[发明专利]一种相变储能复合混凝土砌块及其制备方法

说明书

一种相变储能复合混凝土砌块，包括混凝土基体；所述混凝土基体的内部对称设有两个空腔，所述空腔内壁覆盖有相变涂层，所述空腔的内部填充有相变材料层，所述混凝土基体和空腔之间设有两个进料口和一个出气口；本发明还公开了该砌块的制备方法。本发明的相变储能复合混凝土砌块结构致密，导热性能好，在室外温度变化幅度较大的情况下，仍能保证相变材料发挥相变储能的优势，节能保温，室内温度稳定、舒适；相变材料层的体积为空腔体积的60‑90％，可防止相变过程中的体积变化导致的混凝土开裂，显著提高砌块工作性能。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种相变储能复合混凝土砌块及其制备方法。

背景技术

随着经济建设的发展，人类社会对能源的需求和依赖性日益增大，能源供给短缺已经成为制约经济发展的重要因素，而能源的枯竭性危机和环境污染问题越来越受到人们的关注，提高能源使用率和开发科再生能源成文人类社会的重要课题。

随着城镇的大规模建设，建筑产业高消耗、高投入、低收益的问题日益突出，目前，中国已经是世界上最大的建筑材料生产国和消费国。主要建材产品水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷、石材和墙体材料等产量多年居世界第一位。目前广泛应用的外墙外保温和内墙内保温技术虽然可以降低能量的消耗，但由于材料本身的热容量有限，不能充分地将能量进行储存利用，因而限制了建筑节能的能力。由于相变物质在其物相变化过程(熔化或凝固)中，可以从环境吸收或放出大量热量，同时保持温度不变，可以多次重复使用等优点，将其应用于建筑节能领域不但可以提高墙体的保温能力，节省采暖能耗，而且可以减小墙体自重，使墙体变薄，增加房屋的有效使用面积，因而具有广阔的应用前景。

相变材料(PhaseChangeMaterials，简称PCM)在其本身发生相变的过程中，可以吸收环境的热(冷)量，并在需要时向环境放出热(冷)量，从而达到控制周围环境温度的目的。利用相变材料的相变潜热来实现能量的贮存和利用，有助于开发环保节能型复合材料，是近年来材料科学和能源利用领域中一个十分活跃的前沿研究方向。通过将相变材料与建筑材料基体复合，可以制成相变储能建筑材料。相变储能建筑材料是一种热功能复合材料，能够将能量以相变潜热的形式进行贮存，实现能量在不同时空位置之间的转换。

相变储能混凝土在其物相转变过程中，可从环境中吸收热(冷)量或向环境中放出热量，从而达到能量储存和释放及调节能量需求和供给失配的目的，有显著的节能降耗效应，同时兼备普通建材的优点，在经济效益上具有竞争性。但是，仍存在以下问题：(1)相变储能混凝土体积大，易因为温度差所造成的内应力而开裂；(2)混凝土原料和成型工艺使其导热性能差造成其工作时效性差；(3)高温下相变材料易泄露。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种导热性能好、时效性好的相变储能复合混凝土砌块。

本发明还提供了相变储能复合混凝土砌块的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种相变储能复合混凝土砌块，包括混凝土基体；所述混凝土基体的内部对称设有两个空腔，所述空腔内壁覆盖有相变涂层，所述空腔的内部填充有相变材料层，所述混凝土基体和空腔之间设有两个进料口和一个出气口；

所述相变材料层的体积为空腔体积的60-90％。

所述混凝土基体是由以下重量份的原料制得的：1.5-3.0份水泥、6.0-10.0份铁块、3.0-8.0份铁屑、0.5-1.5份钢纤维、0.05-0.15份减水剂和1份水；

所述进料口和出气口是由以下重量份的原料制得的：2.0-4.0份水泥、2.0-4.0份铁屑、0.5-1.0份酚醛树脂胶、0.05-0.2份减水剂和1份水。

所述相变涂层是由以下重量份的原料制得的：40-60份石墨粉、20-40份糊精和20-40份阿拉伯树胶。