一种蓄热调温混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蓄热调温混凝土及其制备方法，涉及蓄能材料领域。本发明专利技术在制备蓄热调温混凝土时，使用相变储能材料代替骨料，再在硅酸盐水泥中加入碳纤维和碳酸钙；相变储能材料是使用多孔陶粒吸附纳米胶囊，再利用海藻酸钙进行包封制得，纳米胶囊是利用改性二氧化硅作为杂化壁材、正十八烷为芯材制得；以正十八烷为芯材，制成的纳米微胶囊，借助杂化壁材的交联网络，使得相变储能材料更快放热；包封后纳米胶囊间的孔隙形成密闭空间，使得相变储能材料具有较高的保温性能；碳纤维与相变储能材料形成稳定的交联网络，增强热传递效果和抗冲击性。冲击性。

【技术实现步骤摘要】
一种蓄热调温混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及蓄热材料领域，具体为一种蓄热调温混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，由于我国城镇化的快速发展，建筑总量不断增大，且占总能耗比重仍呈增长趋势，因此开发绿色建材，实施建筑节能，对于我国节约资源、建设环境友好型社会具有现时意义。混凝土自诞生至今已有一百多年的历史，其在构筑现代文明的进程中扮演着十分重要的角色，同时也在社会生活的各个领域得到了广泛应用。
[0003]因此制备建筑节能型混凝土，具有极高的现实意义。目前相变建筑材料，在特定的条件下进行储存和释放能量，用于建筑维护结构中，可消弱室内温度的波动幅度，降低能耗。因此将相变材料应用于混凝土，制备蓄热调温混凝土，非常具有研究前景。因此，本申请研究制备一种蓄热调温混凝土。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种蓄热调温混凝土及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]一种蓄热调温混凝土，主要包括以下重量份数的原料组分：25～50份水泥，8～12份相变储能材料，10～20份自来水，2～6份细沙，5～8份减水剂，3～5份碳纤维，0.5～2份碳酸钙。
[0006]优选的，所述相变储能材料是使用多孔陶粒吸附纳米胶囊，再利用海藻酸钙进行包封制得；纳米胶囊是利用改性二氧化硅作为杂化壁材、正十八烷为芯材制得。
[0007]优选的，所述改性二氧化硅是利用乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氯和硅酸乙酯制得。
[0008]优选的，所述细砂经过60目标准网筛筛选，含泥量小于99％；所述水泥为硅酸盐水泥；所述减水剂为聚羧酸减水剂。
[0009]优选的，一种蓄热调温混凝土的制备方法，所述蓄热调温混凝土制备方法为：纳米胶囊制备，相变储能材料制备，混凝土浆料制备，蓄热调温混凝土制备。
[0010]优选的，所述一种蓄热调温混凝土的制备方法，包括以下具体步骤：
[0011](1)将乙二醇二甲基丙烯酸酯与二氯甲烷按质量比1：10～1：15混合，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量0.5～0.6倍的三乙胺，转移至冰水浴，将温度保持在0～5℃，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量5～6倍的正十八烷和乙二醇二甲基丙烯酸酯质量5～6倍的硅酸乙酯，再以2～3ml/min滴加乙二醇二甲基丙烯酸酯质量1.1～1.5倍的甲基丙烯酰氯混液，滴加时调节温度至70～80℃，升温速率为3～5℃/min，滴加完成后冷却至室温并用高速剪切仪进行乳化、破碎，转移至35℃的油浴中，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量5～6倍的氨水，在300～400rpm下搅拌16～18h，过滤并用去离子水洗涤3～5次，冷冻干燥，制得纳米胶囊；
[0012](2)将预处理的多孔陶粒分散在多孔陶粒质量4～5倍的去离子水中，并置于40℃
的恒温水浴，加入多孔陶粒质量0.6～0.8倍的纳米胶囊，在800～1200rpm下磁力搅拌24h，过滤，放置在100℃干燥箱中干燥2h后，制得相变储能材料坯体；将相变储能材料坯体分散在相变储能材料坯体质量10～15倍质量分数为3％的海藻酸钠溶液中，3～5h后捞出并置于相变储能材料坯体质量10～15倍质量分数为5％的氯化钙溶液中，反应5～8h后捞出，放置在80℃干燥箱中干燥6h，制得相变储能材料；
[0013](3)用γ射线对碳纤维进行辐照1～2min后，将碳纤维、碳酸钙、硅酸盐水泥和相变储能材料按质量比3：0.5：25：8～5：2：50：12混合均匀后，置于静电磁场
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微波场中，静电场场强为15～20kV、微波功率为700～800W，反应0.5～1h后，制得混凝土坯料；
[0014](4)将混凝土坯料、细沙和减水剂按质量比40：2：5～70：6：8混合，并加入混凝土坯料质量0.4～0.6倍的自来水，于立式搅拌器下以100～200rpm搅拌1h后，倒入模具中并将模具表面用孔径为80目的紫铜网覆盖，待硬化后取出，制得蓄热调温混凝土。
[0015]优选的，上述步骤(1)中：甲基丙烯酰氯混液中，甲基丙烯酰氯与二氯甲烷的质量比为1：7～1：8。
[0016]优选的，上述步骤(1)中：乳化时，使用高速剪切仪，转速为8000～10000rpm，时间为2～3min；破碎时，使用超声波破碎仪，频率为30～50kHz，时间为8～12min；冷冻干燥时，在冷冻干燥机中，
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50℃、10Pa下干燥8h。
[0017]优选的，上述步骤(3)中：预处理多孔陶粒的过程为：将多孔陶粒分散在多孔陶粒质量10～20倍质量分数为30％的硫酸溶于中，以400～500rpm搅拌30min，过滤后放在多孔陶粒质量10～20倍质量分数为30％的氢氧化钾溶液中，以400～500rpm搅拌10min，过滤并用去离子水洗涤至洗液中性，最后放置在100℃干燥箱中干燥2h。
[0018]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0019]本专利技术在制备蓄热调温混凝土时，使用相变储能材料代替骨料，再在硅酸盐水泥中加入碳纤维和碳酸钙；相变储能材料是使用多孔陶粒吸附纳米胶囊，再利用海藻酸钙进行包封制得，纳米胶囊是利用改性二氧化硅作为杂化壁材、正十八烷为芯材制得；
[0020]利用乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氯和硅酸乙酯制备改性二氧化硅，乙二醇二甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酰氯发生反应，形成交联结构，使得杂化壁材形成交联结构使二氧化硅生成在交联网络中，提高壁材的力学强度和稳定性；以正十八烷为芯材，制成的纳米微胶囊，借助杂化壁材的交联网络，使得相变储能材料更快放热；利用多孔陶粒将纳米胶囊吸附，最后进行包封，包封后纳米胶囊间的孔隙形成密闭空间，使得相变储能材料具有较高的保温性能；
[0021]将碳纤维经过高能辐照处理，表面产生游离基，与碳酸钙共混，在静电场和微波的作用下，碳酸钙连接在碳纤维上的同时，长出晶须将碳纤维与相变储能材料表面的海藻酸钙交联形成稳定的交联网络，增强热传递效果；与硅酸盐水泥制备得到蓄热调温混凝土，受到冲击后，应力被交联网络分散，增强混凝土的抗冲击性。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]为了更清楚的说明本专利技术提供的方法通过以下实施例进行详细说明，将实施例和对比例中制备的蓄热调温混凝土的各指标测试方法如下：
[0024]保温性：将相同大小的实施例与对比例制备的蓄热调温混凝土围成相同面积的密闭空间，初始温度为25℃，以5℃/h降温至0℃后，测量内部温度。
[0025]抗冲击性：将相同大小的实施例与对比例制备的蓄热调温混凝土用用落锤实验进行冲击韧性测试。
[0026]实施例1
[0027]一种蓄热调温混凝土，按重量份数计，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓄热调温混凝土，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：25～50份水泥，8～12份相变储能材料，10～20份自来水，2～6份细沙，5～8份减水剂，3～5份碳纤维，0.5～2份碳酸钙。2.根据权利要求1所述的一种蓄热调温混凝土，其特征在于，所述相变储能材料是使用多孔陶粒吸附纳米胶囊，再利用海藻酸钙进行包封制得；纳米胶囊是利用改性二氧化硅作为杂化壁材、正十八烷为芯材制得。3.根据权利要求2所述的一种蓄热调温混凝土，其特征在于，所述改性二氧化硅是利用乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氯和硅酸乙酯制得。4.根据权利要求3所述的一种蓄热调温混凝土，其特征在于，所述细砂经过60目标准网筛筛选，含泥量小于99％；所述水泥为硅酸盐水泥；所述减水剂为聚羧酸减水剂。5.一种蓄热调温混凝土的制备方法，其特征在于，所述蓄热调温混凝土的制备方法为：纳米胶囊制备，相变储能材料制备，混凝土浆料制备，蓄热调温混凝土制备。6.根据权利要求5所述的一种蓄热调温混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)将乙二醇二甲基丙烯酸酯与二氯甲烷按质量比1：10～1：15混合，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量0.5～0.6倍的三乙胺，转移至冰水浴，将温度保持在0～5℃，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量5～6倍的正十八烷和乙二醇二甲基丙烯酸酯质量5～6倍的硅酸乙酯，再以2～3ml/min滴加乙二醇二甲基丙烯酸酯质量1.1～1.5倍的甲基丙烯酰氯混液，滴加时调节温度至70～80℃，升温速率为3～5℃/min，滴加完成后冷却至室温并用高速剪切仪进行乳化、破碎，转移至35℃的油浴中，加入乙二醇二甲基丙烯酸酯质量5～6倍的氨水，在300～400rpm下搅拌16～18h，过滤并用去离子水洗涤3～5次，冷冻干燥，制得纳米胶囊；(2)将预处理的多孔陶粒分散在多孔陶粒质量4～5倍的去离子水中，并置于40℃的恒温水浴，加入多孔陶粒质量0.6～0.8倍的纳米胶囊，在800～1200rpm下磁力搅拌24h，过滤，放置在100℃干燥箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：许华，
申请(专利权)人：许华，
类型：发明
国别省市：