相变储能陶粒—水泥基复合材料界面特征及耐久性

建设资源节约型社会，是我国为实现可持续发展目标而做出的战略决策。节约能源是资源节约型社会的重要组成部分。固-液相变材料在较小的温度范围内发生相变，潜热较大，而且体积变化相对较小，是目前应用最为广泛的相变材料，从建筑、节能和材料领域发展来看，既具有优良的结构性能，同时又具有相变储能调温功能的“结构-功能”一体化的混凝土研究和应用是必然趋势本基金项目的研究目标是用力学性能优良的多孔材料吸附相变材料制成多孔材料基的相变储能材料，然后将其与水泥基材料复合，制成既有相变储能功能又有优良力学性能的结构—功能材料。这种“结构-功能一体化”材料可直接用于生产建筑结构构件。基于此目标，在项目的开展过程中，项目的研究计划要点主要有以下五个方面：（1）陶粒-水泥基复合材料的力学性能，即陶粒混凝土的力学性能；（2）相变陶粒（即，多孔陶粒基相变储能材料）的研究；（3）相变陶粒及水泥基基材的热工性能的研究；（4）相变储能陶粒—水泥基复合材料界面微观结构特征；（5）相变储能陶粒—水泥基复合材料的力学性能及耐久性。实验研究数据显示，陶粒最大吸入相变材料的量可达到其质量的70%，相变储能混凝土的强度不低于35MPa。用研究所获得的相变储能混凝土制备房屋模型，测试其耐久性及实际的调温效果。通过实测可知，使用该种“结构-功能”一体化的相变储能混凝土房屋经过半年以上的使用，无任何墙面开裂现象，其该房屋模型夏季室内外温差可降低4℃左右。在本基金资助下，基于以上的研究数据，项目申请人发表SCI检索的论文7篇（全部标注研究项目基金号），EI检索会议论文4篇，获得授权的发明专利一项。 2100433B

具有相变储能功能同时可作为建筑结构材料使用的结构-功能一体化复合材料的研究，正逐渐成为材料、节能和建筑等领域交叉研究的方向和热点。一体化复合材料的界面微观结构特征及耐久性问题是复合材料研究的基础科学问题。本课题以弄清相变储能陶粒与水泥基材料复合而成的结构-功能材料的界面微观结构特征及其耐久性规律为目标，用微观结构分析和宏观性能测试等手段进行相变储能材料与陶粒相容性、相变陶粒-水泥基复合材料界面特征表征及耐久性研究，探索相变材料的物理化学性质、多孔材料的孔隙特征、多孔材料表面封装方式、基材的性质等对复合材料界面微观结构特征及耐久性的影响等问题，这对揭示多孔材料基相变储能材料与基材界面的微观结构特征及对耐久性规律有重要的意义，本研究将为相变储能材料在节能领域的应用和提高建筑结构耐久性的研究奠定基础，为具有相变储能功能的结构材料微观性能和耐久性的后续研究提供有价值的思路及可靠的理论指导。

相变储能建筑材料应用于建材的研究始于1982年，由美国能源部太阳能公司发起。

20世纪90年代以PCM处理建筑材料(如石膏板、墙板与混凝土构件等)的技术发展起来了。随后，PCM在混凝土试块、石膏墙板等建筑材料中的研究和应用一直方兴未艾。1999年，国外又研制成功一种新型建筑材料－固液共晶相变材料，在墙板或轻型混凝土预制板中浇注这种相变材料，可以保持室内温度适宜。另欧美有多家公司利用PCM生产销售室外通讯接线设备和电力变压设备的专用小屋，可在冬夏天均保持在适宜的工作温度。此外，含有PCM的沥青地面或水泥路面，可以防止道路、桥梁、飞机跑道等在冬季深夜结冰。2100433B

内容简介

《相变材料与相变储能技术》论述了材料相变的原理和材料热力学的基础理论，全面介绍了各种无机、有机、金属和其他复合相变储能材料的成分、物理和化学性质、储热性能及其对容器的腐蚀与防护；同时论述了相变储能技术的原理、特点和研究范围，相变过程传热理论，相变传热的数值分析，储能换热设备及绝热技术的设计计算基础和试验方法。《相变材料与相变储能技术》还比较详细地介绍了相变储能技术在电力调峰、新能源、工业和建筑节能及在家用电器工业上的工程应用的原则、方法和实例，既具有深入的理论，又具有实用的相变材料研制和储能装置设计计算方法。 2100433B

相变储能建筑材料 在其物相变化过程中，可从环境中吸收热（冷）量或向环境中放出热量，从而达到能量储存和释放及调节能量需求和供给失配的目的。

它兼备普通建材和相变材料两者的优点，能够吸收和释放适量的热能；能够和其他传统建筑材料同时使用；不需要特殊的知识和技能来安装使用蓄热建筑材料；能够用标准生产设备生产；有显著的节能降耗效应，在经济效益上具有竞争性。

相变储能建筑材料应用于建材的研究始于1982年，由美国能源部太阳能公司发起。20世纪90年代以PCM处理建筑材料(如石膏板、墙板与混凝土构件等)的技术发展起来了。随后，PCM在混凝土试块、石膏墙板等建筑材料中的研究和应用一直方兴未艾。1999年，国外又研制成功一种新型建筑材料－固液共晶相变材料，在墙板或轻型混凝土预制板中浇注这种相变材料，可以保持室内温度适宜。另欧美有多家公司利用PCM生产销售室外通讯接线设备和电力变压设备的专用小屋，可在冬夏天均保持在适宜的工作温度。此外，含有PCM的沥青地面或水泥路面，可以防止道路、桥梁、飞机跑道等在冬季深夜结冰。2100433B