本文關(guān)鍵詞：相變蓄熱骨料的制備及其對混凝土性能的影響

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【摘要】：隨著人類活動范圍擴大和生活水平的不斷提高,如何提高惡劣氣候條件(沙漠、高原與嚴寒等)下建筑物的能源利用效率和建筑物舒適性成為重要的研究方向。本課題提出制備出一種以脂肪酸低共熔物為相變蓄熱介質(zhì),以無機多孔材料為基體并通過表面封裝與強化處理的相變蓄熱骨料,并研究了這種骨料對混凝土性能的影響規(guī)律。采用這種相變蓄熱骨料代替普通骨料可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)與調(diào)溫功能一體的混凝土材料,從而為解決極端氣候條件下的居住生活問題奠定基礎(chǔ)。本文通過研究脂肪酸以及其多元共熔物的熱物理性質(zhì)和儲能性能,制備脂肪酸共熔物,并優(yōu)選出了一種脂肪酸共熔物,其相變溫度為31.14℃,相變潛熱為166.63J/g。通過冷熱循環(huán)和FT-IR測試得出其熱穩(wěn)定性較優(yōu)異。為了提高脂肪酸共熔物的導(dǎo)熱性能,通過摻入7wt%石墨,使其導(dǎo)熱系數(shù)提高了193%。以陶粒和硅藻土為載體,采用浸泡吸附法和表面封裝強化技術(shù),制備了兩類性能穩(wěn)定的相變蓄熱骨料。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):這兩類相變蓄熱骨料的摻量增加,同配合比混凝土的流動性、抗壓強度和導(dǎo)熱系數(shù)均不斷降低。經(jīng)過多次冷熱交替循環(huán),相變蓄熱混凝土的抗壓強度基本維持不變。摻入相變蓄熱骨料能有效降低混凝土早期水化溫升的溫度峰值并延遲溫度峰值的出現(xiàn),混凝土的溫度峰值最大能降低5.2℃,混凝土到達溫度峰值的延緩時間最大為8.5h。采用自制裝置研究了摻不同相變蓄熱骨料混凝土板對封閉空間的溫度調(diào)節(jié)作用,結(jié)果表明:采用相變蓄熱骨料全部代替普通骨料的混凝土板,可使封閉空間內(nèi)各點的平均溫度在加熱過程中達到的最高值降低5.94℃,在冷卻過程中的最終平均溫度值反而提高了5.26℃。因此,摻相變蓄熱骨料對于控制混凝土早期水化放熱溫升和長期使用過程中調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定效果顯著。
【關(guān)鍵詞】：相變蓄熱骨料 封裝與強化 早期水化溫升 調(diào)溫作用
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU528
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題研究的背景和意義9-10
• 1.2 相變蓄熱材料原理與分類10-12
• 1.2.1 相變蓄熱材料原理10-11
• 1.2.2 相變蓄熱材料的篩選原則11
• 1.2.3 相變蓄熱材料的分類11-12
• 1.3 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析12-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 國內(nèi)外文獻綜述的簡析15-16
• 1.4 課題內(nèi)容16-19
• 1.4.1 課題研究內(nèi)容16-18
• 1.4.2 研究目標(biāo)18
• 1.4.3 擬解決的技術(shù)難點和可能的創(chuàng)新點18-19
• 第2章 相變材料的制備與導(dǎo)熱改性19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 相變材料及測試方法19-22
• 2.2.1 試驗材料19
• 2.2.2 主要測試設(shè)備及技術(shù)19-22
• 2.3 脂肪酸的基本性質(zhì)22-26
• 2.3.1 脂肪酸的熱物理性質(zhì)22
• 2.3.2 脂肪酸共熔物的制備22-23
• 2.3.3 脂肪酸共熔物的相變溫度和相變潛熱23-25
• 2.3.4 脂肪酸共熔物的熱穩(wěn)定性25-26
• 2.4 相變材料導(dǎo)熱性能的改善26-28
• 2.4.1 制備方法26
• 2.4.2 添加石墨對相變材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 相變蓄熱骨料的定形與封裝強化29-43
• 3.1 引言29
• 3.2 相變蓄熱材料的吸附定形29-37
• 3.2.1 定形材料的選擇29-32
• 3.2.2 吸附條件的選擇32-35
• 3.2.3 定形相變材料形貌和結(jié)構(gòu)35-37
• 3.3 相變蓄熱骨料的表面封裝強化37-40
• 3.3.1 封裝材料的選擇37-39
• 3.3.2 定形相變材料的“造殼”39-40
• 3.4 表面封裝強化對相變蓄熱骨料熱穩(wěn)定性的影響40-42
• 3.4.1 未封裝強化時的相變材料滲出研究40-41
• 3.4.2 封裝強化后相變蓄熱骨料的耐熱穩(wěn)定性41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 摻入相變蓄熱骨料對混凝土性能的影響43-67
• 4.1 引言43
• 4.2 試驗材料與設(shè)備43-44
• 4.3 摻相變蓄熱骨料對導(dǎo)熱性與混凝土強度的影響44-47
• 4.4 摻相變蓄熱骨料對混凝土早期水化溫升的影響47-54
• 4.4.1 測試裝置47-49
• 4.4.2 試驗方法49
• 4.4.3 分析與結(jié)果49-54
• 4.5 摻入相變蓄熱骨料混凝土的蓄熱調(diào)溫效果研究54-65
• 4.5.1 測試裝置54-56
• 4.5.2 測試方法56-57
• 4.5.3 蓄熱調(diào)溫效果分析57-65
• 4.6 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-74
• 致謝74

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