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%。     

被动式太阳能相变墙体蓄热特性影响因素研究

利用相变材料在相变过程中的变化特点,开发出一种定形相变材料以及相变储能砂浆;通过相变储能砂浆与被动式太阳能建筑的结合,研发出一种新型多功能被动式太阳能相变集热蓄热墙体系统。通过分析可知,当石墨掺量为5%时,定形相变材料具有较佳的导热性能;随着定形相变材料掺量的增加,相变储能砂浆的力学性能降低,需要根据热性能和力学性能综合考虑其掺量。     

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).     

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%。     

适老建筑用高强耐火隔声复合墙体的制备与性能研究

以普通硅酸盐水泥、再生细骨料和木质纤维素为原料制备了新型高强耐火隔声复合墙体,研究了木质纤维素掺量对墙体材料抗压强度、抗折强度、耐高温性能和隔声性能的影响。结果表明,掺加木质纤维素有助于提高混凝土试块的力学性能,木质纤维素掺量为6%时具有最高的抗压和抗折强度;未掺加木质纤维素的混凝土试块经过高温煅烧后的强度损失率都要高于掺加木质纤维素的混凝土,即木质纤维素的掺加有助于提高混凝土的耐高温性能;木质纤维素掺量为2%～8%的混凝土的整体吸声系数要高于未掺加木质纤维素的混凝土,吸声系数整体随着木质纤维素掺量增加先增大后减小,在木质纤维素为4%时取得最佳的吸声效果。综合而言,木质纤维素掺量为4%～6%时,高强耐火隔声复合墙体可取得良好的综合性能。     

再生骨料透水混凝土的强度和耐久性研究

用10%、30%和50%的废弃混凝土骨料替代天然骨料制备再生透水混凝土,并对其强度、透水性能和耐久性能进行了研究。结果表明,再生透水混凝土存在最优水灰比,当再生骨料掺量为10%、30%和50%时,透水混凝土的最优水灰比分别为0.40、0.40和0.45;随着再生骨料掺量和粒级的增加,再生透水混凝土的抗压强度、抗折强度降低,透水性能增强;5%硅粉会一定程度上提高透水混凝土的强度,但会对其透水性能产生不利影响;再生骨料的掺加会降低透水混凝土的长期耐久性能。     

橡胶粉改性高强混凝土高温前后性能研究

以C90～C100高强混凝土为基础,外掺40目(420μm)、60目(250μm)和80目(178μm)三个不同粒径的精细橡胶粉,外掺量分别为胶结材料用量的1%、2%、3%、4%,研究了废旧橡胶粉对高强混凝土材料的工作性、表观密度及抗压强度的影响.对研配成功的试件进行了高温试验,利用外表面观察法、重量损失法和残余强度等方法,对比研究了高强混凝土与橡胶粉改性高强混凝土高温作用后的性能变化.研究发现:常温下高强混凝土抗压强度随着橡胶粉掺量的增加而下降,当橡胶粉外掺量小于10.8kg/m3时,其抗压强度损失低于10%;高温时低用量的40目橡胶粉能抑制高强混凝土的爆裂行为;高温作用后橡胶粉混凝土的强度有一定的增长.     

相变储能石膏板制备和性能的研究

采用十酸和十二酸作为相变材料,与二氧化硅复合制备相变蓄热复合材料。选取石膏板为基体,并采用直接加入法制备相变储能石膏板。测试结果表明,随着相变蓄热复合材料掺量的增加,相变石膏板的抗压强度逐渐降低;当相变蓄热复合材料掺量为15%时,相变石膏板的抗压强度为1.25 MPa;对其进行DSC分析,其相变温度为20.27℃,相变焓为9.52 J/g,具有合适的相变温度和较好的储热性能。     

填料对木塑复合材料弯曲性能的影响

大掺量添加填料可以大幅度地降低生产成本,但同时也会对材料性能产生一定影响.试验研究了木粉、碳酸钙、粉煤灰的掺量对木塑复合材料弯曲性能的影响.结果表明:随着木粉掺量的增加,木塑材料的弯曲强度先增加后降低,当木粉掺量达到60%时,弯曲强度达到最大值.随着碳酸钙掺量的增加,木塑材料的弯曲强度先增加后降低,当其掺量达到30%时,弯曲强度达到最大值,掺加粉煤灰也呈现相同规律.     

半干法脱硫灰对混凝土性能的影响

研究了半干法脱硫灰对混凝土工作性、力学性能、收缩性能以及抗冻性的影响。结果表明,半干法脱硫灰作为混凝土矿物掺合料,可以改善新拌混凝土坍落度,减少坍损,同时可以改善混凝土收缩性能和抗冻性能;半干法脱硫灰对混凝土强度发展的改善不明显;随着半干法脱硫灰掺量的增加,混凝土的收缩率呈现出先降低后增大规律。当半干法脱硫灰掺量低于6%时,混凝土收缩率表现为随着掺量的增加而降低;当掺量为6%时,降低效果最为明显。混凝土抗冻性能随着半干法脱硫灰掺量的增加,呈现出先提高后减小的规律,当掺量低于6%时,混凝土的抗冻性能随着掺量的增加而逐渐得到改善,其中尤以6%掺量改善效果最佳。     

一种添加纳米颗粒的共晶盐空调蓄冷材料实验研究

共晶盐蓄冷比冰蓄冷和水蓄冷更适合蓄冷空调系统但共晶盐材料存在着过冷度、相分离、性能衰减差等问题,限制了共晶盐空调蓄冷系统的发展。研制出一种符合空调蓄冷系统的新型共晶盐相变蓄冷材料。该材料以Na_2SO_4·10H_2O与NH_4Cl为共晶盐蓄冷主材,可降低过冷度的TiO_2纳米颗粒为成核剂抑制相分离的硅胶粉为增稠剂,由这三部分组成。通过实验筛选出Na_2SO_4·10H_2O、NH_4Cl、TiO_2纳米颗粒与硅胶粉的质量分数,分别为76.8%、13.6%、3.6%和6%的配比。测试发现,该材料的相变温度为7.33℃,过冷度为0.5℃,相变潜热为135 kJ/kg,适用于空调蓄冷系统。     

秸秆相变材料板材的制备研究

利用秸秆高孔隙率和高吸水性,浸渍无机盐固液相变材料,以改性水玻璃胶结,并模压成型制备秸秆板材。研究无机盐相变材料的过冷性质、稻秆相变材料板材的制备工艺及相变循环耐久性。研究表明:硼砂掺量3%时,Na2SO4.10H2O过冷度减少了12.6℃;纯丙乳液掺量为20%时,成型的稻秆板材浸泡24 h后达A级耐水性指标,3次涂膜封装30次相变循环后的质量损失仅为1.9%。     

石膏对铝酸钙水泥混凝土力学与耐久性能的影响

用二水石膏(CaSO4·2H2O)和α型半水石膏(α-CaSO4·0.5H2O)粉末分别部分取代铝酸钙水泥(CAC)制备了CAC混凝土,研究了其在不同掺量下对CAC混凝土力学与耐久性能的影响。试验研究了CAC混凝土试样的抗压强度、劈裂抗拉强度、氯离子渗透性以及抗硫酸盐的侵蚀性能,探究了CaSO4类型和掺量对各项指标的影响。结果表明,掺入CaSO4会降低CAC混凝土的早期强度,但可显著抑制其后期强度衰减,当CaSO4·2H2O和α-CaSO4·0.5H2O掺量分别为6%和4%时,CAC混凝土的后期强度衰减量最低,Cl-扩散系数最小,且在Na2SO4侵蚀溶液中劣化程度最低。因此,CaSO4·2H2O和α-CaSO4·0.5H2O均可有效改善CAC混凝土的力学性能与耐久性能,两者的最优掺量分别为6%和4%。     

Na2SO4对低硫水泥及其混凝土性能的影响

本文探讨了单掺Na2SO4对低硫水泥及其混凝土性能的影响。结果表明:少量的Na2SO4缩短了水泥凝结时间,有利于提高混凝土的坍落度、改善混凝土坍落度损失,而且在低温时可以明显改善混凝土的早期强度。     

稻秆/Na2SO4定形相变板材的制备及性能

将浸渍有Na2SO4的稻秆与特定组成的硅酸盐水泥浆体拌合,再经模压制得定型相变板材.测试了该板材的拉伸强度、隔热及燃烧性能等,用SEM观察了该板材的显微形貌.结果表明,稻秆能装载自身质量4倍的Na2SO4·10H2O,板材的拉伸强度为0.96MPa,经30次相变循环后质量损失为1.87％,燃烧等级达GB/T2408-1996的FH-1级.对于稻秆相变板材,在其受热面温度为80℃,冷面起始温度为14.5℃条件下,冷面达到25℃的时间为17h,比插入未加Na2SO4的稻秆板材延长了5h;当受热持续保持5h后,其冷面温度仅上升2.7℃.若以该板材为墙体材料,即使在夏天,在无制冷条件下室内温度可基本不变,具有显著的节能及改善人居环境的效果.     

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。     

板式相变蓄热器传热性能研究

对板式相变换热装置建立了数学模型,用FLUENT软件对其蓄热过程进行了动态模拟,得出了以CaC l2.6H2O为相变蓄热介质的板式蓄热装置在蓄热过程中,有无自然对流情况下液相分数和热流密度随时间的变化规律。     

纳米成核剂对三水醋酸钠蓄热性能的影响

三水醋酸钠是一种熔点适宜,潜热值较高的相变储热材料,在太阳能热利用方面具有广泛的应用前景。但是在其凝固过程中,相分离和过冷问题严重影响了蓄热性能,限制了其应用。以几种纳米材料(纳米氧化铝、纳米铜、碳纳米管)为成核剂,实验分析了三水醋酸钠蓄热性能的变化情况,结果表明质量分数2%的Al_2O_3、1%的Cu、2%的碳纳米管在自然分散下就能够消除三水醋酸钠的过冷,且纳米成核剂可以提高三水醋酸钠的导热性能。