復(fù)合相變儲熱材料的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、建筑能耗約占總能耗的33％，建筑材料的綠色化及節(jié)能化具有重大意義。相變儲熱材料是一種新型儲熱、節(jié)能材料，在建筑領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以石蠟作為相變材料，以硅酸鈉為硅源，制備了石蠟/SiO2微膠囊相變儲熱材料，研究了石蠟/SiO2微膠囊的加入對泡沫水泥和石膏的性能影響，分析了相變儲熱泡沫水泥和相變儲熱石膏板對環(huán)境溫度被動(dòng)的減緩作用。
　　在水介質(zhì)中，以石蠟作為相變材料，以硅酸鈉水解生成的 SiO2為壁材，制備了石蠟/SiO2

2、微膠囊相變儲熱材料。采用SEM、FTIR、DSC、TG、t-T曲線、儲放熱性能測試裝置對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和性能測試。結(jié)果表明，石蠟/SiO2微膠囊相變材料的熔融溫度為60.9℃，凝固溫度為57.0℃，對應(yīng)的相變潛熱分別為86.534 J/g和86.757 J/g，石蠟的包覆量為64.26%。循環(huán)前后石蠟/SiO2微膠囊相變儲熱材料的熔融潛熱和凝固潛熱僅改變了0.299 J/g和0.991 J/g，變化率為0.345%和1.14%，具有良

3、好的穩(wěn)定性。
　　采用物理和化學(xué)發(fā)泡相結(jié)合的方法制備了泡沫水泥，研究了制備工藝對泡沫水泥干密度的影響，測試了最優(yōu)條件下泡沫水泥的干密度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)以及吸水性等性能。實(shí)驗(yàn)表明，泡沫水泥的最佳制備條件為激發(fā)劑FeCl3含量為0.2%、FeCl3與H2O2比值為12%、發(fā)泡劑含量為2.5%以及水灰比為0.5，該條件下泡沫水泥的干密度為0.564 g/cm3，抗壓強(qiáng)度1.11 Mpa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.1481 W/(m·K)，吸水率

4、為34.81%，符合泡沫混凝土國標(biāo) JG/T266-2011，泡沫水泥比普通水泥對溫度波動(dòng)的延時(shí)率增加48.6%。
　　在此基礎(chǔ)上，將制備的石蠟/SiO2微膠囊相變材料加入到泡沫水泥中，制備出相變儲熱泡沫水泥，研究不同相變材料添加量對相變儲熱泡沫水泥性能的影響。結(jié)果表明，微膠囊相變材料的加入會降低相變儲熱泡沫水泥的干密度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)以及吸水率。當(dāng)相變材料添加量為40 wt%時(shí)，相變儲熱泡沫水泥的干密度最低為0.472 g/

5、cm3、抗壓強(qiáng)度為0.72 Mpa、導(dǎo)熱系數(shù)為0.1191 W/(m·K)、吸水率為10.90%，符合泡沫混凝土國標(biāo) JG/T266-2011。微膠囊相變材料的加入使得相變儲熱泡沫水泥對環(huán)境溫度波動(dòng)的延時(shí)率比泡沫水泥增加60.3%。
　　采用共混法制備了相變儲熱石膏板，研究了不同相變材料添加量對相變儲熱石膏板干密度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)以及吸水率的影響。當(dāng)微膠囊相變材料添加量為20 wt%時(shí)，相變儲熱石膏板的干密度為0.735 g/