复合相变储能材料在大体积混凝土中的控温性能研究.pdf

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1、至Q!鱼生篁丝塑【望篁!塑塑1婆酉建堑——————————————————：』墼堕复合相变储能材料在大体积混凝土中的控■张振雷一辽宁铁道职业技术学院。辽宁锦州121000摘要：普通的混凝土在施工中经常出现温度裂缝和抗压强度有限的问题。为克服这一问题需要对相变材料的性能进行相应的研究。因此，本文通过在实验室内对相变材料的进行技术复合。通过对大体积的相变混凝土的内部温度场的模拟再现，自行设置一套个性化和匹配度更高的温度测试系统对其进行设计和控制，最后通过实测数据和实验情况，来展开研究、分析和对比。最终的实验结果展现出

2、来的相变材料较于普通混凝土在控制和降低内部温升速度，降低温度变化的振幅上作用非常之大，值得推广使用。关键词：混凝土性能研究相变材料混凝土的属性是热的不良导体，在发生温度急剧变化时，热胀冷缩时，这一特点尤为明显。混凝土会因为水泥的水化热致使它的温度急速提高。因为混凝土自身的散热速度非常快，其内外的温度差异将会加大，这种情况致使混凝土的里外膨胀和缩小的程度不一样。如此，就会在混凝土上形成了一个拉应力，当拉应力过大的时候，就会因为这个拉应力大于混凝土的承受强度最大值时，裂缝就会形成了，因为这种原因形成的裂缝我们称之为温

3、度裂缝。现在在各大基建的作业中，大体积混凝土非常常见。但是，裂缝也会因为大体积的原因，更加的容易埋下隐患。所以说，这是一个非常值得解决的问题。对混凝土出现温度裂缝的情况进行预防处理主要有以下方式：(1)使用低热的水泥且以冰水作为搅拌水的一部分来进行混凝土水化温度的控制；(2)对于那些大型的混凝土结构例如大型桥墩、大型的大坝等等，在进行混凝土作业的时候，可以在施工时采用预埋冷却水管的方式来进行混凝土水化温度的控制。1相变材料控制大体积混凝土温度裂缝的机理近几年来在国内外的能源利用十分广泛的相变材料即相变储能材料的储

4、能释放热量的过程。在PCM的高温大于相变点时候，拥有存储热量的功能；而当温度下降且小于相变点的温度上，就可以用来释放温度降低温度了。相变材料的这一个特点是其工作原理。试验和实践中利用这种特性，通过对混凝土材料的使用，降低相变材料与周围能源的不对等性，降低发生温度裂缝的概率。为了保证混凝土的温度平衡需要把相关的外加剂添加进混凝土中，在此前提下，对混凝土的温度进行有效地控制，并且控制温度裂缝。上述方法可以有效控制减少混凝土在早期发生温度裂缝的情况。2实验设计2．1相变材料的选择和取代方法为检测和验证相变材料是否对混凝

5、土的温度裂缝问题能够发挥较大的作用，准备的实验材料：普通的硅酸盐水泥，粉煤灰，砂石和相变材料；准备置人混凝土中的相变材料有石墨、硬脂酸、硫代硫酸钠、月桂酸、硅酸、十八烷微胶囊以及石蜡等。我们将要测试的是单类型的相变材料下的性质以及多种材料的相变类型。这种掺入的方法是将要加入混凝土的砂石用相变材料替换即体积代砂法。他们的比例设置为Mc(水泥)：Mw(水)：Ms(砂子)：Mg(石子)=1．71：1：4．05：6．07，相变材料置人混凝土中质量的比例为2％。2．2实验方法设计(1)测温试件尺寸设计。因条件受限，使用15

6、0mm×150mmx150ram的试件来模拟实验。(2)测温方法的设计。使用自己的设计的测温系统，用来测试研究混凝土与相变材料的温度变化。混凝土中被放人了温度传感器，用来记录测试混凝土内部的温度。在测试的时候，混凝土的中心放人了测试点。用养护箱来模拟大体积的混泥土测试对相变材料的影响。(3)抗压强度测试。采用规格为150mm×150mm×150ram的混凝土立方体进行实验。试件成型养护7d，进而测试混凝土抗压强度。根据实测数据进行分析对比。温性能研究3复合相变材料的制备方法在相变材料作用时，会伴随着时间变化产生一

7、定量的液体，因此在实际中就可以进行封装。参照其他研究文献，在众多封装的方法中，首选是微胶囊形式。所谓的微胶囊就是通过微胶囊的囊心与外界的分离方式，使其稳定性和持久性得到提升。本研究中，采用的是有机相变微胶囊材料，再进行测温系统的实验测试得出相关数据。3．1石蜡微胶囊合成方法烧杯中把277．29的尿素和2569的甲醛混合。待尿素在烧杯中溶解，再放入占烧杯中物质的百分之三十的三乙醇胺，经过搅拌后得到了甲醛预聚体，然后把蒸馏水和2889的石蜡全部植入甲醛预聚体中，再以1800转每分钟的速度搅拌三十分钟，待温度降到60摄

8、氏度附近的时候，转速降到800转每分钟，然后放入1％的稀硫酸。温度升至七十摄氏度的时候，加入蒸馏水，然后固化两个小时，再将上层的液体到出，再将上述的步骤重复两道三次，再干燥处理后得到所需要的石蜡胶囊样品。3．2无机一有机新型相变微胶囊制备方法把滑石粉进行烘干处理，后把225克的十八十八烷酸进行加热处理，在溶解之后放入烘干的滑石粉，进行十五分钟的搅拌，待冷却后取出磨粉，将磨