一种相变蓄热泡沫混凝土及其制备方法和应用

本发明属于混凝土，具体涉及一种相变蓄热泡沫混凝土及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，随着全球经济发展程度和科技发展实力的逐渐提高，社会能源的整体消耗水平不断攀升，这与基础建筑的能源消耗有着密不可分的关系，为了降低建筑运行能耗，研发一种新型保温隔热建筑墙体，减少空调等室内恒温设备的使用频率就显得尤为重要。由于相变材料在相变时能够吸收或放出大量的热量，因此可以充分利用这一特性，将其掺入建筑材料中，可以大大改善建筑物的室内温度条件，从而大大降低室内温度波动。这样可以降低空气调节系统的能耗，并有助于提高建筑物的能源效率。

2、中国专利cn104212416a公开了一种氧化石墨烯改性石蜡微胶囊相变材料的制备方法，通过氧化石墨烯表面多种含氧基团与聚合物反应，提高了石蜡微胶囊相变材料的热稳定性和导热性，延长了使用寿命。中国专利cn115043629a本发明公开了一种相变蓄热泡沫混凝土及制备方法、蓄热墙体的制备方法，通过低共熔相变材料与气相二氧化硅，疏水型气相二氧化硅为多孔吸附材料，利用多孔材料吸附法将低共熔相变材料吸附在气相二氧化硅的孔隙中制备出定型复合相变材料。然而在实际工程中，石墨烯、疏水型气相二氧化硅的成本昂贵，且多层石墨烯，层与层之间的导热系数不高，从而限制了目前的相变混凝土材料的广泛应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种相变蓄热泡沫混凝土及其制备方法和应用，本发明提供的相变蓄热泡沫混凝土导热系数低，吸热能力显著提高，结构稳定性高，且生产成本低，适宜大规模生产应用。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种相变蓄热泡沫混凝土，包括以下质量百分含量的制备原料：水泥50～70％，负载型相变材料2～20％，水15～35％，减水剂0.1～0.5％，稳泡剂0.5～1.5％，过氧化氢水溶液0.5～2％，过氧化氢分解催化剂0.1～0.4％；所述负载型相变材料包括酸改性粉煤灰和负载在所述酸改性粉煤表面和灰孔结构中的石蜡；所述过氧化氢水溶液的质量百分含量为25～30％。

4、优选的，所述负载型相变材料的制备方法包括以下步骤：

5、将粉煤灰和酸溶液混合进行改性，得到酸改性粉煤灰；

6、在真空条件下，将所述酸改性粉煤灰和熔融态石蜡混合进行真空浸渍，得到所述负载型相变材料。

7、优选的，所述酸溶液为盐酸，所述盐酸的质量百分含量为11％；所述粉煤灰和酸溶液的质量比为1：5。

8、优选的，所述粉煤灰为f类一级粉煤灰和/或f类二级粉煤灰。

9、优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥42.5、42.5r、52.5中的一种或多种。

10、优选的，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。

11、优选的，所述过氧化氢分解催化剂包括二氧化锰、氯化铁和氧化铜中的一种或多种。

12、优选的，所稳泡剂包括硬脂酸钙、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、纤维素醚和聚丙烯酰胺中的一种或多种。

13、本发明提供了上述技术方案所述的相变蓄热泡沫混凝土的制备方法，包括以下步骤：

14、将水泥、负载型相变材料、水、减水剂、稳泡剂、过氧化氢水溶液和过氧化氢分解催化剂混合，得到混凝土混合浆料；

15、将所述混凝土混合浆料在模具中进行硬化成形，得到成型体；

16、将所述成型体进行养护，得到所述相变蓄热泡沫混凝土。

17、本发明提供了上述技术方案所述的相变蓄热泡沫混凝土或者上述技术方案所述的制备方法制备得到的相变蓄热泡沫混凝土作为保温隔热建筑材料的应用。

18、本发明提供了一种相变蓄热泡沫混凝土，包括以下质量百分含量的制备原料：水泥50～70％，负载型相变材料2～20％，水15～35％，减水剂0.1～0.5％，稳泡剂0.5～1.5％，过氧化氢水溶液0.5～2％，过氧化氢分解催化剂0.1～0.4％；所述负载型相变材料包括酸改性粉煤灰和负载在所述酸改性粉煤表面和灰孔结构中的石蜡；所述过氧化氢水溶液的质量百分含量为25～30％。与现有技术相比，本发明的优点为：本发明提供的相变蓄热泡沫混凝土与传统泡沫混凝土相比，其导热系数降低，吸热能力显著提高，生产成本较低，可大量用于实际生产中，降低工程造价。同时，与其他蓄热材料相比，石蜡成本低、环保、稳定性好，粉煤灰含有微孔结构，比表面积大，可以作为相变材料石蜡的载体，且经过酸改性处理的粉煤灰的孔结构可以阻止相变材料石蜡在熔融状态下的流动和泄露，从而本发明提供的相变蓄热泡沫混凝土的结构更加稳定；最后，本发明以泡沫混凝土作为基础，提供了多孔和轻质结构，不会增加建筑物的结构负担。

19、本发明提供了上述技术方案所述的相变蓄热泡沫混凝土的制备方法。本发明提供的制备方法简单易行，适宜工业化生产。

技术特征：

1.一种相变蓄热泡沫混凝土，其特征在于，包括以下质量百分含量的制备原料：水泥50～70％，负载型相变材料2～20％，水15～35％，减水剂0.1～0.5％，稳泡剂0.2～1.5％，过氧化氢水溶液0.5～2％，过氧化氢分解催化剂0.1～0.4％；所述负载型相变材料包括酸改性粉煤灰和负载在所述酸改性粉煤表面和灰孔结构中的石蜡；所述过氧化氢水溶液的质量百分含量为25～30％。

2.根据权利要求1所述的相变蓄热泡沫混凝土，其特征在于，所述负载型相变材料的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的相变蓄热泡沫混凝土，其特征在于，所述酸溶液为盐酸，所述盐酸的质量百分含量为11％；所述粉煤灰和酸溶液的质量比为1：5。

4.根据权利要求2或3所述的相变蓄热泡沫混凝土，其特征在于，所述粉煤灰为f类一级粉煤灰和/或f类二级粉煤灰。

5.根据权利要求1所述的相变蓄热泡沫混凝土，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥42.5、42.5r、52.5中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的相变蓄热泡沫混凝土，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。

7.根据权利要求1所述的相变蓄热泡沫混凝土，其特征在于，所述过氧化氢分解催化剂包括二氧化锰、氯化铁和氧化铜中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的相变蓄热泡沫混凝土，其特征在于，所稳泡剂包括硬脂酸钙、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、纤维素醚和聚丙烯酰胺中的一种或多种。

9.权利要求1～8任一项所述的相变蓄热泡沫混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.权利要求1～8任一项所述的相变蓄热泡沫混凝土或者权利要求9所述的制备方法制备得到的相变蓄热泡沫混凝土作为保温隔热建筑材料的应用。

技术总结本发明属于混凝土技术领域，具体涉及一种相变蓄热泡沫混凝土及其制备方法和应用。本发明提供的相变蓄热泡沫混凝土的制备原料包括：水泥50～70％，负载型相变材料2～20％，水15～35％，减水剂0.1～0.5％，稳泡剂0.5～1.5％，过氧化氢水溶液0.5～2％，过氧化氢分解催化剂0.1～0.4％；所述负载型相变材料包括酸改性粉煤灰和负载在所述酸改性粉煤灰表面和孔结构中的石蜡；所述过氧化氢水溶液的质量百分含量为25～30％。本发明提供的相变蓄热泡沫混凝土导热系数低，吸热能力显著提高，生产成本较低，可大量用于实际生产中，降低工程造价。技术研发人员：沈伯雄,杨奇伟,韩志斌,周印霄,苏立超受保护的技术使用者：河北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5