一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板的制作方法

本实用新型属于建筑工程施工技术领域，具体是一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板。

背景技术：

近年来，作为新农村建设的秸秆节能墙体以其显著的技术经济效益在部分地区得到了应用，采用玉米秸秆生产秸秆轻体板、轻型墙隔板、蜂窝芯复合轻质板等。这些材料成本低、重量轻、美观大方且生产过程中无污染，在建材领域内很有发展景。在国外，把秸秆与建筑结合的形式主要是秸秆建筑，即利用秸秆压制成砖，然后进行砌筑。在资源短缺的今天，利用玉米秸秆这一庞大可再生资源，制作玉米秸秆新型混凝土这一课题必将得到重视。在建筑中使用相变材料，不仅可以降低传热系数，还可增加材料的热惰性，使相变储能建筑材料在发生相变时能够吸收或者释放一定的能量，从而使室外的热量向室内传递时产生时间延迟和衰减，显著提高室内环境的热舒适性。相变材料和其他传统建筑材料同时使用，兼备普通建材和相变材料两者的优点，不仅可以降低建筑能耗，改善室内环境，还可以降低空调系统的投资成本和维修作业费用，开辟了暖通空调技术发展的新空间。在玉米秸秆混凝土研究基础上，与相变材料结合制备相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板，对玉米秸秆混凝土的研究提出了新的要求。通过一定的配合比及添加功能材料，使相变储能玉米秸秆混凝土达到高储能，细部处理更加到位，施工工艺更加规范，促使相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板在新农村建设中得到推广和应用。

技术实现要素：

本项目的特色主要基于目前农业废弃的大量玉米秸秆资源，利用前期对玉米秸秆混凝土的研究成果，完善相变储能玉米秸秆混凝土的性能，制备相变储能组合窗台板，进行储能效果试验并推广应用。采用玉米秸秆多孔基体作为相变材料的储能载体，选定有机石蜡作为相变原材料，对石蜡基相变材料进行复合，并对玉米秸秆颗粒进行封装。相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板单体块为楔形，组合窗台板为锯齿形，能有效接收和储存太阳光照产生的能量。相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板包括下部基层，秸秆储能保温层，相变储能层，压型钢板面层等。项目的研究为相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板推广应用奠定了基础。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案，分为以下步骤进行：

1、相变材料的选取

对不同种类相变材料的热物性参数进行比较和分析，选定有机石蜡作为相变原材料，对石蜡基相变材料进行复合，对其进行相变温度的测试，并结合适用的环境温度(20～30)℃，最终采用石蜡为本发明的单一相变材料。采用真空吸附的方法，玉米秸秆可吸附石蜡20％以上。

2、秸秆材料选用

①玉米秸秆选用。选择成熟、干燥的玉米秸秆，除去叶子及雄蕊等部位；玉米秸秆需粉碎，粉碎粒径的大小可根据混凝土性能要求选用。

②选择适当的混合材料。可增加部分炉渣及钢渣粉，用以调节混凝土的容重和强度；选用粉煤灰替代部分水泥，以降低其造价。

③计算配合比。理论计算按照普通混凝土计算方法，根据玉米秸秆的粒径及墙体承载力的要求，选择适当的配合比。

3、秸秆颗粒封装

玉米秸秆颗粒的封装选用环氧树脂和三乙烯四胺。封装后的玉米秸秆定形相变材料，能够有效阻止玉米秸秆中相变材料在热循环中的渗漏问题。封装定形后的玉米秸秆相变混凝土相变温度范围为25～29℃，经热循环后抗压强度损失率约20％。

玉米秸秆多孔材料作为载体介质，通过比较相变材料的吸附方式和不同封装技术，确定合适的吸附、封装方法，制备定形相变材料。将封装定形好的复合相变材料制备成相变玉米秸秆混凝土，确定复合相变材料的最佳掺入量。石蜡相变材料性质比较稳定，应用到建筑材料中时，不会对建筑材料基体造成腐蚀，而且相变过程中不会出现过冷与相分离现象。除此之外，石蜡相变建筑材料还具有较长的使用寿命，经过多次热循环后，不会从混凝土中渗漏出来。因此，该相变混凝土经过热循环具有较好的耐久性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案，其技术关键点施工工艺设计如下：

(1)根据施工图纸开间设计，确定的窗台板宽度和长度；

(2)进行秸秆相变储能混凝土施工配合比设计；

(3)制作相变储能玉米秸秆混凝土窗台板单体块；

(4)根据窗台板宽度确定单体块的列数，根据单体一般2～3列为宜；

(5)根据窗口长度，确定单体块的个数及单体长度方向的尺寸；

(6)根据储能及保温要求，选择施工秸秆混凝土层，一般厚度取50mm；

(7)采用1∶2.5水泥砂浆，粘贴相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板单体块；

(8)在相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板上部涂刷环氧树脂系胶结剂，粘贴整体压型钢板面层。

本实用新型有益的效果是，相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板消耗大量废弃玉米秸秆资源，利用玉米秸秆轻骨料特性，同时利用钢渣粉、炉渣、粉煤灰等添加材料改善性能，在建筑节能领域的应用为新型建筑材料的发展提供了新的途径和发展方向。与传统建筑材料的被动式节能方式相比，相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板具有对室内温度调节效果好、储能性高的优点。总之，其研究的意义就是通过该项技术的研究，实现相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板的可行性，为其工程设计和应用提供了可靠的技术支撑，同时也创造了社会和经济双重效益。通过该项目的研究，可以从根本上改变现阶段寒区新农村建设中存在的诸多问题，包括焚烧秸秆造成的环境污染问题以及住宅建设成本等，对寒区农村居民的生活质量提升以及生存状态的改变等一系列问题具有十分重要的意义。通过应用该项技术，达到节能的要求，有效减少环境污染，降低工程造价，为建设具有北方特色的寒区新农村居住区具有十分重要意义。

附图说明

图1为一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板单体块剖面图；图2为一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板单列组合图

1.单体块前端凸头，2.单体块上部斜面，3.玉米秸秆颗粒，4.单体块下部底面，5.单体块后端凹槽，6.压型钢板面层，7.单体标准块，8.单体边块，9.窗台墙基体，10.秸秆储能保温层。

一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板，所述窗台板由窗台板单体块排列组成；所述窗台板单体块分为单体标准块(7)和单体边块(8)，所述单体标准块(7)及单体边块(8)形状为楔形，所述窗台板组合形状为锯齿形。

所述单体标准块(7)包括单体块前端凸头(1)，单体块上部斜面(2)，单体块下部底面(4)，单体块后端凹槽(5)；所述单体标准块(7)内部混凝土中含有相变储能玉米秸秆颗粒(3)；所述单体边块(8)包括单体块前端凸头(1)，单体块上部斜面(2)，单体块下部底面(4)；所述单体边块(8)内部混凝土中含有相变储能玉米秸秆颗粒(3)。

一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板，其步骤如下：

A.根据窗台板宽度，选择单体标准块(7)的长度及块数、窗台板单体边块(8)的长度，确定窗台板单体块单列的长度；

B.根据窗台板长度，确定单体标准块(7)的宽度及单体标准块(7)的列数，窗台板单体边块(8)的宽度及列数与单体标准块(7)相同；

C.窗台板单体标准块(7)及窗台板单体边块(8)上的单体块上部斜面(2)坡度为15°；

D.根据混凝土配合比设计计算结果，制作相变储能玉米秸秆混凝土窗台板单体标准块(7)及窗台板单体边块(8)；

E.根据储能及保温要求，在窗台墙基体(9)上部浇筑秸秆混凝土层，作为秸秆储能保温层(10)，厚度为50mm；

F.采用1∶2.5水泥砂浆，厚度为25mm，粘贴第一排窗台板单体标准块(7)，窗台板单体标准块(7)的单体块前端凸头(1)与窗内框间距5mm；

G.按列依次粘贴第二排窗台板单体标准块(7)，第二排窗台板单体标准块(7)单体块前端凸头(1)与第一排窗台板单体标准块(7)的单体块后端凹槽(5)连接严密；

H.按列粘贴窗台板单体边块(8)，窗台板单体边块(8)的单体块前端凸头(1)与第二排窗台板单体标准块(7)的单体块后端凹槽(5)连接严密；

I.在相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板上部涂刷环氧树脂系胶结剂，粘贴整体压型钢板面层(6)。

具体实施方式

下面从一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板的组成及施工工艺的实施例进一步说明：

实施例1：以窗口宽度及高度为2400mm×1500mm飘窗为例，窗台板宽度为600mm，组合窗台板的尺寸为2400mm×600mm。

一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板，所述窗台板由窗台板单体块排列组成；所述窗台板单体块分为单体标准块(7)和单体边块(8)，所述单体标准块(7)及单体边块(8)形状为楔形，所述窗台板组合形状为锯齿形。

所述单体标准块(7)包括单体块前端凸头(1)，单体块上部斜面(2)，单体块下部底面(4)，单体块后端凹槽(5)；所述单体标准块(7)内部混凝土中含有相变储能玉米秸秆颗粒(3)；所述单体边块(8)包括单体块前端凸头(1)，单体块上部斜面(2)，单体块下部底面(4)；所述单体边块(8)内部混凝土中含有相变储能玉米秸秆颗粒(3)。

所述单体标准块(7)的单体块下部底面(4)前后长度为195mm，宽度为235mm；窗台板单体边块(8)的单体块下部底面(4)前后长度为195mm，宽度为235mm；所述组合窗台板单列单体块包括二排单体标准块(7)和一排窗台板单体边块(8)，单体块加5mm灰缝组成的组合窗台板的宽度为600mm；组合窗台板加5mm灰缝单列宽度为240mm，窗口2400mm总计十列；单体标准块(7)的单体块前端凸头(1)高度为60mm，单体块前端凸头(1)伸出长度为30mm；单体标准块(7)的后部高度为120mm；单体标准块(7)的单体块后端凹槽(5)缩进高度为65mm，缩进长度为35mm。窗台板单体边块(8)的单体块前端凸头(1)高度为60mm，单体块前端凸头(1)伸出长度为30mm；窗台板单体边块(8)的后部高度为120mm。

实施例2：一种相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板，其具体步骤如下：

A.根据窗台板宽度为600mm，选择单列单体标准块(7)的长度为195mm，单列单体标准块(7)块数为二块，窗台板单体边块(8)的长度为195mm，窗台板单体块单列的长度为单体块加灰缝计600mm；

B.根据窗台板长度为2400mm，选择单体标准块(7)的宽度为235mm，单体标准块(7)的列数为十列，窗台板单体边块(8)的宽度为235mm，窗台板单体边块(8)的列数为十列，窗台板单体块十列的宽度加灰缝累计为2400mm；

C.窗台板单体标准块(7)及窗台板单体边块(8)上的单体块上部斜面(2)坡度为15°，坡面朝向为室外；

D.根据混凝土配合比设计计算结果，按照设计尺寸制作相变储能玉米秸秆混凝土窗台板单体标准块(7)及窗台板单体边块(8)，养护28天待用；

E.根据储能及保温要求，在窗台墙基体(9)上部浇筑相变储能秸秆混凝土层，作为秸秆储能保温层(10)，厚度为50mm；

F.采用1∶2.5水泥砂浆，厚度为25mm，粘贴第一排窗台板单体标准块(7)，窗台板单体标准块(7)的单体块前端凸头(1)与窗内框间距5mm；

G.按列依次粘贴第二排窗台板单体标准块(7)，第二排窗台板单体标准块(7)单体块前端凸头(1)与第一排窗台板单体标准块(7)的单体块后端凹槽(5)连接严密；

H.按列粘贴窗台板单体边块(8)，窗台板单体边块(8)的单体块前端凸头(1)与第二排窗台板单体标准块(7)的单体块后端凹槽(5)连接严密；

I.在相变储能玉米秸秆混凝土组合窗台板上部涂刷环氧树脂系胶结剂，粘贴整体压型钢板面层(6)。

尽管上文已经对本发明进行了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明的原理进行的修改，都应理解为落入本发明的保护范围。