相变微胶囊对水泥石宏观性能与微观结构的影响

研究了相变微胶囊(Microencapsulated Phase Change Materials,MPCM)对水泥石力学性能和储热性能的影响规律和微观机理.首先制备掺有0、5%、10%和20%相变微胶囊的水泥石,标准养护至3 d和28 d,测试其抗折、抗压强度和相变潜热;然后采用等温量热仪、同步热分析仪、压汞仪和扫描电子显微镜表征水泥石的水化程度、孔结构以及微观形貌.结果表明:MPCM的掺入使水泥石具备一定的储热性能,相变潜热为9.36 J/g.MPCM在相变过程中的吸热明显延缓水泥水化进程,降低放热量;而在30 h之后,水化放热量随MPCM掺量的增加逐渐增大,水化产物含量明显增加,这可能与MPCM为水化产物提供成核位点促进水化有关.MPCM在水泥石中主要以团聚体形式存在,团聚体内部胶囊大多呈皱缩状并伴随破裂外壳,部分团聚体边缘呈现因芯材泄露凝固形成的细胞壁状结构.MPCM增加凝胶孔、过渡孔、大孔和气孔等各类孔的含量,明显增大水泥石的孔隙率以及平均孔径,最终显著降低水泥石的抗折强度与抗压强度.