膏调温砌块，其特征在于，所述鱼缸滤材为火山石、烧结陶瓷石、石英球中的一种。4.根据权利要求1所述的脱硫石膏调温砌块，其特征在于，所述相变材料为硬脂酸、石蜡、TAM-NPG、NPG-PE中的一种。5.根据权利要求1所述的脱硫石膏调温砌块，其特征在于，所述石膏球通过如下方法制成：1)按比例称取原料，将相变材料、脱硫石膏和鱼缸滤材混合，加水搅拌均匀；鱼缸滤材的直径为0.1～2mm；2)将步骤1)搅拌好的材料成球，得到半径为5～10mm的石膏球内核；3)将内核投入含丁苯乳胶的有机溶剂浸泡30～60min，取出晾干，在内核外表面包裹厚度为20～80μm的外膜，即得石膏球。6.根据权利要求5所述的脱硫石膏调温砌块，其特征在于，所述步骤3)中有机溶剂为(5～20)∶1体积比的乙酸乙酯和乙酸的混合溶剂，丁苯乳胶与有机溶剂的体积比为1∶(2～10)。7.根据权利要求5所述的脱硫石膏调温砌块，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，陈柯宇，沈心媛，徐亦冬，耿健，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33