杂散电流与盐溶液共存环境下地铁隧道管片混凝土砂浆相的氯离子迁移规律试验研究

通过室内试验,研究了杂散电流与盐溶液共存环境对地铁隧道管片混凝土砂浆相的氯离子迁移规律的影响。将试件浸泡于氯盐溶液和氯盐硫酸盐复合溶液中,并外加直流杂散电流,得到不同环境组合情况下氯离子在砂浆中的分布情况。试验结果表明:砂浆中的氯离子含量沿渗透深度方向大致呈指数型分布;直流电场下氯离子在砂浆中的迁移速率显著提升,砂浆各深度处的氯离子含量显著增加;复合盐溶液浸泡下,砂浆中的最大氯离子含量总是低于单独氯盐溶液浸泡的,硫酸根离子的存在对氯离子在砂浆中的迁移产生了一定的抑制作用。

相变微胶囊保温砂浆的制备及性能

为减少建筑物的能耗,响应“碳中和”“碳达峰”国家政策,本工作基于原位聚合法,以正十八烷-正二十烷混合物为二元相变芯材,甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为外层壁材,制备了一种适用于保温节能水泥砂浆的相变微胶囊(MiPCM)。MiPCM通过内部芯材在相变过程中吸热或放热的特性,降低外界环境对水泥砂浆内部温度的影响,从而减少人们对空调等电器的依赖程度,达到节能减排的目的。MiPCM呈球霰状,无团聚现象,具备明显的芯-壁结构,其相变温度区间和潜热分别为17.8~36.7℃和74.72 J/g。TG分析和热循环试验结果表明,MiPCM具备良好的热稳定性。将MiPCM掺加到水泥砂浆中进行温升实验。结果表明,在红外热源照射环境中,MiPCM明显减缓了水泥砂浆中心温度的变化速率,水泥砂浆石的峰值温度降低了7℃。因此,以MiPCM为外加剂的水泥砂浆符合保温节能的设计理念。

建筑节能降耗系统相变储能砂浆特性

相变储能材料能够有效降低建筑系统的能耗,将研制的新型相变复合材料掺入到砂浆中制备出相变储能砂浆,重点考察了相变复合材料掺量对砂浆力学性能(表观密度、吸水率、抗压强度、抗折强度和软化系数)和热学性能(导热系数和比热容)的影响。结果表明:随着相变储能砂浆中新型相变复合材料掺量的逐渐增大,试样的吸水率逐渐增大,其余各项参数均逐渐减小。当新型相变复合材料的掺量达到30%时,砂浆试样的表观密度为2 007.6 kg·m^(-3),软化系数为0.87,吸水率为11.65%,导热系数为0.97 W·m^(-1)·K^(-1),抗压强度为25.8 MPa,抗折强度为5.7 MPa,比热容为0.85 k J·kg^(-1)·K^(-1),砂浆试样的力学性能和热学性能均能满足相关标准的要求。研究的新型相变复合材料可以应用于建筑节能降耗系统中,达到降低建筑能耗的目的。

建筑相变保温砂浆储能调温特性研究

相变材料可有效提高建筑围护的储热能力,为最大限度提高相变砂浆的储能调温能力,选用硬脂酸、月桂酸进行配比设计,采用玻化微珠作为多孔载体,研究了相变复合体系的最佳制备条件。结果表明,随着吸附温度的升高,玻化微珠对硬脂酸-月桂酸复合相变材料的容留率先升高后降低,最佳吸附温度为55℃。随着吸附时间的增加,玻化微珠对硬脂酸-月桂酸复合相变材料的容留率快速升高后趋于平缓,最佳吸附时间为60min。相比玻化微珠,硬脂酸-月桂酸/玻化微珠复合体系加热延时约760s,蓄热时长300s,冷却延时约640s,放热时长680s。选用质量损失率最低的环氧树脂-水泥对复合相变材料进行封装。复合相变材料掺量越多,相变保温砂浆的保温性能越好,可有效控制室内温度的波动变化。

微胶囊相变材料对砂浆热性能和力学性能的影响

将微胶囊相变材料(MPCM)加入水泥砂浆中制成建筑储能砂浆,研究了储能砂浆的微观形貌、相变特性、热稳定性、导热系数、储热性能和力学性能.结果表明:储能砂浆的导热系数随MPCM含量的增加而降低;储能砂浆的MPCM芯材为固态时的导热系数大于其为液态时的导热系数;当MPCM含量为20%时,储能砂浆的内表面峰值温度较水泥砂浆降低3.1℃,达到峰值温度的时间比水泥砂浆延迟20.5 min,其28 d龄期硬化浆体的抗压强度为9.3 MPa;储能砂浆具有足够的抗压强度和良好的储能调温能力,可用于建筑围护结构.

普通硅酸盐P·O 42.5级水泥抗裂性控制指标研究及工程实践

以广泛使用的普通硅酸盐P·O 42.5级水泥为对象,针对部分工程监测出现的异常结果,反向收集了不同工程3年内的原材料及数据开展了室内试验研究与统计分析。结果表明,即便在控制P·O 42.5级水泥比表面积≤350 m2/kg、碱含量≤0.60%、C3A含量≤8%,且不同批次水泥的上述指标相对稳定的情况下,水泥3 d胶砂强度之差可达到12.5 MPa,相同工况条件下1.2 m厚侧墙温升值之差可达到17.1℃,水泥早期水化速率、放热量及早期胶砂强度随着C3S/C2S的增加而显著增大。因此,在控制水泥比表面积、碱含量、C3A含量的基础上,建议进一步控制水泥C3S/C2S不超过4.0,水泥3 d胶砂强度宜为25~28 MPa,不应超过30 MPa。

相变微胶囊改性砂浆界面传热机理研究

以二氧化硅为壳材、石蜡为芯材制备相变微胶囊,并与水泥掺混制备相变微胶囊改性砂浆,研究相变微胶囊掺量对改性砂浆热性能的影响。研究表明,随着微胶囊掺量增加,改性砂浆试样的内表面温度降低,升温速率下降,导热系数减小。当相变微胶囊掺量为20%时,导热系数较纯砂浆试样降低了0.49 W/(m·K)。基于COMSOL软件,建立有限元模型,从微观尺度分析相变过程传热机理,以及相变微胶囊与水泥砂浆基质接触界面的传热情况。试块的外表面受热温度为50℃时,添加相变微胶囊的水泥砂浆内表面温度和中心剖切面温度较纯水泥砂浆分别降低0.30、1.16℃。

相变储能保温砂浆的制备与性能研究

选择膨胀珍珠岩复合相变材料作为骨料制备相变储能保温砂浆,研究粉煤灰、可再分散乳胶粉及纤维素醚掺量对砂浆性能的影响,利用三因素三水平正交试验设计,得到粉煤灰、可再分散乳胶粉及纤维素醚掺量的最佳掺量为20%、2.2%、0.7%,利用KH550硅烷偶联剂对气凝胶进行改性,等体积取代膨胀珍珠岩复合相变材料,当气凝胶取代量为25%时,相变储能保温砂浆性能满足GB/T20473《建筑保温砂浆》所提出的Ⅰ型保温砂浆标准以及JC/T 2338《建筑储能调温砂浆》标准中的相关规定。

用于地板辐射采暖的多元水合盐复合相变砂浆的制备及性能研究

本研究以地板辐射采暖为应用背景,Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O和Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O为原料,研发出一种新型无机水合盐复合相变砂浆。首先,采用物理共混法制备出二元混合熔融盐(80%Na_(2)HPO_(4)·12H_(2)O-20%Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O),并通过添加成核剂(2%Na_(2)SiO_(3)·9H_(2)O)优化其过冷度;然后,选择2~2.5 mm的膨胀珍珠岩对其进行吸附封装,得到定型复合相变材料;最后,将定型复合相变材料掺入砂浆中制备出复合相变砂浆。通过差示扫描量热法(DSC)测试,获得二元混合熔融盐、二元共晶盐和定型复合相变材料的相变焓值分别为229.1 J/g、214.1 J/g和156.7 J/g,通过电子扫描显微镜(SEM)对定型复合相变材料进行表征,发现膨胀珍珠岩与共晶盐相变材料相容性良好。所制备的复合相变砂浆的导热系数为0.63 W/(m·K),固态比热容和液态比热容分别为1.56 J/(g·K)和1.75 J/(g·K),传热系数为3.85 W/(m^(2)·K)。对复合相变砂浆进行了储热性能试验,发现与普通砂浆相比,复合相变砂浆可以更明显地减缓温度波动。在50℃恒温加热时,其冷端峰值温度比普通砂浆低2.5℃,在冷却时,其温度下降速率更小,说明复合相变砂浆具有良好的储热能力。将所制备的复合相变砂浆应用到间歇性地板辐射采暖中,可以在供暖时进行储热,使室内温度不至于过高,同时在停止供暖时释放热量,减缓室内温度降低速率,避免室内温度过低。复合相变砂浆的使用,能够在满足室内热舒适的同时抑制室内温度波动,实现热量的“移峰填谷”,减少供暖能耗,从而达到建筑节能的目的。

石蜡/改性坡缕石相变储热砂浆的制备及建筑节能效果研究

以改性坡缕石为吸附材料,石蜡为相变材料制备石蜡/改性坡缕石复合相变材料,将复合相变材料与砂浆结合制备相变储热砂浆,通过模拟计算分析相变储热砂浆的建筑节能效果。结果表明,相比于未改性的坡缕石,以改性坡缕石制备的复合相变材料的潜热储存能力可以提高29.6%。将8%的复合相变材料加入砂浆可以制备出强度符合围护结构使用要求的相变储热砂浆,当储热砂浆在建筑围护结构中的厚度小于3 cm时,增加厚度可以明显降低建筑能耗;当厚度超过3 cm后,继续增加厚度对能耗的降低作用不再明显。

缓凝剂对石膏基自流平砂浆的影响

研究了ZJ-G19、ZJ-G18、酒石酸和葡萄糖酸钠4种缓凝剂对石膏基自流平砂浆的凝结时间、流动度、抗压强度、物相组成和水化放热的影响。结果表明:4种缓凝剂在不同程度上均能延缓石膏基自流平砂浆的凝结时间,其中效果最好的是ZJ-G19,最差的是葡萄糖酸钠;缓凝剂酒石酸会提高石膏基自流平砂浆的30min流动度;4种缓凝剂都在不同程度上降低了砂浆的硬化体抗压强度,掺入ZJ-G18的砂浆在1、3、7d和28d时,抗压强度均有较好表现;掺入ZJ-G19砂浆的1d抗压强度最差,但其28d抗压强度超过了掺入酒石酸和葡萄糖酸钠的砂浆的抗压强度;缓凝剂并未使得砂浆物相发生改变;4种缓凝剂均延缓了砂浆放热速率峰值的出现时间,不同程度地降低了放热速率。综合考虑凝结时间与抗压强度,选取掺量为0.8‰的ZJ-G19缓凝剂,此时的石膏基自流平砂浆的性能较优。

陈化对建筑石膏及石膏砂浆性能的影响研究

研究了陈化方式和陈化时间对建筑石膏物相组成及物理性能影响,重点研究了陈化时间对底层抹灰石膏砂浆、轻质抹灰石膏砂浆、石膏基自流平砂浆凝结时间、施工性影响规律。研究表明:陈化方式对建筑石膏陈化速率影响显著,透气性良好的编织袋陈化效果明显好于木桶陈化效果;随着陈化时间的延长,建筑石膏中Ⅲ型无水石膏含量逐渐减少,最终消失,附着水含量逐渐增加,标准稠度用水量显著降低,凝结时间略有增加,陈化时间过长时,建筑石膏2h强度出现明显降低。随着建筑石膏陈化时间的延长,配制的底层抹灰石膏砂浆、轻质抹灰石膏砂浆、石膏基自流平砂浆凝结时间均出现大幅延长。轻质抹灰石膏砂浆过度陈化时,会导致砂浆粘聚性减低,出现“发糟”等现象,严重影响其施工性能。石膏基自流平砂浆过度陈化时,容易出现泌水等情形,严重影响其硬化后表面平整度。因此,实际生产时,应严格控制建筑石膏陈化时间,避免出现过度陈化,导致石膏砂浆出现质量问题。

低熔点石蜡微胶囊保温砂浆的热性能

以低熔点石蜡微胶囊为相变材料,制备石蜡微胶囊保温砂浆。测试了保温砂浆的热焓、相变温度、导热系数和相变蓄热性能。结果表明:石蜡微胶囊保温砂浆具有良好的蓄热、调温功能和较长的热循环寿命,砂浆体系的相变温度为33℃,相变潜热13.42J/g;随着偶联剂和粘结剂掺量的增加,保温砂浆的导热系数呈下降趋势;随着石蜡微胶囊掺量增加,保温砂浆的导热系数先减后增;与空白试件相比较,相变蓄热砂浆的升降温速率明显要滞后,呈现出较好的蓄热、调温性能。

相变储能脱硫石膏保温砂浆的制备

相变储能脱硫石膏保温砂浆是一种替代粉刷石膏打底料的内墙抹面材料,涂层兼具找平层、保温、调温、微调湿功能,是一种环保节能型新产品,由复合胶结材料、轻集料、相变储能定型材料及多种外加剂组成。

脱硫石膏基相变砂浆的制备研究

以硬脂酸丁酯为相变材料、膨胀珍珠岩为载体,采用减压吸附法制备了定型相变材料,然后加入脱硫石膏和外加剂配制成相变砂浆。当定型相变材料添加的质量分数为15%(硬脂酸丁酯吸附的质量分数为45%)时制备的砂浆性能最好。对比相变砂浆和普通砂浆的降温曲线,相变砂浆具有温度调节功能,能够实现能源的合理利用。

地板采暖系统用复合相变砂浆填充材料研究

阐述了相变砂浆作为填充层材料在地板采暖中应用的意义,采用溶胶-凝胶法制备了以二氧化硅为载体的复合有机相变颗粒材料,配制了相变石膏砂浆.利用地板采暖试验间进行了相变砂浆和普通砂浆的地板采暖试验,以验证相变砂浆地板采暖系统的蓄放热性能,并对地板表面和室内的温度影响进行了试验分析.通过试验验证了新型相变砂浆作为填充层材料应用到地板采暖是切实可行的,在较好改善室内温度环境的同时降低了地板采暖系统的荷载和厚度.

膨胀珍珠岩-石蜡相变储能砂浆的力学性能研究

利用膨胀珍珠岩对石蜡具有良好的吸附性能,以石蜡为蓄热芯材,膨胀珍珠岩为载体,经碱矿渣封装后,制备了膨胀珍珠岩-石蜡复合相变储热材料。由于毛细作用力和表面张力的作用,石蜡在相变过程中,很难从膨胀珍珠岩的微孔中渗透出来。将相变储能珍珠岩作为细集料制备出相变储能砂浆,对其热物理性能力学性能进行了试验研究,结果表明:采用碱矿渣对吸附了相变材料的珍珠岩表面进行封装,相变材料的质量损失率、潜热变化率及温度变化率均较小,封密性和稳定性较好;相变循环对砂浆强度影响较小;在配合比相同的情况下,相变材料对砂浆的强度影响较大,相变储能砂浆的抗压强度低于普通砂浆。

十八烷膨胀珍珠岩定形相变材料封装及隔热性能

以十八烷为相变材料,膨胀珍珠岩为支撑材料,采用浸泡吸附工艺制备定形相变材料。通过DSC、FT-IR、ESEM等测试技术对相变材料及定形相变材料进行表征。为减少在水泥基质中使用时相变材料融化泄漏,本文尝试采用湿裹水泥干粉工艺对该定形相变材料进行表面封装,在60℃下连续烘烤20h,封装前后十八烷在膨胀珍珠岩中的容留率由75%提高到97%以上。隔热性能测试结果表明:以封装后的定形相变材料等质量取代水泥砂浆中40%砂,与基准砂浆板相比,10mm和15mm厚度砂浆板下表面时间延迟和最大温差分别为230s、4.2℃和500s、6.2℃。经历25次冷热循环的相变砂浆,15mm厚度砂浆板下表面时间延迟仍有360s,最大温差4.3℃。

石蜡/橡胶粉复合相变保温砂浆的制备与研究

将石蜡／橡胶粉复合相变材料掺入水泥砂浆中制备新型相变保温节能砂浆，探讨了相变砂浆的制备以及相变潜热、相变温度、渗漏性、导热系数等热力学参数。结果表明：复合相变材料中当石蜡的质量为40％时无渗漏现象；复合相变保温材料的相变起始温度为57．807℃，峰值温度为66．797℃，终止温度为73．007℃，整个过程的相变潜热较高，为57．534J，g；相变砂浆的导热系数为0-35～0．88W／（m·K）。

PEG/SiO_2相变颗粒对沥青胶浆性能实验研究

利用相变材料在相变过程中吸收或释放大量热量而保持温度不变的特性,用溶胶-凝胶法制备了聚乙二醇(PEG)/SiO_2相变颗粒,并分别以不同比例的PEG/SiO_2相变颗粒等体积代替矿粉,对沥青胶浆做针入度、软化点、动态剪切流变等实验,研究相变颗粒代替矿粉后对沥青胶浆常温及高温流变性能的影响。结果表明,以一定比例的相变材料替代矿粉可有效地改善沥青胶浆的高温性能,但对常温性能改善效果不明显。