技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，特別是涉及一種相變儲(chǔ)熱調(diào)溫泡沫混凝土，具有良好的保溫、相變儲(chǔ)熱、無機(jī)防火等性能，屬于新型建材領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國家大力推廣綠色建筑，而以泡沫混凝土為代表的無機(jī)輕質(zhì)保溫材料因其輕質(zhì)、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，引起了廣泛的關(guān)注。泡沫混凝土分為物理發(fā)泡泡沫混凝土和化學(xué)發(fā)泡泡沫混凝土。其中，化學(xué)發(fā)泡泡沫混凝土因其工藝簡單、質(zhì)量穩(wěn)定，因而應(yīng)用范圍廣泛。但在實(shí)際應(yīng)用中，泡沫混凝土因?yàn)樗嗨療岬挠绊懀３霈F(xiàn)發(fā)泡孔隙不均勻等問題；同時(shí)由于強(qiáng)度較低，嚴(yán)重影響建筑保溫板的質(zhì)量。中國專利201510308658.3中公開了一種在發(fā)泡水泥中增加相變材料的方法，解決了發(fā)泡溫度不均勻的問題，但沒有解決發(fā)泡保溫材料強(qiáng)度問題；中國專利201510029074.2中公開了一種通過在輕骨料中負(fù)載相變材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)增強(qiáng)和溫度調(diào)節(jié)的方法，但是這種結(jié)構(gòu)輕骨料在泡沫混凝土中會(huì)出現(xiàn)上浮導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力和相變材料分布不均一的問題，起不到相變儲(chǔ)熱調(diào)溫的功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種相變儲(chǔ)熱調(diào)溫泡沫混凝土，具有較強(qiáng)蓄熱能力和調(diào)溫功能。
一種相變儲(chǔ)熱調(diào)溫泡沫混凝土，由下述原料按重量百分比配置而成：40-80%的水泥、5-30%的礦物摻和料、5-20%的骨料、3-20%的相變?cè)鰪?qiáng)材料、0.1-0.5%的早強(qiáng)劑、0.1-0.5%的減水劑、0.1-2%的增稠劑、0.1-3%的穩(wěn)泡劑、1-10%的化學(xué)發(fā)泡劑、5-35%的水。
所述的水泥為普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或兩者的混合物；所述的礦物摻和料為粉煤灰、礦渣微粉、偏高嶺土、石粉中的一種或多種混合物。
所述的骨料為普通骨料和輕骨料按1：0.5-3重量比級(jí)配而成；所述的普通骨料為砂、礦渣碎石、膨脹礦渣、石煤渣中的一種或多種混合物；所述的輕骨料為膨脹頁巖、陶粒、膨脹珍珠巖、聚苯顆粒中的一種或多種混合物。
所述的早強(qiáng)劑為鋰鹽、氯化物系早強(qiáng)劑、硫酸鹽系早強(qiáng)劑、有機(jī)物系早強(qiáng)劑中的一種或多種混合物；所述的減水劑為聚羧酸系減水劑、萘系減水劑、木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、水溶性樹脂磺酸鹽類中的一種。
所述的增稠劑為水溶性樹脂類增稠劑、聚合物電解質(zhì)類增稠劑中的一種。
所述的穩(wěn)泡劑為硬脂酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、纖維素醚、聚丙烯酰胺中的一種或多種混合物；所述的化學(xué)發(fā)泡劑為雙氧水，濃度為10%-50%；所述的水為溫水，水溫為30-50℃。
所述的相變?cè)鰪?qiáng)材料采用中空材料的空腔填充相變材料，空腔兩頭由石蠟或樹脂封裝制得。所述的中空材料為纖維或纖維增強(qiáng)塑料中空編織物、中空纖維管或中空纖維增強(qiáng)塑料管。所述的相變材料為無機(jī)相變儲(chǔ)熱材料、有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料、復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料和金屬相變儲(chǔ)熱材料；具體包括石蠟、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸醋酸鈉類、磷酸鹽類、氯化鈣類、硫酸鈉類、癸酸和月桂酸低共熔混合物、微膠囊型復(fù)合相變材料、鋁基、鎳基復(fù)合儲(chǔ)能材料等。
本發(fā)明還公開了一種相變儲(chǔ)熱調(diào)溫泡沫混凝土的制備方法，包括：
（1）將水泥、礦物摻和料、骨料、早強(qiáng)劑、減水劑、增稠劑、穩(wěn)泡劑按比例稱量，混合后攪拌均勻；
（2）加入重量比的水制備成化學(xué)發(fā)泡混凝土料漿，再加入相變?cè)鰪?qiáng)材料攪拌5-20s；
（3）加入化學(xué)發(fā)泡劑攪拌5-10s后倒入模具，制得相變儲(chǔ)能調(diào)溫泡沫混凝土。
本發(fā)明的有益效果在于：
1、骨料增強(qiáng)泡沫混凝土，可以有效改善泡沫混凝土的力學(xué)性能：輕質(zhì)骨料有利于減輕泡沫混凝土的容重，而普通骨料則有利于增強(qiáng)泡沫混凝土力學(xué)性能。
2、通過摻入增稠劑，可以改善泡沫混凝土料漿的稠度，解決輕骨料上浮導(dǎo)致力學(xué)性能不均勻的問題，并與兩種骨料級(jí)配作用相結(jié)合進(jìn)一步增強(qiáng)泡沫混凝土力學(xué)性能。同時(shí)通過調(diào)節(jié)增稠劑的數(shù)量和種類來協(xié)調(diào)相變材料的數(shù)量和種類之間的關(guān)系，制備出相變材料分布均勻的泡沫混凝土。
3、泡沫混凝土中摻入相變材料后，可以有效降低建筑的熱量散失，改善泡沫混凝土的蓄熱能力，提高建筑物的熱惰性。
4、采用中空材料的空腔填充填充相變材料，兩頭由石蠟或樹脂封裝制得相變?cè)鰪?qiáng)材料；一方面解決相變材料分布不均勻的問題，另一方面也提升了中空材料的保溫性能；同時(shí)，用石蠟或樹脂封裝，避免相變材料漏出。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
在本發(fā)明中，所述制備相變?cè)鰪?qiáng)材料的相變材料為無機(jī)相變儲(chǔ)熱材料、有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料、復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料和金屬相變儲(chǔ)熱材料。具體包括石蠟、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸醋酸鈉類、磷酸鹽類、氯化鈣類、硫酸鈉類、癸酸和月桂酸低共熔混合物、微膠囊型復(fù)合相變材料、鋁基、鎳基復(fù)合儲(chǔ)能材料等。
實(shí)施案例1
（1）將40%普通硅酸鹽水泥水泥、30%粉煤灰、1.25%砂、3.75%膨脹頁巖、0.5%鋰鹽、0.5%聚羧酸系減水劑、2%水溶性樹脂類增稠劑、1%硬脂酸鈣按比例稱量，混合后攪拌均勻；
（2）加入15%的30℃溫水制備成化學(xué)發(fā)泡混凝土料漿，再加入5%相變?cè)鰪?qiáng)材料攪拌5s；
（3）加入1%的雙氧水（濃度40%）攪拌5s后倒入模具，制得相變儲(chǔ)能調(diào)溫泡沫混凝土；
上述步驟（2）中的相變?cè)鰪?qiáng)材料采用纖維中空編織物空腔填充無機(jī)相變儲(chǔ)熱材料，空腔兩頭由石蠟封裝制得。
實(shí)施案例2
（1）將80%硫鋁酸鹽水泥、5%礦渣微粉、3.3%礦渣碎石、1.7%陶粒、0.1%氯化物系早強(qiáng)劑、0.1%萘系減水劑、0.7%聚合物電解質(zhì)類增稠劑、0.1%十二烷基苯磺酸鈉按比例稱量，混合后攪拌均勻；
（2）加入5%的50℃溫水制備成化學(xué)發(fā)泡混凝土料漿，再加入3%相變?cè)鰪?qiáng)材料攪拌20s；
（3）加入1%的雙氧水（濃度50%）攪拌10s后倒入模具，制得相變儲(chǔ)能調(diào)溫泡沫混凝土；
上述步驟（2）中的相變?cè)鰪?qiáng)材料采用纖維增強(qiáng)塑料中空編織物空腔填充有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料，空腔兩頭由樹脂封裝制得。
實(shí)施案例3
（1）將20%普通硅酸鹽水泥、20%硫鋁酸鹽水泥、5%偏高嶺土、10%膨脹礦渣、10%膨脹珍珠巖、0.5%硫酸鹽系早強(qiáng)劑、0.4%木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑、0.1%聚合物電解質(zhì)類增稠劑、3%十二烷基硫酸鈉按比例稱量，混合后攪拌均勻；
（2）加入10%的40℃溫水制備成化學(xué)發(fā)泡混凝土料漿，再加入11%相變?cè)鰪?qiáng)材料攪拌10s；
（3）加入10%的雙氧水（濃度10%）攪拌6s后倒入模具，制得相變儲(chǔ)能調(diào)溫泡沫混凝土；
上述步驟（2）中的相變?cè)鰪?qiáng)材料采用中空纖維管空腔填充填充復(fù)合相變儲(chǔ)熱材料，空腔兩頭由樹脂封裝制得。
實(shí)施案例4
（1）將45%普通硅酸鹽水泥、4%粉煤灰、4%石粉、2%礦渣碎石、2%石煤渣、2%陶粒、6%聚苯顆粒、0.5%有機(jī)物系早強(qiáng)劑、0.5%水溶性樹脂磺酸鹽類減水劑、1%水溶性樹脂類增稠劑、1%纖維素醚、1%聚丙烯酰胺按比例稱量，混合后攪拌均勻；
（2）加入6%的35℃溫水制備成化學(xué)發(fā)泡混凝土料漿，再加入20%相變?cè)鰪?qiáng)材料攪拌15s；
（3）加入5%的雙氧水（濃度20%）攪拌8s后倒入模具，制得相變儲(chǔ)能調(diào)溫泡沫混凝土；
上述步驟（2）中的相變?cè)鰪?qiáng)材料采用中空纖維增強(qiáng)塑料管空腔填充金屬相變儲(chǔ)熱材料，空腔兩頭由石蠟封裝制得。
實(shí)施案例5
（1）將42%普通硅酸鹽水泥、6%石粉、2%石煤渣、4%聚苯顆粒、0.1%鋰鹽、0.2%有機(jī)物系早強(qiáng)劑、0.2%水溶性樹脂磺酸鹽類減水劑、0.2%水溶性樹脂類增稠劑、0.3%纖維素醚按比例稱量，混合后攪拌均勻；
（2）加入35%的45℃溫水制備成化學(xué)發(fā)泡混凝土料漿，再加入6%相變?cè)鰪?qiáng)材料攪拌20s；
（3）加入4%的雙氧水（濃度40%）攪拌8s后倒入模具，制得相變儲(chǔ)能調(diào)溫泡沫混凝土；
上述步驟（2）中的相變?cè)鰪?qiáng)材料采用纖維中空編織物空腔填充填充無機(jī)相變儲(chǔ)熱材料，空腔兩頭由樹脂封裝制得。
經(jīng)測(cè)試：上述實(shí)施例制得的相變儲(chǔ)能調(diào)溫泡沫混凝土的表觀密度為200-1000kg/m3，抗壓強(qiáng)度為0.2-4.5MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.04-0.40W/(m·K)，相變潛熱為2500-9500KJ/m3。采用本發(fā)明的混凝土制備的改性發(fā)泡硅酸鹽水泥保溫板的密度為279 kg/m3，抗壓強(qiáng)度為0.51 MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.068 W/(m·K)，質(zhì)量吸水率為48%。