沈婧
黑龙江省三建建筑工程有限责任公司
【摘 要】在现阶段我国的一些冬季寒冷地区的建筑工程当中，在外墙部位普遍使用玻化微珠保温砂浆，将其作为保温层来起到保温隔热效果。这种材料的优势是非常明显的，不仅具有较好的整体性和抗压强度，同时施工简单，隔热好、防火性强，但是其也存在一定的劣势，例如耐水性有限、适用范围狭窄等等，无法满足较为寒冷地区的使用需要。使用相变储能思路来制备砂浆是可行的，本文首先简要介绍了保温隔热砂浆以及相变储能的概念，之后简要介绍了其制作工艺，希望额可以给相关工作的开展提供一些参考。
【关键词】相变储能；保温隔热；耐水；节能
现在我国的现代化水平不断提高，人们的生活也在不断能改善，所以人们对于建筑工程提出了更高的使用要求，舒适度越来越被人们所看重。在我国很多气温年较差较大的地区，采用的砂浆是玻化微珠保温砂浆，其虽然具备一定的隔热性，并且由很好的抗压、抗开裂性，但是在保温隔热方面的能力仍然非常有限，难以满足冬季寒冷地区居民的需要，这就需要探索一种新型的、具有更高的保温隔热效果的材料。
一、相变储能和保温隔热砂浆的概念
（一）相变储能材料
如果外界环境温度高于材料自身的温度，就可直接吸取外界环境的热量，而当外界环境低于自身温度的时候，则可以将热量放出，这样的材料就是相变储能材料。箱变储能材料不仅具备了相变材料的优势，同时也可以作为建筑材料来使用，给建筑行业的节能发展起到至关重要的作用，同时也可以创造较高的经济效益。保温隔热砂浆就是目前应用较为广泛的相变储能建筑材料。
（二）保温隔热砂浆
保温隔热砂浆涂抹到建筑墙体和墙面上，可以求导一定的保温隔热效果，其主要构成材料为水泥、膨胀珍珠岩等等，也可以加入纤维素和其他添加剂，经过手工或机械搅拌，即可制成。保温隔热砂浆是一种新型保温隔热材料，可以起到保温隔热效果，并且具有绿色环保特性，经过搅拌后粘性较好，所以施工流程较为简单。
二、相变储能保温隔热砂浆的制备工艺
（一）定型相变材料的制备
(1)将膨胀珍珠岩加入水浴加热反应釜中,转速为80r/min,温度为80℃条件下,抽真空20min,负压为0.5~0.6MPa,关闭气阀并开启液体加料阀,将已经融化的十八烷蜡缓慢加入。
(2)关闭进料阀,抽真空,负压为0.9~1.0MPa,搅拌速度调制120r/min,保温反应30min,关闭真空泵,卸料、冷却、包装。
(3)在该生产工艺中,加入熔点为30℃的十八烷蜡制备的定型相变材料,用于配制外墙保温隔热砂浆;改加熔点为22℃的十八烷蜡制备的定型相变材料,用于配制内墙保温隔热砂浆。
（二）相变储能保温隔热砂浆的制备
首先将空心玻璃微珠和粉煤灰加入砂浆混合机中,搅拌中加入纤维材料,待纤维材料分散均匀后再加入水泥、膨润土、胶粉等粉状材料,最后加入玻化微珠和定型相变材料,混合均匀后立即放料,避免轻骨料因长时间搅拌而破碎。
（三）实验性能测试
(1)常规性能指标测试方法按GB/T20473-2006《建筑保温砂浆》进行。
(2)吸水率测试:按JGJ70-90中规定制备70.7mm×70.7mm×70.7mm试样2组,在自然条件下养护28d,在(75+5)℃条件下恒温烘干至恒重m0,连续2次称重之差小于0.1%,然后浸入水温为(20±5)℃恒温水槽中,保持48h,取出试件,用湿布抹去表面水分,称重m1,计算吸水率x。
(3)调温控温效果测试:采用模拟试验方法,将不掺十八烷蜡的同配方保温砂浆、掺不同量十八烷蜡的3种保温砂浆,分别批抹于普通墙体的向阳面,规格为2m×2m×2mm,分别标为样板1#、2#、3#、4#,其中1#为对照样板。选择高温季节晴天,最高气温为36℃,分时段测试4块样板的表面温度,通过相同时段的温度差值检测相变储能材料的调温效果,继而推算节能效率。
（二）实验结果与讨论
(1)十八烷蜡对膨胀珍珠岩吸水率的影响玻化微珠和膨胀珍珠岩都是以珍珠岩为原料,经高温烧结、瞬间膨胀而成的轻质多孔材料,玻化微珠表面包覆一层玻璃质,呈闭孔中空结构,但因原材料差异和工艺控制的难度,往往存在着部分开孔颗粒;膨胀珍珠岩是表面开孔、内部呈蜂窝状颗粒,因此吸水率较高,经吸附十八烷蜡以后,吸水率下降。
(2)定性相变材料对保温砂浆性能的影响在试验条件下,以玻化微珠为主要轻集料制备的保温砂浆,干密度、导热系数较低,抗压强度较高;以自制定型相变材料为主要轻集料制备的保温砂浆,干密度、导热系数较高,抗压强度较低;二者以1∶1质量比混合使用,3项性能居其中,并且具有良好的调温控温功能,还对提高耐水性有一定贡献。在保温层使用过程中所产生的毛细孔通道和细裂纹，渗透结晶型防水剂与硅灰产生的二次水化活性物仍能具有二次渗透修复功能，因此具有永久防水性。
（3）材料用量和砂浆调温效果的关系
如果在保温材料当中加入定性相变材料，那么在环境温度较高时，随着相变材料用量大增加，就会导致相变材料吸热总量的增加，因此会取得更好的降温效果，反之，如果外界环境的温度较低，那么会因为相变材料储存热量较多，所以会出现放热，提高周围的温度。如果其用量达到20%，在下午其表面最高温度可以达到73℃，对比试验取得了较为明显的结果，这足以说明其调控温度的效果。
（4）相变储能保温砂浆节能效果
在夏季下午气温较高的时候，经常由于城市建筑外墙温度的提高导致热岛效应的形成，正常情况下会导致市区内的温度高于市区外3℃左右，而每个高1℃，空调制冷所需用电量就要增加2%，所以可以计算出，使用相变储材料之后，可以节电大约10%。如果在内墙中使用相变温度在20℃的十八烷蜡制成的保温砂浆，在我国北方地区昼夜温差巨大，在夏季和秋季，可以白天储能、夜晚放出，将温度调节为人体适宜的温度。在而冬季，由于该砂浆具有良好的保温性能，所以可以让室内最低温度得到提高，避免外界温度变化对室内温度变化所造成的影响，这种情况对于分户计量供热的居民建筑来说具有更为明显的节能效果。
三、结语
在经过了一系列实验结果的总结之后，我们不难发现，相变储能保温隔热砂浆和传统的玻化微珠保温隔热砂浆相比起来，其保温隔热性能更强，相变储能性的存在可以更好地调整外界环境的温度，除此之外，保温隔热砂浆的节能和耐水性也非常出色，也可以起到一定的节能效果。所以总结起来，其可以应用于建筑内外墙结构中，用于储存太阳能、提高室内温度，也可以加入防水剂来进一步提高其防水性，让其具备超强防水效果。本文针对上述问题进行了简要分析，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
参考文献
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