论文总字数：28822字

摘 要

随着全球经济地不断发展，能源消耗不断增大，而其中建筑能耗所占比例越来越高，对建筑节能的研究具有重要的现实意义。泡沫混凝土是一种新型的节能保温墙体材料，将相变材料与泡沫混凝土相结合，利用相变储能技术和泡沫混凝土的保温隔热性能调节室内温度，提高环境舒适度，是一种有效地节能途径，具有广阔的应用前景。

本文首先制备了在舒适温度范围的相变材料，分别使用粉煤灰和膨胀珍珠岩作为吸附载体，采用真空吸附法，将相变材料吸附到粉煤灰和膨胀珍珠岩中形成复合相变材料，进行微观结构观察发现粉煤灰吸附情况较好，膨胀珍珠岩外表面被相变材料包裹孔隙被相变材料填充，对石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料使用了水泥浆进行封装，结果表明，未封装的复合相变材料热稳定较差，封装后的材料泄露较少。

将复合相变材料加入泡沫混凝土中，研究了其性能。结果显示，相变材料的加入会使得泡沫混凝土分层导致强度偏高，经封装后分层现象明显改善，微观结构观察发现加入相变材料对膨胀珍珠岩与基体的结合没有影响，受相变材料影响其孔隙率和吸水率均下降。

对储热泡沫混凝土进行储热效果测试，实验结果对比发现，储热泡沫混凝土有良好的储热效果，能够减慢箱体内温度的升高，提高室内的舒适度，有较好的节能保温效果。

关键词：相变材料；泡沫混凝土；真空吸附；储热节能

Experimental study on the performance of the thermal storage cellular concrete

Abstract

With the development of the global economy, the energy consumption is increasing, and the proportion of building energy consumption is higher and higher, so the research of building energy saving has very important practical significance. Cellular concrete is a new energy-saving insulation wall materials, the combination of phase change materials and cellular concrete, utilizing phase change energy storage technology and cellular concrete insulation performance adjust the indoor temperature, improve environmental comfort is a effective way to save energy and it has a broad application prospect..

First, prepared the phase change material which in a comfortable temperature range , then, use fly ash and expanded perlite as adsorptive carriers, using vacuum adsorption method make the phase change materials adsorbed to fly ash and expanded perlite in the formation of composite phase change material, microstructure observation showed that fly ash adsorption is combined well, expansion perlite’s surface is encapsulated by phase change material and the pore is filled with phase change material, paraffin / expanded perlite composite phase change materials is encapsulated in cement slurry. The results show that without encapsulated of composite phase change material thermal stability is poor, the encapsulated materials leaked less.

Study the properties of the composite phase change materials in cellulared concrete. The results showed that the phase change materials would make the cellular concrete layer lead to a high level of strength, the stratification significantly improved after encapsulated and microstructure observation showed that perlite and substrate binding have no effct, due to the phase change material the porosity and water absorption rate is decreased.

Study the thermal storage capacity of thermal storage cellular concrete, it is found that, thermal storage cellular concrete has good thermal storage capacity, can slow down the temperature increased of the indoor, improve the indoor comfort, has good energy-saving and heat storage capacity.

KEYWORDS: phase change materials; cellular concrete; vacuum adsorption; energy saving

目录

储热泡沫混凝土的性能试验研究 I

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 泡沫混凝土简介 1

1.3 相变材料 2

1.3.1 相变材料的分类 3

1.3.2 相变储能材料及性能要求 4

1.3.3 相变储能技术在建筑中的应用 4

1.4 国内外研究现状 5

1.4.1 国外研究现状 5

1.4.2 国内研究现状 6

1.5 课题研究思路 7

1.5.1 研究目的 7

1.5.2 研究内容 8

第2章 原材料、仪器及实验方法 9

2.1 原材料 9

2.1.1 胶凝材料 9

2.1.2 相变材料 9

2.1.3 其他材料 10

2.2 实验仪器 10

2.3 试验方法 10

2.3.1 泡沫混凝土的制备 10

2.3.2 真空吸附实验方法 11

2.3.3 冷热循环 11

2.3.4 冷却曲线法 11

2.3.5 抗压、抗折强度测试 12

2.3.6 扫描电镜（SEM）分析 12

2.3.7 吸水率测试 12

2.3.8 导热系数的测定 12

2.3.9 孔隙率测定 13

2.3.10 储热效果测试 13

第3章 储热泡沫混凝土的制备与性能研究 14

3.1 引言 14

3.2 相变材料的制备 14

3.2.1 相变石蜡的制备 14

3.2.2 膨胀珍珠岩与石蜡的吸附 15

3.2.3 粉煤灰与石蜡的吸附 15

3.3 储热泡沫混凝土的制备 16

3.4 结果与讨论 16

3.4.1 复配相变石蜡实验结果分析 16

3.4.2 冷热循环实验结果分析 17

3.4.3 抗压抗折强度测试结果分析 18

3.4.4 孔隙率测试结果分析 19

3.4.5 导热系数测试结果分析 19

3.4.6 扫描电镜结果分析 20

3.4.7 吸水率测试结果分析 21

3.4.8 储热效果测试分析 22

第4章 结论与展望 24

4.1 主要结论 24

4.2 展望 24

参考文献 26

致谢 29

绪论

引言

能源是人类赖以生存的基础。随着全球经济的快速发展，能源需求量和需求结构不断发生着变化，而对能源不加节制的开采和过度的能源浪费导致目前能源短缺，绝大多数的能源是不可再生的资源，除了开发新的能源之外，最为有效的方法就是节能。

能源问题已经成为当今世界人们普遍关注的问题，在1999年，欧洲的能量消耗总量相当于17.8亿吨石油，其中35%能量用于住宅和商业领域^[1]。据统计，在发达国家，空调采暖能耗占建筑能耗的65%，我国的建筑能耗占能源总消耗的27.6%，空调采暖能耗占建筑能耗的60%^[2,3]。因此，减少建筑热能损失或者总体上减少建筑的能量消耗对温室气体的减少排放总量有重要的作用。

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