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相变储能材料在抗裂抹面砂浆中的应用研究

2019-5-17 14:36| 发布者:admin| 查看:158| 评论:0|来自:[db:出处]

节能减排是我国“十一五”规划纲要中提出的重要任务,建筑节能已被列入法规,“外墙外保温系统施工技术规程”已在全国强制执行。相变储能材料(PCMs)应用于建筑围护结构,可提高能源的利用率,为节约建筑能耗提供新的途径【1】。目前,常用的PCMs有无机物和有机物两大类:无机物如水合盐类PCMs,在相变时容易产生腐蚀性、过冷和相分离等现象,这是无机PCMs的固有缺陷;有机PCMs如聚乙烯乙二醇、脂肪酸及其衍生物、石蜡等,具有储能性能好、物化性能稳定、热工性能好、相变温度可调、可加工成定形PCMs等优点,已被应用于相变储能墙板、地板、天花板及混凝土中。当PCMs建筑材料用于外墙面时,夏季可因相变而隔热降温;应用于内墙面时,冬季的白天可吸收日光的辐射储能,晚上放出热量,起到调温均温作用,可大幅度地降低室内温度的波动,提高人体的舒适度,同时也具有显著的节能作用【2】。

本文选用十八烷蜡为PCMs、粉状膨胀珍珠岩为包裹定形材料,通过热融蜡液浸渗工艺,将蜡液吸附进膨胀珍珠岩的微孔隙中,制备成一种定形PCMs复合材料,将其加入到抗裂抹面砂浆中,制成相变储能抗裂抹面砂浆,做为外墙外保温系统的保护层,可对提高保温系统的保温隔热性能起叠加效应。同时,保护层也具有优良的机械强度和抗裂、防水性能。

1、PCMs的隔热机理

在高温季节,建筑围护结构因吸收太阳光的辐射热,普通墙体的外表面温度可达到60-70℃,外墙外保温系统的保护层因保温层的热阻效应而温度可达80℃左右,此时,一旦遇到暴雨,表面温度可迅速降至30℃左右,巨大温差极易产生温度裂缝,并导致渗水。

相变储能材料具有一定的相变潜热,PCMs的相变温度选择为所处环境的日平均温度值以上1-3℃【3】,并且只有相变温度接近人体的舒适温度(20℃)的PCMs,才适于应用到建筑的储能【4】。将PCMs置于建筑物的外表面,当白天气温上升达到或超过PCMs的熔点以后,PCMs吸收墙体的蓄热并储存起来,当室外环境温度低于PCMs的熔点温度时,又将储存的热能逐渐释放出去,由此降低和延缓了墙体的外表面温度峰值的上升,减少了热量向室内传导,也避免了因骤冷而引起面层开裂。因此,PCMs具有显著的调温性能。

2、实验部分

2.1主要原材料

普硅水泥;可再分散胶粉;羟丙甲基纤维素;聚丙烯纤维;水洗河沙;粉状改性硅烷憎水剂;粉状膨胀珍珠岩;十八烷蜡(熔点30℃,潜热200J/g)。

2.2基本配方

相变储能抹面砂浆的基本配方见表1
表1  PCMs抹面砂浆基本配方

原材料

路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋