纤维复合相变混凝土材料及其制备方法技术

本设计发明专利技术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。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，所述的混凝土由硅酸盐水泥、石膏粉及河砂组成；其中水灰比为0.3~0.4，石蜡颗粒配合比为90~120kg/m3，硅酸盐水泥配合比450~460kg/m3，河砂配合比为710~730kg/m3，石膏粉配合比为30~45kg/m3，减水剂配合比为45-46kg/m3，其特征在于所述的纤维为配合比为20kg/m3~35kg/m3的玄武纤维或配合比为70~85kg/m3的微钢纤维。本发明专利技术材料采用价格低廉的相变材料石蜡，且大量可得，成本价格低廉，并采用直接掺混法，制备工艺简单，可大规模使用。

【技术实现步骤摘要】

本设计专利技术主要涉及一种建筑围护结构节能用的。
技术介绍
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。以固一液相变为例，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。( 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。( 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。本专利技术提供一种，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。
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术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9(Γ120 kg/m3，硅酸盐水泥配合比45(T460 kg/m3，河砂配合比为71(T730kg/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.纩3. 2。石蜡颗粒体积熔点3(T40°C，粒径2 3mm，一种纤维复合相变混凝土材料的制备方法，其特征在于将石蜡颗粒配合比为9(Γ120 kg/m3，硅酸盐水泥配合比450 460 kg/m3，河砂配合比为71(T730kg/m3，石膏粉配合比为 30^45 kg/m3加入砂浆搅拌机中，干拌10mirT20min使之混合均勻，按水灰比为0. 3、. 4称取水，然后加90%的水继续搅拌10-20min，再加入减水剂45 妨kg/m3和剩余10%的水搅拌 l(T20min，最后加入玄武纤维配合比为20 kg/m3 ^35 kg/m3或配合比为70 85 kg/m3的微钢纤维搅拌均勻，制成纤维复合相变混凝土材料。有益效果1、本专利技术由于在普通混凝土基体中添加了相变材料石蜡颗粒，在保证混凝土基体强度的前提下，相变混凝土的热容由普通混凝土的1050J/kg · k增加到了 1983J/kg · k，蓄热能力得到了显著的提高，此外该石蜡颗粒的相变温度与室温接近，由该相变混凝土材料制备的墙体能起到更好的隔热作用，其室内侧的温度比普通墙体内侧的温度要低0. 7K左右，并且室内侧的温度峰值比室外侧有一定的延迟，因此该相变墙体能有效的减少空调能耗，起到一定削峰填谷的作用。2、本专利技术经过大量实验摸索发现玄武纤维或微钢纤维复合相变混凝土材料的恰当配比，其所制成的相变储能混凝土的抗压强度可以达到围护结构墙体的抗压抗折强度标准，克服了石蜡等相变物质颗粒的加入导致材料变脆，强度下降的缺点，使得该建筑材料应用范围更广。3、本专利技术材料采用价格低廉的相变材料石蜡，且大量可得，成本价格低廉，并采用直接掺混法，制备工艺简单，可大规模使用。附图说明图1是玄武纤维复合相变混凝土材料的示意图；其中1一玄武纤维或钢纤维，2— 石蜡颗粒，3—混凝土基体，其中椭圆状石蜡颗粒及玄武纤维均勻分布在混凝土内。具体实施例方式实施例1一种纤维复合相变混凝土材料的制备方法，将石蜡颗粒配合比为102 kg/m3，硅酸盐水泥配合比455 kg/m3，河砂配合比为721kg/m3，石膏粉配合比为36 kg/m3加入砂浆搅拌机中，干拌15min左右使之混合均勻，按水灰比为0. 38称取水，然后加90%的水继续搅拌 15min左右，再加入减水剂45. 5 kg/m3和剩余10%的水搅拌lOmin，最后加入玄武纤维配合比为沈，制成纤维复合相变混凝土材料。实施例2一种纤维复合相变混凝土材料的制备方法，将石蜡颗粒配合比为102 kg/m3，硅酸盐水泥配合比455 kg/m3，河砂配合比为721kg/m3，石膏粉配合比为36 kg/m3加入砂浆搅拌机中，干拌15min左右使之混合均勻，按水灰比为0. 38称取水，然后加90%的水继续搅拌 15min左右，再加入减水剂45. 5kg/m3和剩余10%的水搅拌lOmin，最后加入配合比为79kg/ m3的微钢纤维搅拌均勻，制成纤维复合相变混凝土材料。实施例3对实施例1和实施例2的试样采用1天养护箱养护，7天50度水养护，观天常温养护， 应用压力试验机对实施例1和2进行检测，其所制成的相变储能混凝土的抗压强度可以达到围护结构所需强度标准。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一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，所述的混凝土由硅酸盐水泥、石膏粉及河砂组成；其中水灰比为0. 3^0. 4，石蜡颗粒配合比为9(Γ120 kg/m3，硅酸盐水泥配合比45(T460 kg/m3，河砂配合比为71(T730kg/m3，石膏粉配合比为 30^45 kg/m3，减水剂配合比为45-46kg/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。2.根据权利要求1一种纤维复合相变混凝土材料，其特征在于含有的相变材料石蜡颗粒熔点30°C左右，粒径2 3mm。3.根据权利要求1一种纤维复合相变混凝土材料，其特征在于所述的玄武纤维短切长度为15 25mm。4.根据权利要求1一种纤维复合相变混凝土材料，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振乾，邵帅，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：