本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，具體地說，涉及一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料及其制備方法和應用。

背景技術：

國家標準規(guī)定：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥等六類硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，一般為1～3h；終凝時間除硅酸鹽水泥不遲于6.5h外，其余水泥終凝時間不得遲于10h，一般為5～8h凡初凝時間不符合規(guī)定者為廢品，終凝時間不符合規(guī)定者為不合格品。

混凝土在確保達到終凝的情況下，一般情況下，凝固時間越短越好，可以縮短施工時間。水泥達到終凝后，水泥的各項強度就成型了，也不會增長了，因此，在保證混凝土硬度的前提下，縮短終凝期是技術人員重點考慮的研究方向。

還有就是，大樓主框架施工完畢后，建筑工人需要向大樓噴水，這是因為當天氣干熱時，水蒸發(fā)很快，當水泥還未完全凝固前，水就蒸發(fā)沒了，水泥與水和空氣發(fā)生化學反應就停止，水泥無法完全凝固，其硬度就達不到設計要求。所以當其缺水時，要及時補水，確保水泥完全凝固。

儲熱混凝土是在普通混凝土中添加一定含量的相變蓄熱組分材料制成的一種新型水泥基復合材料。普通混凝土比熱容都比較小，在混凝土中添加一定含量的無機鹽晶體和碳纖維等儲熱組分，可改善其蓄熱性能，但碳纖維價格較高，在混凝土中使用將使儲熱混凝土的成本較高。

利用某些物質在相轉變過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象，可以進行熱能貯存和溫度調節(jié)控制。具有熱能貯存和調節(jié)控制功能的這些物質稱為相轉變材料(PCM，phasechangematerials)，也稱相變材料。根據(jù)材料組成的不同，相變材料可以分為無機相變材料、有機相變材料和高分子相變材料；根據(jù)相變方式的不同，可分為固-液相變材料和固-固相變材料。不同相變材料各有其不同的特點，應用上也存在一定的局限性。

中國專利申請?zhí)枺?01510656866.2，公開日：2015-12-15的專利文獻公開了是一種利用淀粉渣改性生土材料的方法，包括：(1)將生土、無機膠凝材料按比例稱量混合均勻；(2)將淀粉渣干燥、粉磨,按比例稱量后加水煮沸得到漿液；(3)按一定配比稱量外加劑，并將其與所述步驟(2)中制得的淀粉渣漿液混合均勻；(4)將所述步驟(3)制得的混合液加入所述步驟(1)的混合料中，強力攪拌均勻，將濕混后混合料送入真空練泥機中練泥后，擠出成型，其中水的質量為固體總質量的22～30％；(5)將所述步驟(4)中擠出成型的生土材料，自然干燥養(yǎng)護28天。該發(fā)明制備工藝簡單，屬于低成本的新型環(huán)保建筑材料，其使用的原料來源廣泛，大大減少了原材料與運輸?shù)某杀尽Ｔ摪l(fā)明雖然使用到了淀粉渣，但只是出于降低成本的需要。

中國專利公開號：102173664A，公開日：2011-9-7的專利文獻公開了一種石墨-石蠟復合相變儲能混凝土。該發(fā)明為一種石墨-石蠟復合相變儲能混凝土，它以水泥，水，砂，碎石，減水劑為基體，還含有石蠟相變材料和增強導熱作用的石墨以及增加機械強度的纖維增強材料。制備時首先將石蠟與石墨混合加熱石蠟全部融化，并不斷攪動使石蠟與石墨混合均勻成粘稠狀；將砂、碎石投入攪拌機后，投入纖維、水泥進行干拌，隨后加入水和減水劑快速攪拌均勻；然后將上述融化后的石墨-石蠟粘稠狀混合物投入上述混凝土拌合物中混合均勻即可。該發(fā)明由于在石蠟中添加了石墨作為導熱添加劑，提高了相變儲能混凝土的導熱系數(shù)，從而提高了儲能材料熱量儲存和釋放效率。但由于混凝土中的石蠟是一種有機物的混合物，與混凝土中的其它物質不能很好的融合，因此，該發(fā)明的石墨-石蠟復合相變儲能混凝土在使用一段時間后，石蠟會慢慢滲出而造成該混凝土的熱量的儲存和釋放效率逐漸降低。

技術實現(xiàn)要素：

要解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術中混凝土終凝期長、影響施工周期以及儲熱混凝土熱量的儲存和釋放效率逐漸降低的問題，本發(fā)明提供了一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料及其制備方法和應用。它可以實現(xiàn)縮短混凝土終凝期，并可以讓其在短時間內完全凝固而不影響硬化質量，應用于外墻時，還有保溫的效果，而且還具備導熱和儲熱功能。

技術方案

本發(fā)明的技術原理是，水泥和水以后，發(fā)生一系列物理與化學變化，隨著水泥水化反應的進行，水泥漿體逐漸失去流動性、可塑性，進而凝固稱具有一定強度的硬化體，這一過程成為水泥的凝結，前期為初凝期，后期為終凝期，而整個凝固的過程，往往伴隨著的是放熱的過程，發(fā)明人充分利用初凝期的可塑性，將其與淀粉混合并和水攪拌后，將水泥活性部分激發(fā)后，會產(chǎn)生熱量，部分淀粉會有糊化成膠狀膨脹的效果，迅速進行真空冷凍干燥，在升華吸熱的前提下，料溫迅速降低，保持其活性和產(chǎn)生大量冰晶充實在凍體狀態(tài)的初凝體中，這些冰晶甚至能夠對水泥和淀粉的粉體顆粒表面進行破壞，甚至能夠刺破顆粒表面，然后進行真空冷凍干燥工藝，而真空冷凍干燥的作用是保持該活性，冰晶升華干燥后，在原位產(chǎn)生大量的細小空隙，形成灰白色蜂窩狀薄脆塊的結構，該結構由于水分含量小且膨松，為粉碎至任意粒度的微粉料打下良好的基礎。

本發(fā)明選擇相變聚苯乙烯微膠囊作為儲熱主要成分的技術原理為：微膠囊技術是一種用成膜材料把固體或液體包覆形成微小粒子的技術，得到的微小粒子稱微膠囊，一般粒子大小在1～300μm范圍內。包在微膠囊內部的物質稱為囊心(也稱為芯材、內核)，囊心物質為PCM的稱為微膠囊相變材料(MPCM)。微膠囊相變材料是將微膠囊技術引入相變材料，增大了傳熱面積，防止了相變物質與周圍環(huán)境的反應，控制了相轉變時PCM的體積變化，提高了相變材料的使用效率。目前可作為微膠囊內核物質的固-液相變材料有結晶水合鹽、共晶水合鹽、直鏈烷烴、石蠟類、脂肪酸類和聚乙二醇等。微膠囊外部為成膜材料形成的包覆膜，稱為壁材(也稱為外膜、囊壁)，壁材通常為合成高分子材料，可選用的壁材有聚乙烯、聚苯乙烯、聚脲、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂等。此外，有些微膠囊相變材料中還含有成核劑等其它助劑，用來改善相變材料的性能。利用上述原理，發(fā)明人經(jīng)過多次的試驗制得適用于混凝土的相變聚苯乙烯微膠囊，這種相變聚苯乙烯微膠囊是一種具有化學性質穩(wěn)定、相變潛熱大、無過冷及相分離現(xiàn)象的相變儲熱材料，將這種相變聚苯乙烯微膠囊摻入導熱混凝土中具體良好的維持溫度恒定和儲存余熱的功能。

將相變聚苯乙烯微膠囊和淀粉、水泥和水一起混合后進行凍干，相變聚苯乙烯微膠囊中的水分進行徹底的升華后，膠囊產(chǎn)生的脫水通道被淀粉或水泥補位，在膠囊的表面形成保護層，加強了相變聚苯乙烯微膠囊的吸熱和放熱的持久性。

為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為：

一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，包括水泥、淀粉、砂、天然卵石子、相變聚苯乙烯微膠囊和石墨，各組分重量份數(shù)為：水泥18份～20份，淀粉1份～2份，砂40～50份，相變聚苯乙烯微膠囊6份～8份，石墨5份～10份，天然卵石子15～25份；其中：水泥、相變聚苯乙烯微膠囊和淀粉用水混合均勻后，用真空冷凍干燥工藝進行干燥后使用。

一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料的制備方法，步驟為：

A、混合后攪拌：將水泥、相變聚苯乙烯微膠囊和淀粉混合均勻后，加水攪拌均勻成初凝體；

B、攤?。簩⒊跄w迅速攤薄至模具中；

C、凍干：轉入真空冷凍干燥倉內凍干后呈灰白色蜂窩狀薄脆塊；

D、粉碎：將薄脆塊進行粉碎呈微粉料；

E、真空包裝；

F、應用：具體應用過程中，拆包裝后混合砂、天然卵石子、石墨、水使用。

優(yōu)選地，所述步驟B模具的厚度為2～5cm；相變聚苯乙烯微膠囊的制備方法為以聚苯乙烯為聚合物殼材、石蠟為相變材料，通過以下步驟制作而成：

1)制備油相和水相：將相變材料與聚合物殼材融化后混合均勻作為油相，其中：相變材料的占油相的質量百分比在25～60％，所述的聚合物殼材占油相的質量百分比在40～75％；所述的相變材料采用石蠟，所述的聚合物殼材采用聚苯乙烯；將乳化劑分散在水中作為水相，其中乳化劑的占水相的質量百分比為2～5％；

2)用勻漿機剪切：將步驟1)制得的油相和水相轉入勻漿機剪切，使油相均勻分散在水相中形成O/W乳液，剪切速度為3000～6000Rmp；

3)將步驟2)制得的O/W乳液轉移到水熱反應釜中，在120～200℃溫度下反應12～24小時后，自然冷卻，即得到相變聚苯乙烯微膠囊。

優(yōu)選地，所述真空冷凍干燥倉內的真空冷凍干燥的曲線為：

a、升華速凍期：干燥倉抽真空至180Pa以內，保持2～2.5h；

b、升溫期：15～20分鐘內板溫升溫至100～110℃，保持真空至180Pa以內；

c、升華高峰期：板溫100～110℃保持1～1.5h，真空保持110±5Pa；

d、中溫期：板溫降至80～90℃保持1.5～2h，真空保持60～80Pa；

e、解析干燥期：板溫降至60～70℃保持1～2h，真空保持40～60Pa；

f、恒溫期：板溫降至55℃、物料溫度50±1℃，真空保持40～50Pa，板溫和物料溫度呈兩條水平平行線保持50～60min后破真空出倉。

優(yōu)選地，所述步驟D中，粉碎粒度為聚苯乙烯微膠囊的大?。桓稍锴€中，物料溫度不大于52℃。

一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料在鋪設混凝土地面的應用，應用步驟如下：

A.水泥漿的制備：粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、石墨和水計量后混合攪拌形成二次初凝體；

B.鋪設：將二次初凝體直接鋪設至鋪平的地面；

C.硬化：進入終凝期硬化結束后即可使用。

一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料在建筑外墻的應用，應用步驟如下：

A.水泥漿的制備：粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、石墨和水計量后混合攪拌形成二次初凝體；

B.鋪設：將二次初凝體直接抹平至建筑外墻；

C.硬化：進入終凝期硬化結束后即可使用。

一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料在樁基鋼筋籠的應用，應用步驟如下：

A.水泥漿的制備：粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、石墨和水計量后混合攪拌形成二次初凝體；

B.澆注：將二次初凝體直接澆注至樁基鋼筋籠中；

C.硬化：進入終凝期硬化結束后即可使用。

一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料制備混凝土塊的應用，應用步驟如下：

A.水泥漿的制備：粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、石墨和水計量后混合攪拌，攪拌速度為800～1500rpm，攪拌5～10min，形成二次初凝體；

B.澆筑：將A步驟制得的導熱和儲熱功能的混凝土漿注入模具中，20～30℃下養(yǎng)護10～20天，硬化得到導熱和儲熱功能的混凝土塊。

有益效果

采用本發(fā)明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下顯著效果：

（1）本發(fā)明的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，淀粉、相變聚苯乙烯微膠囊和水泥在初凝期結束前進行凍干后再粉碎，淀粉能夠充分利用混凝土凝固期間的放熱產(chǎn)生糊化膠狀的效果，并和砂、膠囊結合，產(chǎn)生牢固的包覆效果，由于膠狀的傳熱效果差，還會產(chǎn)生保溫的效果，多孔狀結構的凍干粉體材料，形成水分的吸入通道，吸水迅速，水迅速和混凝土中各成分進行物理和化學反應，由于膠狀淀粉的存在，還避免了水泥的聚團效應，當反應完全時，水分通道才會閉合，而此時，膠狀淀粉的持水性能又對未完全參與反應的水泥進行水分的持續(xù)供給，這樣，即保證了混凝土的硬化的完全性，又縮短了混凝土的終凝期，進而縮短了施工周期并保持了吸熱和放熱的持久性；還添加了導熱性能好的石墨，顯著提高了混凝土的導熱和儲熱性能，改善了混凝土比熱容小，散熱快的缺點；

（2）本發(fā)明的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料的制備方法，步驟B模具的厚度為2～5cm，保證了在凍干倉中升華吸熱速凍的迅速性；升華吸熱速凍的溫度可達-18～-22℃，符合發(fā)明人測定的該混合體的冷凝點，以便于能夠產(chǎn)生足夠多的細小冰晶，產(chǎn)生最大冰晶生成帶，升華吸熱速凍時間可以為120～150分鐘，根據(jù)物料厚度進行相應的調整；

（3）本發(fā)明的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料制備方法，真空冷凍干燥的曲線是發(fā)明人根據(jù)物料冷凝點、物料厚度、凍干過程中物料升溫速率綜合考慮的結果，制得的灰白色蜂窩狀薄脆塊即保持了其活性，又盡量避免了內部淀粉的過度糊化而影響使用時水分的吸收，聚苯乙烯微膠囊中的水分進行徹底的升華后，膠囊產(chǎn)生的脫水通道被淀粉或水泥補位，在膠囊的表面形成保護層，加強了膠囊的吸熱和放熱的持久性；制得的相變聚乙烯微膠囊粒度大小在30～100μm范圍內，與水泥的粒度基本一致，攪拌后能夠均勻分布在混凝土中；

（4）本發(fā)明的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，粉碎至膠囊的顆粒粒度，灰白色蜂窩狀薄脆塊也為均勻的粒度分布打下良好的基礎；干燥曲線中，物料溫度不大于52℃，避免在倉中淀粉過度糊化；

（5）本發(fā)明的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料在鋪設混凝土地面的應用，由于終凝期短，地面養(yǎng)護周期短，短時間內即可通行，而且硬化完全，硬度高，淀粉膠體的存在，還產(chǎn)生的吸水放水的效果，能夠保持地面的長時間持水，減少地面應力的過度變化而產(chǎn)生裂紋；

（6）本發(fā)明的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料在建筑外墻的應用，工序簡單，無需反復灑水補充水分，和相變聚苯乙烯微膠囊協(xié)同作用，還有保溫的效果，也能避免墻面應力的過度變化而產(chǎn)生裂紋；

（7）本發(fā)明的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料在樁基鋼筋籠的應用，淀粉膠體的存在，和鋼筋的結合度高，避免由于混凝土的離筋產(chǎn)生對整個樁基的破壞。

具體實施方式

下面結合具體的實施例，對本發(fā)明作詳細描述。

實施例1

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，包括水泥、淀粉、砂、天然卵石子、相變聚苯乙烯微膠囊，各組分重量份數(shù)為：水泥18份，淀粉1份，砂40份，相變聚苯乙烯微膠囊6份，天然卵石子15份，石墨5份，水泥為粉煤灰硅酸鹽水泥；

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料的制備方法，步驟為：

步驟一、混合后攪拌：將水泥、相變聚苯乙烯微膠囊和淀粉混合均勻后，加水攪拌均勻成初凝體；其中相變聚苯乙烯微膠囊是以聚苯乙烯為聚合物殼材、石蠟為相變材料，通過以下步驟制作而成：

1)制備油相和水相：將石蠟與聚苯乙烯融化后混合均勻作為油相，其中：石蠟的占油相的質量百分比在25％，所述的聚苯乙烯占油相的質量百分比在75％；將乳化劑分散在水中作為水相，其中乳化劑的占水相的質量百分比為2％；

2)用勻漿機剪切：將步驟1)制得的油相和水相轉入勻漿機剪切，使油相均勻分散在水相中形成O/W乳液，剪切速度為3000Rmp；

3)將步驟2)制得的O/W乳液轉移到水熱反應釜中，在120℃溫度下反應12小時后，自然冷卻，即得到相變聚苯乙烯微膠囊；

步驟二、攤?。簩⒊跄w迅速攤薄至模具中，模具的厚度為2cm；

步驟三、凍干：轉入真空冷凍干燥倉內凍干后呈灰白色蜂窩狀薄脆塊，凍干工藝為：

a、升華速凍期：干燥倉抽真空至180Pa以內，保持2h；

b、升溫期：15分鐘內板溫升溫至100℃，保持真空至180Pa以內；

c、升華高峰期：板溫100℃保持1h，真空保持110±5Pa；

d、中溫期：板溫降至80℃保持1.5h，真空保持60～80Pa；

e、解析干燥期：板溫降至60℃保持1h，真空保持40～60Pa；

f、恒溫期：板溫降至55℃、物料溫度50±1℃，真空保持40～50Pa，板溫和物料溫度呈兩條水平平行線保持50min后破真空出倉。

步驟四、粉碎：將薄脆塊進行粉碎呈微粉料，粒度為聚苯乙烯微膠囊的大小；

步驟五、真空包裝；

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，在鋪設混凝土地面的應用，應用步驟如下：

A.水泥漿的制備：粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、石墨和水計量后混合攪拌形成二次初凝體；

B.鋪設：將二次初凝體直接鋪設至鋪平的地面；

C.硬化：進入終凝期硬化結束后即可使用。

經(jīng)測算，粉煤灰硅酸鹽水泥的終凝期為4.5小時左右，本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料縮短周期至少50%；制得的本實施例的導熱和儲熱功能的混凝土地面導熱系數(shù)在0.18W/(m·k)，其抗壓強度達到了27.3MPa，體積儲熱密度為60MJ/m3，具有明顯的導熱效果和顯著的儲熱效果，抗壓強度也符合相關要求。

實施例2

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，各組分重量份數(shù)為：水泥20份，淀粉2份，砂50份，相變聚苯乙烯微膠囊8份，天然卵石子25份，石墨10份，水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥；

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料的制備方法，步驟為：

步驟一、混合后攪拌：將水泥、相變聚苯乙烯微膠囊和淀粉混合均勻后，加水攪拌均勻成初凝體；其中相變聚苯乙烯微膠囊是以聚苯乙烯為聚合物殼材、石蠟為相變材料，通過以下步驟制作而成：

1)制備油相和水相：將石蠟與聚苯乙烯融化后混合均勻作為油相，其中：石蠟的占油相的質量百分比在60％，所述的聚苯乙烯占油相的質量百分比在40％；將乳化劑分散在水中作為水相，其中乳化劑的占水相的質量百分比為5％；

2)用勻漿機剪切：將步驟1)制得的油相和水相轉入勻漿機剪切，使油相均勻分散在水相中形成O/W乳液，剪切速度為6000Rmp；

3)將步驟2)制得的O/W乳液轉移到水熱反應釜中，在200℃溫度下反應15小時后，自然冷卻，即得到相變聚苯乙烯微膠囊；

步驟二、攤?。簩⒊跄w迅速攤薄至模具中，模具的厚度為5cm；

步驟三、凍干：轉入真空冷凍干燥倉內凍干后呈灰白色蜂窩狀薄脆塊，凍干工藝為：

a、升華速凍期：干燥倉抽真空至180Pa以內，保持2.5h；

b、升溫期：20分鐘內板溫升溫至110℃，保持真空至180Pa以內；

c、升華高峰期：板溫110℃保持1.5h，真空保持110±5Pa；

d、中溫期：板溫降至90℃保持1h，真空保持60～80Pa；

e、解析干燥期：板溫降至70℃保持2h，真空保持40～60Pa；

f、恒溫期：板溫降至55℃、物料溫度50±1℃，真空保持40～50Pa，板溫和物料溫度呈兩條水平平行線保持60min后破真空出倉。

步驟四、粉碎：將薄脆塊進行粉碎呈微粉料，粒度為聚苯乙烯微膠囊的大小；

步驟五、真空包裝；

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，在建筑外墻的應用，應用步驟如下：

A.水泥漿的制備：粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、石墨和水計量后混合攪拌形成二次初凝體；

B.鋪設：將二次初凝體直接鋪設至鋪平的地面；

C.硬化：進入終凝期硬化結束后即可使用。

經(jīng)測算，42.5級普通硅酸鹽水泥的終凝期為6-10小時，本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料縮短周期至少200%；制得的本實施例的導熱和儲熱功能的混凝土墻面導熱系數(shù)在0.22W/(m·k)，其抗壓強度達到了26.4MPa，體積儲熱密度為50MJ/m3，具有顯著的導熱和儲熱效果，抗壓強度也符合相關要求。

實施例3

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，各組分重量份數(shù)為：水泥19份，淀粉1.4份，砂45份，相變聚苯乙烯微膠囊7份，天然卵石子20份，石墨8份，水泥為火山灰質硅酸鹽水泥；

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料的制備方法，步驟為：

步驟一、混合后攪拌：將水泥、相變聚苯乙烯微膠囊和淀粉混合均勻后，加水攪拌均勻成初凝體；其中相變聚苯乙烯微膠囊是以聚苯乙烯為聚合物殼材、石蠟為相變材料，通過以下步驟制作而成：

1)制備油相和水相：將石蠟與聚苯乙烯融化后混合均勻作為油相，其中：石蠟的占油相的質量百分比在40％，所述的聚苯乙烯占油相的質量百分比在60％；將乳化劑分散在水中作為水相，其中乳化劑的占水相的質量百分比為3％；

2)用勻漿機剪切：將步驟1)制得的油相和水相轉入勻漿機剪切，使油相均勻分散在水相中形成O/W乳液，剪切速度為4000Rmp；

3)將步驟2)制得的O/W乳液轉移到水熱反應釜中，在150℃溫度下反應24小時后，自然冷卻，即得到相變聚苯乙烯微膠囊；

步驟二、攤?。簩⒊跄w迅速攤薄至模具中，模具的厚度為4cm；

步驟三、凍干：轉入真空冷凍干燥倉內凍干后呈灰白色蜂窩狀薄脆塊，凍干工藝為：

a、升華速凍期：干燥倉抽真空至180Pa以內，保持2.2h；

b、升溫期：15分鐘內板溫升溫至100℃，保持真空至180Pa以內；

c、升華高峰期：板溫100℃保持1.2h，真空保持110±5Pa；

d、中溫期：板溫降至80℃保持1.5h，真空保持60～80Pa；

e、解析干燥期：板溫降至70℃保持1.5h，真空保持40～60Pa；

f、恒溫期：板溫降至55℃、物料溫度50±1℃，真空保持40～50Pa，板溫和物料溫度呈兩條水平平行線保持55min后破真空出倉。

步驟四、粉碎：將薄脆塊進行粉碎呈微粉料，粒度為聚苯乙烯微膠囊的大小；

步驟五、真空包裝；

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，在樁基鋼筋籠的應用，應用步驟如下：

A.水泥漿的制備：粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、石墨和水計量后混合攪拌形成二次初凝體；

B.澆注：將二次初凝體直接澆注至樁基鋼筋籠中；

C.硬化：進入終凝期硬化結束后即可使用。

經(jīng)測算，火山灰質硅酸鹽水泥的終凝期為4至6小時，本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料縮短周期至少100%；制得的本實施例的導熱和儲熱功能的混凝土樁基鋼筋籠導熱系數(shù)在0.15W/(m·k)，其抗壓強度達到了27.8MPa，體積儲熱密度為35MJ/m3，具有良好的導熱效果和明顯的儲熱效果，抗壓強度也符合相關要求。

實施例4

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，各組分重量份數(shù)為：水泥20份，淀粉1.6份，砂40份，相變聚苯乙烯微膠囊8份，天然卵石子16份，石墨8份，水泥為火山灰質硅酸鹽水泥。

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料的制備方法，步驟為：

步驟一、混合后攪拌：將水泥、相變聚苯乙烯微膠囊和淀粉混合均勻后，加水攪拌均勻成初凝體；其中相變聚苯乙烯微膠囊是以聚苯乙烯為聚合物殼材、石蠟為相變材料，通過以下步驟制作而成：

1)制備油相和水相：將石蠟與聚苯乙烯融化后混合均勻作為油相，其中：石蠟的占油相的質量百分比在50％，所述的聚苯乙烯占油相的質量百分比在50％；將乳化劑分散在水中作為水相，其中乳化劑的占水相的質量百分比為4％；

2)用勻漿機剪切：將步驟1)制得的油相和水相轉入勻漿機剪切，使油相均勻分散在水相中形成O/W乳液，剪切速度為5000Rmp；

3)將步驟2)制得的O/W乳液轉移到水熱反應釜中，在160℃溫度下反應20小時后，自然冷卻，即得到相變聚苯乙烯微膠囊；

步驟二、攤?。簩⒊跄w迅速攤薄至模具中，模具的厚度為3cm；

步驟三、凍干：轉入真空冷凍干燥倉內凍干后呈灰白色蜂窩狀薄脆塊，凍干工藝為：

a、升華速凍期：干燥倉抽真空至180Pa以內，保持2h；

b、升溫期：15分鐘內板溫升溫至100℃，保持真空至180Pa以內；

c、升華高峰期：板溫100℃保持1.5h，真空保持110±5Pa；

d、中溫期：板溫降至80℃保持2h，真空保持60～80Pa；

e、解析干燥期：板溫降至60℃保持2h，真空保持40～60Pa；

f、恒溫期：板溫降至55℃、物料溫度50±1℃，真空保持40～50Pa，板溫和物料溫度呈兩條水平平行線保持55min后破真空出倉。

步驟四、粉碎：將薄脆塊進行粉碎呈微粉料，粒度為聚苯乙烯微膠囊的大??；

步驟五、真空包裝；

本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料，在制備混凝土塊的應用，應用步驟如下：

A.水泥漿的制備：粉碎后微粉料、砂、天然卵石子、石墨和水計量后混合攪拌，攪拌速度為800～1500rpm，攪拌5～10min，本實施例中可以為攪拌速度1000rpm，攪拌10min，形成二次初凝體；

B.澆筑：將A步驟制得的導熱和儲熱功能的混凝土漿注入模具中，20～30℃下養(yǎng)護10～20天，本實施例中可以為20℃下養(yǎng)護20天，硬化得到導熱和儲熱功能的混凝土塊。

經(jīng)測算，火山灰質硅酸鹽水泥的終凝期為4至6小時，本實施例的一種短終凝期的導熱和儲熱混凝土材料縮短周期至少100%；制得的本實施例的導熱和儲熱功能的混凝土塊導熱系數(shù)在0.20W/(m·k)，其抗壓強度達到了31MPa，體積儲熱密度為55MJ/m3，具有良好的導熱效果和明顯的儲熱效果，抗壓強度也符合相關要求。

以上示意性地對本發(fā)明創(chuàng)造及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本專利的保護范圍。