相變儲(chǔ)能混凝土具有儲(chǔ)能蓄熱的功能,將其運(yùn)用到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中可以將環(huán)境中的熱量以相變的形式進(jìn)行吸收和釋放,從而維持室內(nèi)溫度的相對(duì)穩(wěn)定,提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度,降低建筑能耗。選取月桂醇作為相變材料,膨脹珍珠巖作為吸附材料。選擇常壓浸泡吸附法和真空浸泡吸附法作為相變儲(chǔ)能骨料的制備方法,采用不同質(zhì)量比的月桂醇與膨脹珍珠巖混合來制作不同吸附率的相變儲(chǔ)能骨料;通過滲漏性試驗(yàn)和相變循環(huán)試驗(yàn)確定月桂醇的合理吸附率;選擇濕裹水泥粉封裝法和硅酸鈣外殼封裝法對(duì)相變儲(chǔ)能骨料進(jìn)行封裝。選用粉煤灰陶粒和頁巖陶粒制作不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度的輕骨料混凝土作為基準(zhǔn)混凝土。分別摻入5%、10%、15%和20%的未封裝和封裝后的相變儲(chǔ)能骨料制備相變儲(chǔ)能混凝土,通過混凝土立方體抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對(duì)混凝土拉壓性能的影響。通過導(dǎo)熱系數(shù)測試探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對(duì)混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的影響。通過相變循環(huán)試驗(yàn)探究不同循環(huán)次數(shù)對(duì)相變儲(chǔ)能混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。通過進(jìn)行不同吸附方式、時(shí)間和溫度的吸附率試驗(yàn)得出:常壓浸泡下合理的吸附時(shí)間和溫度分別為4 h和50℃;

為了將膨脹珍珠巖和硬泡聚氨酯兩種不同的保溫材料復(fù)合,首先需要對(duì)其進(jìn)行改性,利用硅烷偶聯(lián)劑KH550對(duì)膨脹珍珠巖顆粒進(jìn)行表面處理,得到活性聚氨酯填充骨料。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范,測定了成型保溫板件的密度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)等物理力學(xué)性能。隨著膨脹珍珠巖添加量的增加,復(fù)合保溫材料的密度及抗壓強(qiáng)度都有很大的提高。當(dāng)摻入不同類別的膨脹珍珠巖時(shí),發(fā)現(xiàn)粒徑較大的膨脹珍珠巖對(duì)復(fù)合材料抗壓性能的提高優(yōu)于粒徑較小的,而在導(dǎo)熱系數(shù)方面兩者卻相反。通過上述實(shí)驗(yàn)得出了膨脹珍珠巖摻入量以及加入不同種類膨脹珍珠巖對(duì)復(fù)合材料各性能的影響,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定終優(yōu)選方案。將上述兩種材料復(fù)合,以合理的配比達(dá)到共同發(fā)揮兩種材料各自的優(yōu)勢的目的,此種新型保溫材料具有廣泛的應(yīng)用前景。

隨著人們對(duì)室內(nèi)熱舒適度要求的不斷提高,近年來建筑能耗逐漸上升。因此,被動(dòng)節(jié)能材料受到廣泛關(guān)注。相變材料和調(diào)濕材料是可用于建筑物的兩種重要的被動(dòng)節(jié)能材料。相變材料通過在相變過程中吸收或釋放熱量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,調(diào)濕材料可以依據(jù)自身特性自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的相對(duì)濕度。值得注意的是,現(xiàn)有的研究大多數(shù)都是單獨(dú)分析相變材料或調(diào)濕材料,結(jié)合兩者性能的研究卻很少,限制了它們?cè)诮ㄖ械膽?yīng)用。為了研究相變材料和調(diào)濕材料的復(fù)合性能,本文以石蠟為相變材料,膨脹珍珠巖為載體材料,通過真空吸附法制備復(fù)合相變顆粒。將復(fù)合相變顆粒在自制的模具里壓制成相變板材,后在相變板材上噴涂調(diào)濕材料硅藻泥,制得具有調(diào)濕性能的復(fù)合相變墻板。利用XRD、物理吸附分析儀、SEM、DSC對(duì)物質(zhì)組成、孔徑、微觀結(jié)構(gòu)、熱物理性能進(jìn)行了表征,復(fù)合相變顆粒對(duì)調(diào)濕材料的平衡含濕量和循環(huán)吸放濕性能進(jìn)行了測試,同時(shí),對(duì)具有調(diào)濕性能的復(fù)合相變墻板進(jìn)行性能測試。結(jié)果表明:(1)復(fù)合相變墻板具有適宜的相變參數(shù),熔點(diǎn)/凝固點(diǎn)分別為18.23°C/29.42°C,高潛熱值分別為54.66 J/g和55.63 J/g。(2)經(jīng)過循環(huán)吸放濕測試后,硅藻泥的吸濕量總是高于放.

膨脹珍珠巖本身吸水率高、筒壓強(qiáng)度低的特性,限制了其在建筑材料領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。利用硫鋁酸鹽快硬水泥、半水石膏和磷酸鉀鎂水泥3種不同的快硬型材料,通過噴涂法對(duì)膨脹珍珠巖進(jìn)行包覆改性,有效提高了膨脹珍珠巖的筒壓強(qiáng)度并降低了吸水率。其中,磷酸鉀鎂水泥改性效果,改性后膨脹珍珠巖的筒壓強(qiáng)度相比改性前提高了3.39倍,吸水率降低了77%。在此基礎(chǔ)上,研究了苯丙乳液摻量對(duì)磷酸鉀鎂水泥包覆改性膨脹珍珠巖吸水率的影響。結(jié)果表明:在苯丙乳液摻量為膨脹珍珠巖質(zhì)量的15%左右時(shí),改性膨脹珍珠巖的吸水率可降至15%左右。 以硫氧鎂水泥為膠結(jié)料,粉煤灰為改性填充材料,小粒徑膨脹珍珠巖為輕質(zhì)骨料,摻入動(dòng)物蛋白復(fù)合發(fā)泡劑,采用物理發(fā)泡混合法制備鎂基泡沫混凝土。研究了泡沫摻量對(duì)鎂基泡沫混凝土水化熱、含水率、吸水率、干密度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)及干燥收縮性能的影響。結(jié)果表明:泡沫的摻入降低了鎂基泡沫混凝土水化硬化放熱峰值溫度,延長了放熱峰值溫度的出現(xiàn)時(shí)間;降低了泡沫混凝土的干密度、抗壓強(qiáng)度及導(dǎo)熱系數(shù),同時(shí)增大了泡沫混凝土的含水率、質(zhì)量吸水率及干燥收縮率。