[发明专利]一种含有橡胶粉的相变蓄热水泥砂浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥砂浆及其制备方法，尤其涉及一种含有橡胶粉的相变蓄热水泥砂浆及其制备方法。

背景技术

我国是能源相对缺乏的国家，人均能源占有量仅为世界水平的40%，但能耗消费总量却占世界第二，而建筑业更是国民经济中的耗能大户。据报道，我国现有建筑中95%达不到节能标准，新增建筑中节能不达标的超过八成，单位建筑面积能耗是发达国家的2～3倍，已经给社会造成了沉重的能源负担。此外，随着国内汽车工业的飞速发展，废旧轮胎的产量将以每年两位数的速度增长。2004年，我国废旧轮胎的产生量已超过1.12亿条，到目前为止仍然有相当数量的废旧轮胎未作处理。这些轮胎不仅对环境造成了巨大的威胁，而且是一种严重的资源浪费。因此，废旧轮胎的处理也就成为一个严重的社会问题。水泥砂浆是常用的建筑施工材料，对废旧轮胎处理后，将其掺混到水泥砂浆中，部分替代砂浆组分，既是有效利用资源，又是解决环境问题的一条新途径。

另外，要想提高水泥砂浆的蓄热调温能力，最有效的办法是将一定量的相变储能材料加入其中。相变储能材料(PCM)作为一种新兴的功能材料，其工作原理是：利用材料的相变过程，吸收（或释放）相变潜热，来实现对环境中能量的吸收（或释放），进而可以储热或制冷，从而实现储能的目标。相变储能属于潜热储能的一种，与显热储能相比具有储能密度高、储能（或释能）过程近似等温、过程易控等特点，非常适于解决能量供给与需求失衡及其在空间、时间上不匹配的矛盾。如果能够将相变储能材料、橡胶粉（来自废旧轮胎）和砂浆结合使用，将极大程度上改善水泥砂浆的使用性能，目前这种结合使用的方式研究较少。此外，由于橡胶粉属于有机物质，在与砂浆（无机物质）混合的过程中，其亲和性也有待提高。

上世纪80年代末，美国的Shuaib Ahmad教授（混凝土，2009，8，63～65）首先利用橡胶颗粒取代粗细集料的方法来制备橡胶改性水泥混凝土。橡胶改性水泥混凝土有许多普通水泥混凝土所不具备的独特优点，例如轻质、弹性减震、降噪隔音、透气透水、延性和韧性好等。

郑莉娟等人（武汉理工大学学报，2008, 30:1, 52～54）的研究表明，选用极性单体马来酸酐(MAH)，在非隔氧条件下以过氧化苯甲酰(BPO) 为引发剂对废弃橡胶粉表面进行接枝改性，橡胶粉经表面改性后，可明显增加胶粉与水泥砂浆的界面粘结力。但是，使用此类化学改性方法提高胶粉与水泥砂浆亲和力的同时，容易引入少量化学组分，容易对民用建筑造成污染。还有，此类方法改性的橡胶粉，其与水泥砂浆界面粘结力的提高幅度有限，不能从根本上解决问题。再者化学改性过程比较复杂，容易导致砂浆成本高涨，不利于大面积推广使用。

刘成楼等人（中国涂料，2010, 25:12, 39～43）制备了一种相变储能脱硫石膏保温砂浆，该砂浆是一种替代粉刷石膏打底料的内墙抹面材料，涂层具有保温、调温、微调湿等功能，是一种环保节能型新产品，由复合胶结材料、轻集料、相变储能定型材料及多种外加剂组成。其中的相变储能定型材料是通过将十八烷蜡液吸附到膨胀珍珠岩的开口孔隙中，冷却后制成定型相变材料。使用此类物理吸附方法制得的相变储能材料在多次循环后，容易从基体中流失，造成材料蓄热能力下降；还因为其制备过程需要经历两次真空吸附，即制备过程比较繁琐，不易掌握。

CN101671149A公开了一种石蜡微胶囊相变蓄热保温砂浆及其制备方法。该方法以水泥等无机凝胶材料为基体，掺入微胶囊化的有机相变材料石蜡，形成具有蓄热功能的新型外墙外保温材料。采用偶联剂表面改性技术和聚合物纤维增韧技术，改善了石蜡微胶囊与无机凝胶材料的相容性。但是，该方法制备的微胶囊选择尿素和甲醛作为囊壁材料，在生成过程和使用过程中容易带来污染，特别是用于民用建筑，在防火等方面也会产生一些不利影响。另外，选择加入偶联剂改善石蜡微胶囊与无机凝胶材料的相容性，只会在一定程度上起到效果，直接亲和效果不明显。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供一种含有橡胶粉的相变蓄热水泥砂浆及其制备方法。本发明方法制备的含有橡胶粉的相变蓄热水泥砂浆具有相变调温、使用周期长、理化性能优良、环保无毒、适用面广等优点。

本发明含有橡胶粉的相变蓄热水泥砂浆，其配方如下，以质量份计：

相变储能材料            5～40份，优选为10～30份，

水泥                           100份，

砂子                           120～280份，优选为150～220份，