CN106830808A - 一种太阳能储热材料用自密实混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能储热材料用自密实混凝土，由水泥、活性材料、多孔陶粒负载金属粉、外加剂、水洗中砂、石子、导热纤维和水组成。具有较高的热容，不仅能够保证储热材料的储热效率，克服原来混凝土储热材料致密度低，高温后易开裂的问题，还能够提高自密实混凝土使用范围。本发明工艺简单，具有较高的经济和环境效益，属于高附加值资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能储热材料用自密实混凝土。该类自密实混凝土能够用于太阳能热发电显热储热材料，具有较高的热容值，且耐高温性能，适用于太阳能热发电等领域。
背景技术
由于能源、环境问题日益严峻，充分且合理利用资源是解决能源、环境危机的重要措施。太阳能热发电中，热存储技术发挥了核心作用，解决了热发电只能利用太阳能的法直辐射，在阴天、雨天和夜间均不能发电的问题。熔盐经常被用作热发电储热材料，但是其较强的腐蚀作用和较高的凝固点使得原料成本和后期管道破坏后的维护和维修成本都非常高。在固体显热材料中，高温水泥混凝土材料优势非常明显。混凝土材料的成本低，且相对性能稳定。但是作为一种水硬性粘结剂，混凝土储热材料通常采用铝酸盐水泥等耐火型的胶结材料，这种材料的成本相对于普通硅酸盐水泥较高。若能克服普通硅酸盐水泥在高温下性能不稳定、储热能力直线下降等问题，就能很大程度上降低成本且扩大普通硅酸盐水泥的应用范围。自密实混凝土是一种高性能混凝土，由于高流动性、良好的耐久性及施工方便等诸多优点而被工程界广泛应用。但在推广使用中，需要克服自密实混凝土在高温时传导效率低等问题。
发明内容
本发明的目的是针对太阳能热发电中混凝土储热材料高温性能不稳定、储热能力下降等问题，对自密实混凝土进行配方优化，能够提高太阳能热发电储热材料的高温下储热效率。同时加入高效新型聚羧酸类减水剂，很大程度上提高了自密实储热材料的致密度。本发明不仅拓宽了自密实混凝土的应用领域，同时也大大降低了太阳能热发电储热环节的应用成本，制备方法简单，性能优异。
本发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种太阳能储热材料用自密实混凝土，由以下重量组分的原料组成：
水泥230～300份、活性材料100～170份、多孔陶粒负载金属粉20～30份、外加剂5～6份；水洗中砂553～830份；石子998～1150份；导热纤维0.1～1.5份、水50～100份。
所述的活性材料采用粉煤灰、偏高岭土、硅灰、磨细矿渣中的一种或多种。
所述的多孔陶粒负载金属粉是将多孔陶粒材料与金属粉材料机械按7：3比例混合而成。
所述的金属粉材料包括铜粉、铁粉、铝粉中的一种或多种。
所述的外加剂包括高保坍聚羧酸类减水剂、氨酯型缓凝聚羧酸系减水剂、低引气增强型固体聚羧酸减水剂、增强型聚羧酸系混凝土减胶剂、超早强型聚羧酸减水剂、抗裂减缩型聚羧酸系减水剂中的一种。
所述的导热纤维为碳纤维、铜纤维、铁纤维、不锈钢纤维中的一种或多种。
本发明还公开了所述太阳能储热材料用自密实混凝土的制备方法，采用以下步骤：
（1）将多孔陶粒与金属粉按7：3比例预搅拌10-15分钟，制得多孔陶粒负载金属粉。
（2）按重量份分别计量水泥、活性材料、多孔陶粒负载金属粉、外加剂、水洗中砂、石子、导热纤维、水，搅拌30-60分钟，混合均匀后制得自密实混凝砂浆。
有益效果
1、该自密实储热混凝土的高储热性能满足了太阳能热发电储热材料的需求，大大拓宽了自密实混凝土材料的应用范围。
2、新型高效聚羧酸减水剂的加入克服了储热材料致密度差的问题，提高了储热材料的储热效率。
3、制备工艺非常简单，能够有效提高成型效率。
具体实施方式：
实施案例1
（1）将多孔陶粒与铜粉按7：3比例预搅拌10-15分钟，制得多孔陶粒负载铜粉。
（2）按重量份分别计量230份水泥、粉煤灰100份、多孔陶粒负载铜粉20份、高保坍聚羧酸类减水剂5份、水洗中砂553份、石子998份、碳纤维0.1份、水50份，搅拌30分钟混合均匀，制得自密实混凝砂浆。
实施案例2
（1）将多孔陶粒与铁粉按7：3比例预搅拌10-15分钟，制得多孔陶粒负载铜粉。
（2）按重量份分别计量300份水泥、偏高岭土170份、多孔陶粒负载铁粉30份、氨酯型缓凝聚羧酸系减水剂6份、水洗中砂830份、石子1150份、铜纤维1.5份、水100份，搅拌40分钟混合均匀，制得自密实混凝砂浆。
实施案例3
（1）将多孔陶粒与铝粉按7：3比例预搅拌10-15分钟，制得多孔陶粒负载铜粉。
（2）按重量份分别计量250份水泥、硅灰150份、多孔陶粒负载铝粉25份、低引气增强型固体聚羧酸减水剂5份、水洗中砂600份、石子1000份、铁纤维1份、水80份，搅拌50分钟混合均匀，制得自密实混凝砂浆。
实施案例4
（1）将多孔陶粒与铜粉铝粉的混合粉末按7：3比例预搅拌10-15分钟，制得多孔陶粒负载铜粉。
（2）按重量份分别计量280份水泥、磨细矿渣130份、多孔陶粒负载铜粉22份、增强型聚羧酸系混凝土减胶剂6份、水洗中砂700份、石子1005份、不锈钢纤维1.2份、水50份，搅拌60分钟混合均匀，制得自密实混凝砂浆。
实施案例5
（1）将多孔陶粒与铁粉按7：3比例预搅拌10-15分钟，制得多孔陶粒负载铜粉。
（2）按重量份分别计量240份水泥、粉煤灰+硅灰共150份、多孔陶粒负载铁粉24份、超早强型聚羧酸减水剂5份、水洗中砂650份、石子1000份、碳纤维+铁纤维共0.8份、水70份，搅拌30分钟混合均匀，制得自密实混凝砂浆。
实施案例6
（1）将多孔陶粒与铜粉铁粉铝粉的混合粉末按7：3比例预搅拌10-15分钟，制得多孔陶粒负载铜粉。
（2）按重量份分别计量240份水泥、硅灰+偏高岭土+细磨矿渣共160份、多孔陶粒负载铝粉28份、抗裂减缩型聚羧酸系减水剂6份、水洗中砂800份、石子1100份、铜纤维+铁纤维+不锈钢纤维共1.4份、水90份，搅拌混合均匀，制得自密实混凝砂浆。
Claims (7)
1.一种太阳能储热材料用自密实混凝土，其特征在于，其组成及重量份数如下：
水泥230～300份、活性材料100～170份、多孔陶粒负载金属粉20～30份、外加剂5～6份；水洗中砂553～830份、石子998～1150份、导热纤维0.1～1.5份、水50～100份。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能储热材料用自密实混凝土，其特征在于，所述的活性材料采用粉煤灰、偏高岭土、硅灰、磨细矿渣中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能储热材料用自密实混凝土，其特征在于，所述的多孔陶粒负载金属粉是将多孔陶粒材料与金属粉材料机械按7：3比例混合而成。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能储热材料用自密实混凝土，其特征在于，所述金属粉材料包括铜粉、铁粉、铝粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能储热材料用自密实混凝土，其特征在于，所述的外加剂包括高保坍聚羧酸类减水剂、氨酯型缓凝聚羧酸系减水剂、低引气增强型固体聚羧酸减水剂、增强型聚羧酸系混凝土减胶剂、超早强型聚羧酸减水剂、抗裂减缩型聚羧酸系减水剂中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能储热材料用自密实混凝土，其特征在于，所述的导热纤维为碳纤维、铜纤维、铁纤维、不锈钢纤维中的一种或多种。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的太阳能储热材料用自密实混凝土的制备方法，其特征在于，采用以下步骤：
（1）将多孔陶粒与金属粉按7：3比例预搅拌10-15分钟，制得多孔陶粒负载金属粉；
（2）按重量份分别计量水泥、活性材料、多孔陶粒负载金属粉、外加剂、水洗中砂、石子、导热纤维、水，搅拌30-60分钟，混合均匀后制得自密实混凝砂浆。
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