[发明专利]相变储能调温泡沫混凝土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种相变储能调温泡沫混凝土及其制备方法。

背景技术

在人类社会几千年的发展历程中，绝大部分时间都是采用被动式手段来调节室内热环境，如被动式利用太阳能冬季采暖，利用自然通风进行夏季空调。被动式调节的共同特点是依靠建筑围护结构自身的调温特性，充分利用可再生自然能源改善室内热环境。这类传统建筑大多使用重质材料建造，蓄热能力较强，热惰性较大，能有效抑制室内温度波动，冬暖夏凉，如陕北地区的窑居建筑。

然而，在现代建筑尤其是高层建筑中，轻质围护结构获得了越来越广泛的应用，这主要是因为轻质围护结构不仅可以大大减轻建筑结构的自身承重，而且因具有良好的热阻性，能够提高建筑围护结构的保温隔热效果。但是，由于轻质围护结构的热容小，蓄热能力较差，无法大量吸收贮存白天的太阳辐射热，造成室内温度白天过高，夜间过低，昼夜波动大，热舒适性差，并由此造成空调和采暖能耗的增加，不利于建筑节能。

泡沫混凝土是近年来逐渐在全国范围内推广应用的新型建筑围护结构材料，主要应用于框架结构填充墙、非承重内隔墙以及屋面、外墙、地面等部位的保温隔热工程，具有轻质、保温、隔热、隔声、不燃、耐久等优良性能，是最具发展前景的建筑节能材料之一。然而，由于泡沫混凝土轻质多孔，应用于建筑围护结构时同样具有热容小、蓄热差的缺点，造成室内热舒适性较差，制约了它的进一步推广使用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明提出了一种具有较强蓄热能力和调温功能的相变储能调温泡沫混凝土及其制备方法。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种相变储能调温泡沫混凝土，包括：70-100重量份的水泥；0-30重量份的粉煤灰；10-50重量份的相变轻骨料；0-0.6重量份的纤维；0.2-0.4重量份的减水剂；0.1-0.3重量份的泡孔调节剂；0.1-0.3重量份的早强剂；0-1.5重量份的增强剂；0-3重量份的防水剂；2-9重量份的化学发泡剂；以及25-40重量份的水。

由此，本发明上述实施例的相变储能调温泡沫混凝土中具有相变轻骨料，因而增大了泡沫混凝土的蓄热能力，使其具有了储能和调温功能，进而能够克服轻质建筑材料应用于建筑围护结构时存在热惰性较差的弱点。相变储能调温泡沫混凝土主要基体材料为水泥基材料，具有不低于B1级的燃烧等级，当控制相变轻骨料含量较低时，可达A级不燃水平，具有优良的防火安全性。另外，上述实施例的相变储能调温泡沫混凝土可以利用相变吸、放热原理，发挥保温隔热功能进而用于保温隔热工程，当其表观密度较小时可制成轻质板材，用于屋面、墙面、地面等部位的保温隔热，当其表观密度较大时可制成墙板或砌块产品，用于框架结构填充墙和非承重内隔墙。

另外，根据本发明上述实施例的相变储能调温泡沫混凝土还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述相变储能调温泡沫混凝土表观密度为120-850kg/m³，抗压强度为0.2-4MPa，导热系数为0.045-0.22W/(m·K)，体积吸水率为4-10％，相变潜热为2500-9500kJ/m³。

在本发明的一些实施例中，所述水泥为普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为I级和/或II级粉煤灰；所述纤维为聚丙烯纤维；所述减水剂为聚羧酸减水剂；所述泡孔调节剂为羟丙基甲基纤维素和黄原胶的混合物；所述早强剂为氯化钙、碳酸锂和无水硫酸钠中的至少一种；所述增强剂为聚乙烯醇、可再分散乳胶粉和醋酸乙烯-乙烯共聚物乳液中的至少一种；所述防水剂为有机硅防水剂和/或硬脂酸盐；所述化学发泡剂为双氧水，

任选地，所述普通硅酸盐水泥的强度等级不低于42.5；所述粉煤灰中氧化钙的含量大于10％；所述聚丙烯纤维的长度为6-12毫米；所述聚羧酸减水剂的减水率不小于30％。

在本发明的一些实施例中，所述泡孔调节剂中羟丙基甲基纤维素和黄原胶的重量比为1：2。

在本发明的一些实施例中，所述相变轻骨料，包括：

多孔基体材料；

相变材料，所述相变材料负载于所述多孔基体材料内，以便形成相变轻骨料骨架结构；

包覆材料，所述包覆材料包覆所述相变轻骨料骨架结构的外表面，

其中，所述相变轻骨料的相变温度为18-50摄氏度，

任选地，所述相变材料与所述多孔基体材料的重量比不小于40：60，优选为(40-60)：(60-40)，

任选地，所述多孔基体材料为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、沸石和超轻陶粒中的至少一种，