相变控温混凝土复合方法研究

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1、2011年第10期(总第264期)混凝土理论研究Number10in201l(Tota1No．264)ConcreteTHE0RETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2011．10．014相变控温混凝土复合方法研究史巍，侯景鹏(东北电力大学建筑工程学院，吉林吉林132012)摘要：混凝土结构温度裂缝，尤其是大体积混凝土工程中的温度裂缝，缺乏有效控制措施。提出了相变控温储能材料机敏控制混凝土结构温度裂缝新的技术途径。介绍了大体积混凝土相变控温材料的特点、选

2、用原则，针对固液相变材料发生渗漏问题，提出一种简单、经济有效的封装方法。关键词：温度裂缝；相变控温；封装方法；机敏中图分类号：TU528．59文献标志码：A文章编号：1002—3550(2011)10—0041—02CompositemethodontemperaturecontrolconcretewithPCMSHIWei，HOUJing-peng(SchoolofCivilEngineering，InstituteNortheastDianliUniversity，Jilin132012，Ch

3、ina)Abstract：Temperaturecracksinconcrete，especiallyinmassconcrete，lackeficientmethods．AnewmethodisproposedtocontroltemperaturecrackssmartlyinconcreteusingPCM(phasechangemateria1)．IntroducescharacteristicsofPCMinconcreteandtheselectionprinciples．Itpropo

4、s—esasimpleandeficientencapsulatingmethodtopreventtheleakageofsolid—liquidPCM．Keywords：temperaturecrack；phase-changetemperaturecontrol；encapsulationmethod；smart相变潜热，相当于1kg0℃的水升高80℃时吸收热量。0引言本课题拟研制具有智能调节温度功能的机敏相变复合材料，混凝土结构温度裂缝是土木工程质量问题顽症之一，裂缝在混凝土浇筑过程中将其掺

5、人使之与混凝土结构一体化，利用不仅影响美观，而且严重影响构筑物的使用寿命和安全l生，大体相变材料在特定温度范围的热效应控制混凝土内部温度场，达积混凝土温度裂缝尤为突出。温度裂缝是由于混凝土水化硬化到机敏控制温度应力防止温度裂缝目的。初期[1]，水泥水化释放大量热量，由于混凝土是热的不良导体，在混凝土中掺入相变储能材料后，混凝土水化初期，水化大体积混凝土内部温度可高达6O～80℃，混凝土内外之间形成放热量大和放热速度快，机敏相变材料发生固一液相变，吸收较大温差，产生拉应力，导致混凝土开裂。如大型建筑的

6、基础、水化热，控制混凝土绝对温升。混凝土温度下降过程中，机敏相桥梁、大坝、建筑物的墙板、楼板等均存在不同程度的温度裂缝。变材料发生液一固相变，释放存储于其中的热量，减小混凝土在混凝土结构使用期间，由于环境温度变化使混凝土内外或不的降温速度。根据大体积混凝土温度场内部不同温度范围的不同区域形成的温差，也会导致温度裂缝的形成[2-3】，如：商品住宅同需求，适时启动温控机制，智能控制混凝土内部温度变化、减中普遍存在的混凝土楼板裂缝现象。小混凝土内部温度梯度。1相变控温储能是机敏控制混凝土结构温度2机敏相变

7、控温复合材料的配制裂缝新的技术途径结构混凝土内部温度场随环境温度和混凝土水化热变化2．1遴选相变材料而变化，其温度应力变化具有随机性和方向交替变化的特点，采相变材料的种类很多、形式多样。理想的相变储能材料应具用构造配筋措施抗裂难以奏效。因此，控制温度的机制需与混凝有以下特点：相变温度合适、相变潜热高、相变可逆性好、相变土结构有机一体化，才可能同步感应内部温度变化，实时随机时体积变化小、廉价易得、组成稳定、安全无毒、无腐蚀性。应变启动控制温度机制，防止温度裂缝的形成。用于混凝土温度控制的相变材料，在相

8、变温度的选择上，应相变材料PCM(phasechangemateria1)利用物质相变过程考虑控制混凝土内外温差在合理范围内。相变材料的相转变温产生的相变热进行热量的存储和交换]。单位物质相变过程中度应在大体积混凝土温度变化范围之内，但是需注意相变温度吸收或释放的能量，称为相变潜热，相变过程是一个等温或近不能太高也不能太低。相变温度过低，尤其是夏季，将会导致拌似等温过程。与显热储能材料相比，相变储能材料蓄热密度高，和、运输过程中发生相转变，即水合盐融化，造成不必要的损