一种相变储能骨料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用建筑废弃蒸压加气混凝土为核芯支撑材料的制备相变储能骨料的方法，得到的相变储能骨料，用于配制砂浆、混凝土，以及生产各种建筑砌块或板材等。。
【背景技术】
[0002]相变储能材料是一种热功能材料，能够将能量以相变潜能的形式储存于其中，实现能量在不同时段间的转换。近年来，矿物能源枯竭和环境污染等问题越来越突出，提高能源使用效率和开发可再生能源成为人类面临的重要课题。利用相变材料(Phase ChangeMaterials (PCMs))的相变潜热实现能量的储存和利用，有助于提高能效和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研宄方向。与显热储能材料相比，相变储能复合材料具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点，在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众多领域具有广阔的前景。
[0003]尤其是在建筑领域，采用相变储能复合材料，在显著提高建筑物的蓄热能力的同时，有利于减轻和减薄建筑结构，具有诱人的应用价值。一些理论分析和模拟研宄表明:采用具有储能功能的地板或天花板，通过夜间蓄冷(热)，在提高建筑物室内热舒适度的前提下，可大幅降低建筑能耗和暖通空调的运行费用及其对社会电力的负荷。众所周知，我国电力能源比较缺乏，尤其在一些经济比较发达的地区，在夏季往往出现电力能源供不应求的局面。而在社会电力总负荷中，空调负荷占了很大的比重，因此，如能降低空调电力负荷将具有显著的社会意义。
[0004]目前，在相变储能材料的研宄中，一些研宄将相变储能材料融化后与多孔颗粒混合，在真空或非真空条件下，使相变储能材料渗入到多孔颗粒内，形成相变储能骨料。如专利文件“建筑用相变储能复合材料及其制备方法” CN1450141A，多孔材料集料采用利用膨胀粘土、膨胀页岩、膨胀珍珠岩、膨胀粉煤灰；有机相变材料采用石蜡、硬脂酸丁酯。专利文件“一种多孔介质复合相变储能颗粒的制备方法” CN103666380A，多孔介质为膨胀珍珠岩、玻化微珠、硅藻土、膨润土或石墨。
[0005]蒸压加气混凝土 /砌块以其质轻、多孔、保温性能好的特点被广泛应用于现代建筑中，以提高建筑的保温性能。受建筑使用年限以及城市建筑规划发展的影响，城市旧有建筑的拆除产生了大量的建筑废弃蒸压加气混凝土(以下简称废加气混凝土)，而且其产生量会逐年增加。大量的废加气混凝土如果不能及时处理和利用消化，将会占用大量土地，进而对大气、水体等造成污染，在给社会、环境带来极大危害的同时还会形成资源的浪费。本发明利用废加气混凝土作为支撑材料，研制一种不易渗漏的、经久耐用的相变储能骨料。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种利用废加气混凝土制备的相变储能骨料及其制备方法。
[0007]本发明的相变储能骨料具体方案为:一种相变储能骨料，由相变材料核芯和封装外壳组成；所述相变材料核芯为吸附了相变材料的废加气混凝土颗粒；所述封装外壳为由聚合物乳液、钢渣粉、水泥、建筑石膏、锰渣粉组成的复合层；所述相变储能骨料的配比，按重量比为，废加气混凝土颗粒10份、相变材料7?10份、聚合物乳液1.7?2.7份、钢渣粉4.5?5.5份、水泥1.2?1.8份、水2?2.5份、建筑石膏1.5?2份、锰渣粉3?3.8份。
[0008]一种制备所述相变储能骨料的方法，该方法包括以下步骤:
步骤一:将废加气混凝土破碎成粒径为2?7_的颗粒；
步骤二:将相变材料升温融化，加入10份所述步骤一中的废加气混凝土颗粒，在
0.06?0.08MPa真空度下吸附2h，制成相变材料核芯；
步骤三:将聚合物乳液、钢渣粉、水泥和水按质量比(1.7?2.7):(4.5?5.5):(1.2?
1.8): (2?2.5)的比例制成混合料浆，所述聚合物乳液为白乳胶和/或甲基硅醇钠；将建筑石膏、锰渣粉按质量比(1.5?2): (3?3.8)的比例制成混合粉料；将所述步骤二中得到的相变材料核芯浸入到所述混合料浆中4?8秒，捞出后再在其外面包裹一层所述混合粉料；经养护后，得到相变储能骨料。
[0009]所述聚合物乳液为白乳胶和/或甲基硅醇钠。
[0010]所述废加气混凝土颗粒粒径为2?7mm。
[0011 ] 所述相变材料的相变温度为25?36°C。
[0012]所述钢渣粉的比表面积为400?500m2/kg。
[0013]所述水泥为《通用水泥》GB175-2007中的任意一种。
[0014]所述锰渣粉的比表面积为450?550m2/kg。
[0015]在所述制备相变储能骨料的方法中，可以通过滚筒或转盘工艺在相变材料核芯的外面包裹一层所述混合粉料。
[0016]在本发明中，废加气混凝土颗粒由于吸附相变材料而在其表面形成一层憎水层，如果不在混合料浆中掺加白乳胶和/或甲基硅醇钠乳液，在该憎水层上很难吸附水膜，很难在相变材料核芯外面形成一层薄厚均匀的无机材料封装外壳。如果封装外壳薄厚不均其承载力大小不均，部分封装外壳容易脱落，以致影响到相变储能骨料的强度，还会造成相变材料的渗漏。在混合料浆中掺加白乳胶和/或甲基硅醇钠等乳液，很到地解决了上述问题。另外，白乳胶和甲基硅醇钠乳液具有成膜性，脱水后可以形成一层聚合物防护膜，封堵无机封装层的微孔隙，起到对核芯的相变材料加强封装的作用，使其更难以渗漏。
[0017]本发明的有益效果为:
本发明以废加气混凝土为核芯支撑材料，制成相变储能骨料，实现了对废加气混凝土的利用；在相变材料核芯外包裹均匀的聚合物和无机材料复合层解决了相变材料容易渗漏的问题。该相变储能骨料强度高、相变储能效果好，更由于封装材料为无机材料，用于配制砂浆、混凝土，生产各种建筑砌块或板材时，与胶凝材料的相容性远优于膨胀珍珠岩、轻质陶粒等其他多孔材料。
【附图说明】
[0018]图1为测试盒子在不同温度环境下的内部温度变化曲线图，曲线I为未掺加相变储能骨料的盒子内部的温度变化曲线，曲线2为掺加相变储能骨料的盒子内部的温度变化曲线。
【具体实施方式】
[0019]实施例一
将足量的相变温度为25.7°C的相变材料(其重量比为液体石蜡:固体石蜡=85:15，相变焓为105.lj/g)放入容器中，升温使相变材料融化；加入10份粒径为2?7mm的废加气混凝土颗粒，搅拌均匀，将容器