一种相变储能基元及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410303829.9	申请日：	2014.06.30
公开号：	CN104119838A	公开日：	2014.10.29
当前法律状态：	实审	有效性：	审中
法律详情：	实质审查的生效IPC(主分类):C09K 5/00申请日:20140630\|\|\|公开
IPC分类号：	C09K5/00; C04B28/04	主分类号：	C09K5/00
申请人：	济南大学
发明人：	宫晨琛; 黄庆亮; 王衍生; 李长福; 王守德; 芦令超
地址：	250022 山东省济南市南辛庄西路336号
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内容摘要

本发明涉及一种相变储能基元及其制备方法，将相变材料填充于钢渣颗粒孔隙中，然后用胶凝材料进行封装。具体步骤如下：（1）将粒径介于0.5~25mm钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌45~180分钟后，捞出、沥干并自然冷却；（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合10~40分钟后，筛除细砂；（4）按质量百分比为P.O42.5普通硅酸盐水泥40~75%、超细矿渣粉10~45%、超细钢渣粉10~25%、减水剂0.3~3.0%和水5~20%将各组分混合均匀，并加入钢渣颗粒并浸泡5~10分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。该相变储能基元的封装层结构致密，抗老化耐高温；导热性好，有效提高其蓄热量和工作时效性；与混凝土基体的相容性好；工艺简单，成本低廉。

权利要求书

1.  一种相变储能基元及其制备方法，其特征在于将相变材料填充于钢渣颗粒孔隙中，然后用胶凝材料进行封装，具体步骤如下：
（1）将粒径介于0.5~25mm钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；
（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌45~180分钟后，捞出、沥干并自然冷却；
（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合10~40分钟后，筛除细砂；
（4）按质量百分比为P.O42.5普通硅酸盐水泥40~75%、超细矿渣粉10~45%、超细钢渣粉10~25%、减水剂0.3~3.0%和水5~20%将各组分混合均匀，并加入钢渣颗粒并浸泡5~10分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。

2.  如权利要求1所述超细矿渣粉，其比表面积介于650～700m²/Kg。

3.  如权利要求1所述超细钢渣粉，其比表面积介于600～640m²/Kg。

4.  如权利要求1所述减水剂为聚羧酸类减水剂。

说明书

一种相变储能基元及其制备方法
技术领域
本发明涉及相变储能基元及其制备方法，属于节能建筑材料技术领域。
背景技术
随着传统不可再生能源的减少，能源枯竭危机日趋显著，并引起世界各国前所未有的关注。太阳能凭其储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性和使用的安全性等优势脱颖而出，在世界各种能源增长速率中名列第一。在太阳能的利用过程中，由于受阴晴和昼夜等影响，能量的储存成为突出问题。
相变储能技术是一项新型环保节能技术，该技术利用相变材料在其物相变化过程中可从环境中吸收热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的目的。使用该技术所制备的相变储能混凝土具有成本低、抗热震性能好、性能稳定、建造维护容易等优势，但仍存在以下问题需要解决：（1）相变储能基元的封装层易老化，造成相变材料泄露，侵蚀混凝土，尤其工作温度高于100℃；（2）相变储能基元的封装层导热性差，导致其工作时效性低；（3）相变储能基元的封装层与混凝土基体的相容性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相变储能基元及其制备方法，将相变材料填充于钢渣颗粒孔隙中，然后用胶凝材料进行封装。用该方法处理得到的相变储能基元不但封装层抗老化、耐高温、工作时效性高，而且与混凝土基体的相容性好。
本发明的技术方案如下：
一种相变储能基元及其制备方法，其特征在于将相变材料填充于钢渣颗粒孔隙中，然后用胶凝材料进行封装，具体步骤如下：
（1）将粒径介于0.5~25mm钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；
（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌45~180分钟后，捞出、沥干并自然冷却；
（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合10~40分钟后，筛除细砂；
（4）按质量百分比为P.O42.5普通硅酸盐水泥40~75%、超细矿渣粉10~45%、超细钢渣粉10~25%、减水剂0.3~3.0%和水5~20%将各组分混合均匀，并加入钢渣颗粒并浸泡5~10分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。
本发明所述超细矿渣粉，其比表面积介于650～700m²/Kg；超细钢渣粉，其比表面积介于600～640m²/Kg；减水剂为聚羧酸类减水剂。
本发明的突出优点在于：
（1）本发明所提供的相变储能基元的封装层结构致密，抗老化耐高温，防止相变材料泄露；
（2）相变储能基元的封装层导热性好，能有效提高其蓄热量和工作时效性；
（3）相变储能基元的封装层与混凝土基体的相容性好；
（4）工艺简单，成本低廉。
具体实施方式
实施例1
（1）将粒径介于0.5~25mm钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；
（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌60分钟后，捞出、沥干并自然冷却；
（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合12分钟后，筛除细砂；
（4）按质量百分比为P.O42.5普通硅酸盐水泥50%、超细矿渣粉27%、超细钢渣粉10.5%、减水剂2.5%和水10%将各组分混合均匀，加入钢渣颗粒并浸泡6分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。
将相变储能基元在50~400℃升降温循环50次表面未见裂纹；以相变储能基元代替50%天然骨料，按照GB/T50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测得经历50~400℃升降温循环50次后混凝土28天抗压强度损失率为5.2%。
实施例2
（1）将粒径介于0.5~25mm钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；
（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌100分钟后，捞出、沥干并自然冷却；
（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合18分钟后，筛除细砂；
（4）按质量百分比为P.O42.5普通硅酸盐水泥55%、超细矿渣粉15%、超细钢渣粉15.9%、减水剂2.1%和水12%将各组分混合均匀，加入钢渣颗粒并浸泡6分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。
将相变储能基元在50~400℃升降温循环50次表面未见裂纹；以相变储能基元代替50%天然骨料，按照GB/T50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测得经历50~400℃升降温循环50次后混凝土28天抗压强度损失率为4.9%。
实施例3
（1）将粒径介于0.5~25mm钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；
（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌150分钟后，捞出、沥干并自然冷却；
（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合32分钟后，筛除细砂；
（4）按质量百分比为P.O42.5普通硅酸盐水泥63%、超细矿渣粉11%、超细钢渣粉11%、减水剂1.5%和水13.5%将各组分混合均匀，加入钢渣颗粒并浸泡6分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。
将相变储能基元在50~400℃升降温循环50次表面未见裂纹；以相变储能基元代替50%天然骨料，按照GB/T50107-2010《混凝土强度检验评定标准》测得经历50~400℃升降温循环50次后混凝土28天抗压强度损失率为6.0%。

资源描述

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1、10申请公布号CN104119838A43申请公布日20141029CN104119838A21申请号201410303829922申请日20140630C09K5/00200601C04B28/0420060171申请人济南大学地址250022山东省济南市南辛庄西路336号72发明人宫晨琛黄庆亮王衍生李长福王守德芦令超54发明名称一种相变储能基元及其制备方法57摘要本发明涉及一种相变储能基元及其制备方法，将相变材料填充于钢渣颗粒孔隙中，然后用胶凝材料进行封装。具体步骤如下（1）将粒径介于0525MM钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌45180分钟后，捞出、。

2、沥干并自然冷却；（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合1040分钟后，筛除细砂；（4）按质量百分比为PO425普通硅酸盐水泥4075、超细矿渣粉1045、超细钢渣粉1025、减水剂0330和水520将各组分混合均匀，并加入钢渣颗粒并浸泡510分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。该相变储能基元的封装层结构致密，抗老化耐高温；导热性好，有效提高其蓄热量和工作时效性；与混凝土基体的相容性好；工艺简单，成本低廉。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页10申请公布号CN104119838ACN104119838A1/1页2。

3、1一种相变储能基元及其制备方法，其特征在于将相变材料填充于钢渣颗粒孔隙中，然后用胶凝材料进行封装，具体步骤如下（1）将粒径介于0525MM钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌45180分钟后，捞出、沥干并自然冷却；（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合1040分钟后，筛除细砂；（4）按质量百分比为PO425普通硅酸盐水泥4075、超细矿渣粉1045、超细钢渣粉1025、减水剂0330和水520将各组分混合均匀，并加入钢渣颗粒并浸泡510分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。2如权利要求1所述超细矿渣粉，其比表面积介于650700M2/KG。3如权利要求。

4、1所述超细钢渣粉，其比表面积介于600640M2/KG。4如权利要求1所述减水剂为聚羧酸类减水剂。权利要求书CN104119838A1/2页3一种相变储能基元及其制备方法技术领域0001本发明涉及相变储能基元及其制备方法，属于节能建筑材料技术领域。背景技术0002随着传统不可再生能源的减少，能源枯竭危机日趋显著，并引起世界各国前所未有的关注。太阳能凭其储量的无限性、存在的普遍性、利用的清洁性和使用的安全性等优势脱颖而出，在世界各种能源增长速率中名列第一。在太阳能的利用过程中，由于受阴晴和昼夜等影响，能量的储存成为突出问题。0003相变储能技术是一项新型环保节能技术，该技术利用相变材料在其物相变。

5、化过程中可从环境中吸收热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的目的。使用该技术所制备的相变储能混凝土具有成本低、抗热震性能好、性能稳定、建造维护容易等优势，但仍存在以下问题需要解决（1）相变储能基元的封装层易老化，造成相变材料泄露，侵蚀混凝土，尤其工作温度高于100；（2）相变储能基元的封装层导热性差，导致其工作时效性低；（3）相变储能基元的封装层与混凝土基体的相容性差。发明内容0004本发明的目的在于提供一种相变储能基元及其制备方法，将相变材料填充于钢渣颗粒孔隙中，然后用胶凝材料进行封装。用该方法处理得到的相变储能基元不但封装层抗老化、耐高温、工作时效性高，而且与。

6、混凝土基体的相容性好。0005本发明的技术方案如下一种相变储能基元及其制备方法，其特征在于将相变材料填充于钢渣颗粒孔隙中，然后用胶凝材料进行封装，具体步骤如下（1）将粒径介于0525MM钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌45180分钟后，捞出、沥干并自然冷却；（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合1040分钟后，筛除细砂；（4）按质量百分比为PO425普通硅酸盐水泥4075、超细矿渣粉1045、超细钢渣粉1025、减水剂0330和水520将各组分混合均匀，并加入钢渣颗粒并浸泡510分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。0006本发明所述超细矿渣粉，其。

7、比表面积介于650700M2/KG；超细钢渣粉，其比表面积介于600640M2/KG；减水剂为聚羧酸类减水剂。0007本发明的突出优点在于（1）本发明所提供的相变储能基元的封装层结构致密，抗老化耐高温，防止相变材料泄露；（2）相变储能基元的封装层导热性好，能有效提高其蓄热量和工作时效性；（3）相变储能基元的封装层与混凝土基体的相容性好；（4）工艺简单，成本低廉。说明书CN104119838A2/2页4具体实施方式0008实施例1（1）将粒径介于0525MM钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌60分钟后，捞出、沥干并自然冷却；（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型。

8、混料机中混合12分钟后，筛除细砂；（4）按质量百分比为PO425普通硅酸盐水泥50、超细矿渣粉27、超细钢渣粉105、减水剂25和水10将各组分混合均匀，加入钢渣颗粒并浸泡6分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。0009将相变储能基元在50400升降温循环50次表面未见裂纹；以相变储能基元代替50天然骨料，按照GB/T501072010混凝土强度检验评定标准测得经历50400升降温循环50次后混凝土28天抗压强度损失率为52。0010实施例2（1）将粒径介于0525MM钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌100分钟后，捞出、沥干并自然冷却；（3）将冷却钢渣与同等。

9、质量细砂在V型混料机中混合18分钟后，筛除细砂；（4）按质量百分比为PO425普通硅酸盐水泥55、超细矿渣粉15、超细钢渣粉159、减水剂21和水12将各组分混合均匀，加入钢渣颗粒并浸泡6分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。0011将相变储能基元在50400升降温循环50次表面未见裂纹；以相变储能基元代替50天然骨料，按照GB/T501072010混凝土强度检验评定标准测得经历50400升降温循环50次后混凝土28天抗压强度损失率为49。0012实施例3（1）将粒径介于0525MM钢渣颗粒用水冲洗，自然晾干；（2）将晾干的钢渣浸入熔融的相变材料并搅拌150分钟后，捞出、沥干并自然冷却；（3）将冷却钢渣与同等质量细砂在V型混料机中混合32分钟后，筛除细砂；（4）按质量百分比为PO425普通硅酸盐水泥63、超细矿渣粉11、超细钢渣粉11、减水剂15和水135将各组分混合均匀，加入钢渣颗粒并浸泡6分钟，捞出、沥干，得到相变储能基元。0013将相变储能基元在50400升降温循环50次表面未见裂纹；以相变储能基元代替50天然骨料，按照GB/T501072010混凝土强度检验评定标准测得经历50400升降温循环50次后混凝土28天抗压强度损失率为60。说明书CN104119838A。

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