石蜡相变控温混凝土热性能研究

提出了相变控温材料机敏控制大体积混凝土温度裂缝的技术途径,测试了石蜡相变控温混凝土的控温效果及石蜡相变控温砂浆的导热系数,利用差示扫描量热仪研究了石蜡相变控温砂浆的热性能.结果表明:石蜡相变控温混凝土控温效果明显,可降低大体积混凝土内部升温速率和降温速率;石蜡掺入砂浆后,相变控温砂浆与石蜡相比导热性能明显提高,与普通砂浆相比导热系数略有降低;石蜡掺入砂浆后对相变潜热和相变控温范围无明显影响.     

相变石蜡掺量对水泥墙传热性能的影响

试验研究了不同掺量石蜡与水泥砂浆混合后制备的相变墙的热性能,并与普通水泥砂浆墙进行了对比.结果显示:相变墙表面温度低于普通墙,且温度变化平缓、波动小;通过相变墙的热流远小于普通墙,且变化平缓、波动小,热流产生延迟;石蜡掺量小于5%(质量分数)时,相变墙无石蜡渗透析出,即该掺量对其在墙体中的应用是可行的.试验结果为相变墙体的应用提供了参考和依据.     

石蜡/膨胀珍珠岩基相变储能砂浆调温性能的研究

研究了石蜡/膨胀珍珠岩基相变水泥砂浆板的力学性能及导热系数,测定了不同制备方式的石蜡/膨胀珍珠岩基相变水泥砂浆板对房屋模型室温的调控性能。结果表明:相对于普通水泥砂浆,石蜡/膨胀珍珠岩基相变水泥砂浆具有良好的调温性能,可以有效降低室内的温度波动和减小最大温度值,达到建筑节能的目的。插层法的调温性能优于混掺法,且相变材料掺量越大,调温效果越明显。     

石蜡相变控温大体积混凝土性能

提出相变控温储能材料机敏控制大体积混凝土温度裂缝这一新的技术途径,即利用相变材料在特定温度范围中的热效应来控制大体积混凝土内部的温度场,从而机敏控制大体积混凝土内部的温度应力,防止混凝土温度裂缝的出现.测试了石蜡相变控温大体积混凝土的中心温度场分布,测试了石蜡相变控温大体积混凝土的抗压强度和抗渗性能,测试了石蜡相变控温砂浆的微观孔结构特征.结果表明:掺入石蜡后,混凝土的抗压强度降低、抗渗性提高;普通砂浆中掺入石蜡后,其总孔隙率变化不大,但是孔径向较大孔隙方向偏移;掺入石蜡后,大体积混凝土内部最高温升值降低,升温速率和降温速率下降,这就从根本上防治了大体积混凝土温度裂缝的出现.     

低熔点石蜡微胶囊掺量对相变蓄热砂浆性能的影响

以低熔点石蜡微胶囊为相变储能材料,配以水泥、砂和外加剂制成低熔点石蜡微胶囊相变蓄热砂浆。研究了低熔点石蜡微胶囊掺量对相变蓄热砂浆施工性能、力学性能以及热工性能的影响,并进行了模拟上墙试验。结果表明,石蜡微胶囊掺量对相变蓄热砂浆的性能有着重要的影响,当其掺量在6.5%～10%时,其施工性能、力学性能和热工性能达到最佳;掺量为8%时,相变蓄热砂浆上墙无开裂,适宜于工程应用。     

不同条件下相变控温大体积混凝土的温控性能

将石蜡乳液相变材料掺入到混凝土中,制得相变控温混凝土.研究了原材料预热、环境温度波动和拆模状况下相变控温大体积混凝土的温控性能.结果表明：原材料预热后,相变控温大体积混凝土较普通大体积混凝土内部温度峰值降低,放热峰变宽,升温和降温速度减小;环境温度波动时,相变控温大体积混凝土表层温度变化较普通大体积混凝土平缓;拆模后,相变控温大体积混凝土表层温度降幅较普通大体积混凝土小,这将从根本上防止大体积混凝土温度裂缝的出现.     

定形PEG/SiO_2相变材料对水泥沥青混凝土性能的影响研究

以定形PEG/SiO_2相变材料、沥青、水泥和集料为原料,制备相变控温水泥沥青混凝土,研究了相变材料对沥青结合料储热性能和流变性能、沥青混凝土路用性能和调温性能的影响。结果表明:随着相变材料掺量的增加,沥青混凝土低温抗裂性逐渐增强,而高温稳定性和水稳定性逐渐减弱,当相变材料掺量大于5%时,水稳定性急剧下降:相变材料的加入使混凝土的升温速率减小,达到相变温度后升温曲线出现平台,当相变材料掺量大于5%时,混凝土的调温性能趋于稳定。综合考虑,相变材料的合适掺量为5%。     

碳纳米管/石蜡复合相变材料的制备及对水泥净浆性能影响研究

以碳纳米管和石蜡为主要原料制备复合相变材料,将复合相变材料掺入水泥净浆中,研究其对水泥浆物理力学性能和调温性能的影响。结果表明,碳纳米管的加入使石蜡的导热系数和完全失重时的温度升高,相变温度和相变潜热降低,当碳纳米管直径为20~30 nm,掺量为6%时,复合相变材料具有良好的热性能。复合相变材料的掺入使水泥浆的调温性能得到明显改善,且掺量越多,升温曲线和降温曲线越平缓,对调温性能的改善效果越显著;掺入复合相变材料会降低水泥的力学性能,当掺量超过8%时,力学性能会出现较大程度的衰减。     

石蜡相变储能砂浆应用性能研究

相变控温储能材料可机敏控制混凝土结构温度裂缝,对石蜡相变砂浆的应用性能进行了研究。采用石蜡颗粒和石蜡乳液作相变材料配制相变储能砂浆,测试了相变储能砂浆的和易性能、不同龄期的抗折强度和抗压强度以及变形性能,并采用压汞法测试其微观孔结构。试验结果表明:石蜡乳液相变砂浆变形性能优于石蜡颗粒相变砂浆,但石蜡颗粒相变砂浆的和易性和强度均优于石蜡乳液相变砂浆,且石蜡颗粒相变砂浆的孔隙率小、孔结构更合理。     

低熔点石蜡微胶囊保温砂浆的热性能

以低熔点石蜡微胶囊为相变材料,制备石蜡微胶囊保温砂浆.测试了保温砂浆的热焓、相变温度、导热系数和相变蓄热性能.结果表明:石蜡微胶囊保温砂浆具有良好的蓄热、调温功能和较长的热循环寿命,砂浆体系的相变温度为33℃,相变潜热13.42 J/g;随着偶联剂和粘结剂掺量的增加,保温砂浆的导热系数呈下降趋势;随着石蜡微胶囊掺量增加,保温砂浆的导热系数先减后增;与空白试件相比较,相变蓄热砂浆的升降温速率明显要滞后,呈现出较好的蓄热、调温性能.     

定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热混凝土制备及性能研究

为制备性能优异的相变蓄热混凝土,试验确定了定形PEG/SiO2/石墨复合相变蓄热骨料中相变材料的组成比例和制备工艺,并研究了相变蓄热骨料对混凝土力学性能和热工性能的影响。结果表明,相变材料中PEG含量为80%,石墨掺量为6%时,相变材料在具有合适相变温度和相变焓的同时,有良好的导热性能;相变蓄热骨料的合适吸附时间和温度分别为3 h和80℃,经表面封装后的相变蓄热骨料具有优异的稳定性。相变蓄热骨料虽然降低了混凝土的抗压强度和导热系数,但延缓了水泥水化热造成的温度升高,延缓了放热速率,能防止温度应力造成的混凝土开裂,且能明显改善混凝土的储热性能,综合考虑相变蓄热骨料替代率不宜大于80%。     

相变微胶囊/加气混凝土复合材料的热工性能

通过免蒸压法制备加气混凝土(AC),并在制备过程中加入以RT25石蜡为相变材料的相变微胶囊(MPCMs),得到相变微胶囊/加气混凝土复合材料(以下简称复合材料).在17、40℃下测试复合材料的导热系数和比定压热容,研究了这些参数与相变微胶囊掺量的关系,同时计算出复合材料的蓄热系数,据此评价了其蓄热性能.结果表明:随着相变微胶囊掺量的增加,复合材料的导热系数和比定压热容均呈现先增加后降低的趋势;当相变微胶囊掺量为1.0%时,复合材料具有最好的蓄热性能,较不掺相变微胶囊的对照组增强74%,蓄热系数可达3.35W/(m^2·K).     

相变混凝土箱梁温度-应力场耦合分析

为控制混凝土箱梁日照温度梯度所产生的主拉应力,采用稻壳灰封装石蜡作为相变材料制备具有“结构+功能”一体化功效的相变混凝土,通过试验探究了稻壳灰 石蜡相变混凝土的热稳定性及其热工、力学参数,并以实际工程为背景讨论了相变混凝土铺设厚度和位置对单箱多室箱梁的梯度温度效应影响。结果表明:稻壳灰 石蜡相变混凝土具有良好的相变稳定性,多次相变循环后石蜡不会出现大量渗漏现象,但相变混凝土强度会有所下降;将铺装层下一定厚度普通混凝土替换为相变混凝土后,箱梁顶板内温度有明显降低,且梯度温度拉应力有10%的下降;铺装层厚度相等条件下,箱梁顶板最大温度应力随着相变混凝土厚度的增加先减小后增加,边腹板和中腹板内温度应力则随着相变材料厚度的增加呈现单调递减的趋势;随着沥青铺装层厚度的增加,相变混凝土层对温度应力的改善效果逐渐下降;腹板和承托对应的顶板区域是影响箱梁梯度温度应力场的敏感部位,而悬臂板和内箱上部所对应的顶板区域内相变混凝土则基本不影响箱梁最大温度应力;箱梁内室数量虽然不能改变边腹板内温度竖向分布规律,但箱梁最大温度应力会随箱梁内室的增多而增大,在箱梁顶板活载强度能满足要求的前提下应尽量减少中腹板的数量,以减小温度自应力。     

定形相变材料的制备及对混凝土耐高温性能的影响

为了提高混凝土结构的耐高温性能,从混凝土自身的储热性能出发,制备了一种定形相变材料,并研究了该相变材料对混凝土导热性能和高温后力学强度的影响。结果显示:硫酸铝铵掺量越高,相变材料的相变焓越大,当其掺量超过70%时,差示扫描量热法(DSC)特征参数趋于稳定;定形相变材料具有较好的热稳定性,且高温下硫酸铝铵和SiO2并未发生化学反应;相变材料的加入能提高混凝土的储能密度,降低其导热系数,混凝土内部的温度随相变材料掺量的增多而逐渐降低;当相变材料掺量小于6.5%时,相变材料的加入能明显提高混凝土高温后的强度,而当相变材料掺量大于6.5%时,再提高其掺量对混凝土耐高温性能的改善作用有限。     

不同因素对陶粒混凝土导热系数的影响研究

为了研究陶粒混凝土在不同影响因素下的导热系数变化规律,利用单因素试验方法,通过稳态法中的热流计法(DRPL-Ⅱ型导热系数测定仪)对陶粒混凝土试件进行了导热系数试验,考察了砂率、粉煤灰掺量、浸水时间三个影响因素对陶粒混凝土导热系数的影响。结果表明:陶粒混凝土的导热系数随着砂率的增大而减小;陶粒混凝土的导热系数随着粉煤灰掺量的增大而先减小后增大;陶粒混凝土的导热系数随着浸水时间的增加逐渐增大并趋于稳定。研究结果为陶粒混凝土结构内部温度场的精确计算以及保温隔热性能的控制提供更为重要的理论依据。     

秸秆与粉煤灰复掺对混凝土性能的影响

研究了不同种类、形态的秸秆和粉煤灰复掺对混凝土的工作性、力学性能和保温性能的影响。结果表明,秸秆会降低混凝土的坍落度、表观密度、强度和导热系数,而粉煤灰的掺入能够提高秸秆混凝土的坍落度,但降低其表观密度、强度和导热系数;掺秸秆粉混凝土的工作性、强度和保温性能优于掺秸秆条混凝土;三种秸秆中,掺油菜秸秆混凝土的工作性、强度和保温性能均优于小麦秸秆和玉米秸秆。     

新型相变储能建筑材料的制备试验研究

通过实验得出了石蜡复合体系的相变温度、相变潜热值;对比了陶粒、高性能吸附剂对石蜡的吸附能力;测试了掺入相变储能骨料的水泥试件的强度、导热性能。结果表明：经过比较,低熔点的52号石蜡与27号液体石蜡的复合体系的相变温度低．热焓值更大;高性能吸附剂对石蜡的吸附性比陶粒更好;掺入适量的相变储能骨料对水泥试件的导热性没有很大影响,但在一定程度上会降低试件的强度。     

考虑温度效应的界面层对混凝土热学参数影响分析

温度场是影响混凝土结构耐久性评价的重要因素之一,密度、质量热容、导热系数是混凝土材料的主要热学参数,决定于混凝土组成及细观结构。基于混凝土二维三相细观几何模型,考虑各相材料热学参数温度依赖性,得到了混凝土宏观热学参数并与试验结果比较。在验证该数值方法有效性的基础上,开展了升温过程中界面层厚度、界面层材料属性对混凝土热学参数的影响规律及影响程度分析。研究表明:随着温度升高,混凝土密度、导热系数逐渐降低,混凝土质量热容逐渐升高;随着界面层厚度增加,混凝土密度、导热系数逐渐减小,混凝土质量热容略微增大;界面层厚度的变化对混凝土导热系数影响最大,密度次之,对质量热容影响不显著;随着界面层导热系数、密度、质量热容的增加,混凝土的热学参数随之增加,但增幅有差异。     

相变储能石膏板导热系数2种测试方法的研究

相变储能石膏板导热系数的测试多采用单一的非稳态测试方法,为更好表征相变储能石膏板导热系数的变化规律,分别采用稳态测试方法（防护热板法）和非稳态测试方法研究了相同配合比相变储能石膏板的导热系数.分析比较发现：随着相变材料掺量的增大,石膏基相变储能构件的导热系数降低;2种测试方法均能反映相变储能石膏板导热系数的变化规律,初始温度在相变温度区间时,试件的导热系数值最大;非稳态测试得到的导热系数值较大.