周建庭， 聶志新， 郭增偉， 楊 娟， 鄭 忠

(1. 重慶交通大學(xué) 省部共建山區(qū)橋梁及隧道工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400074; 2. 重慶市市政設(shè)計(jì)研究院, 重慶 400020; 3. 四川雅康高速公路有限責(zé)任公司, 四川 雅安 625000)

相變材料(phase change material，PCM)作為一種新型的節(jié)能材料，已成為國內(nèi)外資源利用與材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).其原理是在相變溫度范圍內(nèi)，利用自身結(jié)構(gòu)或相態(tài)變化向環(huán)境釋放、吸收潛熱，從而調(diào)節(jié)和控制周圍環(huán)境的溫度.在建筑節(jié)能、道路保養(yǎng)、工程結(jié)構(gòu)降溫等領(lǐng)域，人們通常在普通混凝土中，通過直埋、封裝等方式摻加一定比例的相變材料，期望得到具有調(diào)溫作用的相變混凝土.然而，由于相變材料的封裝技術(shù)與熱穩(wěn)定性、相變混凝土的力學(xué)性能等關(guān)鍵問題尚未解決，大多數(shù)相變混凝土的研究仍處于理論試驗(yàn)階段.相變混凝土的制備流程包括材料表征及篩選、封裝處理及配合比設(shè)計(jì).

筆者研究固-液相變材料的分類及特點(diǎn)，對(duì)相變材料封裝技術(shù)與熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析，并重點(diǎn)討論多孔材料吸附法，開展相變混凝土配合比設(shè)計(jì)與性能的研究，以期為相變混凝土的相關(guān)試驗(yàn)提供參考.

1 相變材料的篩選

自然環(huán)境中相變材料種類繁多，迄今為止，科研人員已研究了4千多類相變材料.依據(jù)相變形式，將相變材料分為固-固、固-液、固-氣和液-氣等4種，目前，最具研究價(jià)值和實(shí)用價(jià)值的是固-液相變材料.

1.1 固-液相變材料的分類及特點(diǎn)

常見的固-液相變材料主要有熔融鹽、結(jié)晶水合鹽、金屬、石蠟、脂酸及醇類.表1為不同固-液相變材料的熱物理參數(shù)表.

熔融鹽相變材料相變溫度為100～1 000 ℃，無過冷和相分離現(xiàn)象.雖然熔融鹽導(dǎo)熱性差，相變過程中傳熱不均，利用率低，伴隨著結(jié)晶現(xiàn)象，但是因其高熔點(diǎn)、高相變焓的特點(diǎn)，大量應(yīng)用于太陽能、核能及工業(yè)余熱回收等領(lǐng)域.常見的熔融鹽相變材料有碳酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽和氟化鹽.結(jié)晶水合鹽利用結(jié)晶水脫水與結(jié)晶的過程，釋放和儲(chǔ)存熱量，相變溫度低于100 ℃，體積變化小，價(jià)格便宜.但因其過冷、相分離現(xiàn)象導(dǎo)致結(jié)晶水合鹽的相變過程可逆性差，使用壽命較短.不過結(jié)晶水合鹽屬于環(huán)保型儲(chǔ)能材料，在食品包裝、地暖工程等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛.常見結(jié)晶水合鹽有硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽等鹽類的水合物，以及堿土金屬的鹵化物.金屬類相變材料的相變溫度一般高于400 ℃，在太陽能發(fā)電、儲(chǔ)熱換熱器等高溫儲(chǔ)熱工程中廣泛應(yīng)用，常見的有鎂、銅、鋅、鋁和硅等5類相變材料.石蠟類相變材料由直鏈烷烴混合而成，作為理想的相變儲(chǔ)能材料，具有相變潛熱高、無過冷及析出現(xiàn)象、性能穩(wěn)定、無毒、無腐蝕性及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn).但也存在著導(dǎo)熱系數(shù)低、相變過程緩慢、與混凝土材料相容性差等缺點(diǎn).脂酸類相變材料特點(diǎn)與石蠟相似，最常用的有癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸等5類.醇類相變材料中，研究最多的是聚乙二醇(PEG)，它是一種溶于水的高分子化合物.隨著分子量的增加，其物態(tài)從黏稠液態(tài)變?yōu)閳?jiān)硬蠟狀固體，具有相變溫度較低、相變潛熱高、無過冷及環(huán)境友好等特點(diǎn).聚乙二醇已經(jīng)在石化產(chǎn)業(yè)批量生產(chǎn)，成本較低.

表1 不同固-液相變材料的熱物理參數(shù)表

1.2 多元復(fù)合相變體系

由于純相變材料的相變溫度單一，無法滿足實(shí)際工程的不同溫度要求，針對(duì)此類問題，許多學(xué)者將多種相變材料按比例混合，以獲得相變溫度滿足要求、相變焓值較高的多元相變材料.表2為多元復(fù)合相變材料性能表.陶冰梅[1]將各類硝酸鹽進(jìn)行混合，得到了具有不同熔點(diǎn)和焓變值的復(fù)合硝酸鹽類相變材料.LIU Y. S.等[2]、祝丹婷等[3]制備了新型的共晶水合鹽，并采用SEM、紅外光譜等測其穩(wěn)定性與熱物理參數(shù)，相容性良好.FANG D.等[4]在理論和試驗(yàn)方面對(duì)金屬類相變材料做了大量研究，測得合金類相變材料的熱物理參數(shù).李莉[5]為得到適宜室內(nèi)溫度的固-液相變材料，將多種石蠟類、脂酸類相變材料按不同比例混合，得到混合后的熱物理參數(shù).孟新等[6]為得到廉價(jià)實(shí)用的控溫相變材料，將癸酸、月桂酸及棕櫚酸混合浸漬，制備了多元脂肪酸共晶混合物.何麗紅[7]將PEG2000與PEG4000按不同比例混合，測試了其熱物特性.

表2 多元復(fù)合相變材料性能表

2 相變材料的定形與封裝

早期有科研人員利用芒硝作相變原材料，采用直接浸泡法，制得了芒硝相變混凝土，結(jié)果表明芒硝對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)腐蝕性.由于固-液相變材料存在著液態(tài)時(shí)流動(dòng)性強(qiáng)，部分相變材料具有腐蝕性，與工程材料不相容，導(dǎo)熱性差等缺點(diǎn)，因此，在制備相變混凝土?xí)r就不能將相變材料與普通混凝土簡單混合.選擇相變材料基體材料時(shí)，往往需要滿足以下幾點(diǎn)要求： ① 封裝材料要保證具有良好的相容性，與相變材料和混凝土集料不發(fā)生反應(yīng)； ② 封裝材料保證有良好的力學(xué)性能，保證相變材料物態(tài)變化過程中變形協(xié)調(diào)； ③ 封裝材料要有良好的密閉性，保證液化后的相變材料不會(huì)大量泄漏； ④ 封裝材料要有良好的傳熱性，保證相變混凝土結(jié)構(gòu)的溫度分布均勻性.常用的封裝定形技術(shù)主要分為多孔基體吸附法、相變微膠囊、大體積及納米復(fù)合技術(shù)封裝等4類.其中多孔基體吸附法具有工藝簡單、成本低廉、效果明顯等優(yōu)勢，是制備相變混凝土較為可行的一種方法.

2.1 多孔基體吸附法

利用固-液相變材料的液態(tài)流動(dòng)屬性，選擇孔隙較大或孔隙率較高的多孔基體材料，與液化的相變材料混合，使得多孔基體的孔隙中充滿相變材料，最后得到二者混合的復(fù)合定形相變材料，這種方法稱為多孔基體吸附法.

2.1.1多孔基體材料及吸附方式

作為吸附相變材料的基體材料，往往需要具有較高的孔隙率，同時(shí)與混凝土有較好的相容性，常見的多孔基體材料有陶粒、膨脹石墨、硅藻土及膨脹珍珠巖等.在將液態(tài)相變材料和多孔基體材料混合時(shí)，根據(jù)是否采用真空抽離，可分為直接加熱混合和真空浸漬、抽離；也可將相變材料溶于溶劑后，與多孔基體吸附，然后蒸發(fā)溶劑得到復(fù)合定形相變材料；同時(shí)，硅藻土等多孔基體還能采用混合燒結(jié)的方式制成陶瓷基高溫復(fù)合相變材料.

2.1.2多孔材料的定形效果

多孔材料的吸附效果與孔隙率、孔隙大小有關(guān).一般孔隙大、孔隙率高的多孔材料，吸附率就相應(yīng)較高；孔隙率低，且孔隙小，吸附率就較低.表3為多孔材料定形效果對(duì)比表.

吳陶俊[8]、HE H.T.等[9]選用了不同類型的陶粒來吸附相變材料，并對(duì)比了直接吸附法與真空吸附法的吸附效果，結(jié)果表明真空條件能夠提高吸附率2～3倍.李云濤等[10]開展了膨脹石墨吸附相變材料的相關(guān)試驗(yàn)，研究表明膨脹石墨制備的定形相變材料，普遍存在過冷度高和相分離現(xiàn)象.孟多等[11]、趙思勰等[12]采用了真空吸附、改性處理、燒結(jié)等方法，制備了硅藻土定形相變材料，并測得熱物理參數(shù).LI R.G.等[13]采用膨脹珍珠巖作為吸附基體，制得定形相變材料.胡現(xiàn)石[14]在定形吸附前，還采用溶液浸漬法、水解沉淀法對(duì)膨脹珍珠巖表面進(jìn)行改性處理.

表3 多孔材料定形效果對(duì)比表

由表3可知：針對(duì)陶粒這類大孔徑的多孔材料，真空吸附往往能夠提高2～3倍吸附率；對(duì)于膨脹石墨這類微觀多孔材料，吸附率能夠達(dá)到接近90%，真空吸附與直接吸附的效果相差不大；硅藻土類基體材料采用燒結(jié)、真空攪拌或溶劑蒸發(fā)法得到的吸附率相差較大，其中混合燒結(jié)的吸附率最高；對(duì)于膨脹珍珠巖，改性處理也能大幅提高吸附率.大多數(shù)定形相變材料的相變溫度與原材料相差不大，相變焓往往在理論上同質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比.

2.1.3定形相變材料的封裝與穩(wěn)定性

由于外界環(huán)境的多變性和重復(fù)性，定形相變材料在混凝土中的穩(wěn)定性顯得尤為重要.徐仁崇[15]制備了癸酸-月桂酸/陶粒相變混凝土，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)未封裝的相變混凝土在4 d后出現(xiàn)嚴(yán)重開裂，28 d后試件基本破損，并有白色相變材料析出.而采用環(huán)氧樹脂、乳化瀝青等對(duì)陶粒進(jìn)行封裝后，可避免這種現(xiàn)象出現(xiàn).S.RAMAKRISHNAN等[16]制備了一種疏水性的膨脹石墨PCMs，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無需進(jìn)行額外封裝，就能將其與膠凝材料直接混合，同時(shí)，未經(jīng)表面改性的親水性石墨PCMs不宜直接與混凝土集料直接混合.因此，對(duì)摻加到混凝土中的定形相變材料是否進(jìn)行封裝處理，取決于定形相變材料與混凝土的相容性.常見的封裝材料包括硅溶膠、苯丙乳液、環(huán)氧樹脂、乳化瀝青、干油性涂料等.圖1為多次熱循環(huán)后定形相變材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化曲線.圖中A-①為陶粒PCMs，A-②為硅藻土PCMs；B-①為20 ℃礦粉混凝土，B-②為40 ℃礦粉混凝土，B-③為20 ℃水泥混凝土；C-①為0.35水灰比等水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)直摻，C-②為0.48水灰比等水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)直摻；D-①為3 d齡期，D-②為7 d齡期，D-③為14 d齡期；E-①為7 d齡期，E-②為28 d齡期.

圖1 多次熱循環(huán)后的定形相變材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化曲線

肖慧娟[17]采用苯丙乳液對(duì)陶粒、硅藻土PCMs進(jìn)行封裝，對(duì)比研究了20次熱循環(huán)后未封裝組與封裝組的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，見圖1曲線A.華建社等[18]將未封裝的膨脹石墨/石蠟PCMs進(jìn)行多次熱循環(huán)試驗(yàn)，并測試其質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化曲線，結(jié)果見圖1曲線B.林性水[19]用環(huán)氧樹脂和聚酰胺樹脂混合液對(duì)相變陶粒進(jìn)行封裝，多次熱循環(huán)后發(fā)現(xiàn)質(zhì)量基本無損失，質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化見圖1曲線C.秦月[20]將硅藻土與多種熔融鹽進(jìn)行混煉燒結(jié)，制備了復(fù)合定形相變材料，并通過100次熱循環(huán)試驗(yàn)，測試質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化規(guī)律，詳見圖1曲線D.夏琳[21]選擇膨脹珍珠巖分別吸附石蠟和月桂酸，制得飽和定形相變材料后，進(jìn)行了30次熱循環(huán)試驗(yàn)，研究結(jié)果表明：膨脹珍珠巖/石蠟PCMs的孔隙結(jié)合力及熱循環(huán)穩(wěn)定性強(qiáng)于膨脹珍珠巖/月桂酸PCMs，質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化詳見圖1曲線E.

由圖1可知：不同吸附基體和相變材料制備的定形相變材料的熱循環(huán)穩(wěn)定性各不相同，但在100次熱循環(huán)工況后，質(zhì)量損失率普遍不超過5%；質(zhì)量損失與相變材料的吸附率有關(guān)，吸附越飽和的定形相變材料，質(zhì)量損失越嚴(yán)重；觀察質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化曲線可以發(fā)現(xiàn)，定形相變材料在多次熱循環(huán)后，質(zhì)量損失均逐漸趨于穩(wěn)定.

2.2 微膠囊封裝法

微膠囊封裝技術(shù)最早應(yīng)用于生產(chǎn)無碳復(fù)寫紙，隨后在醫(yī)藥、航天、感光材料等領(lǐng)域得到發(fā)展應(yīng)用.將微膠囊技術(shù)運(yùn)用到相變材料封裝上，其原理便是在微觀尺度上，用涂層薄膜或殼材料將相變材料顆粒進(jìn)行包裹，形成膠囊狀的復(fù)合相變材料.相變微膠囊的粒徑為1.0～100.0 μm，膠囊壁的厚度為0.2～10.0 μm.

2.3 大體積封裝法

大體積封裝法是相對(duì)于微膠囊封裝的宏觀表現(xiàn)，一般選擇粒徑大于1mm容器，對(duì)相變材料進(jìn)行包裹封存，最后添加到建筑材料中.具有以下特點(diǎn)： ① 形狀尺寸可隨意調(diào)整； ② 相變材料一般不會(huì)泄露，安裝可靠； ③ 可選擇不同強(qiáng)度封裝容器來滿足強(qiáng)度性能要求； ④ 封裝方法簡單，便于操作.

2.4 納米技術(shù)封裝法

納米技術(shù)封裝法就是將納米技術(shù)運(yùn)用于相變材料封裝定形，根據(jù)制備的產(chǎn)物可以分為納米流體、納米膠囊和納米復(fù)合相變材料.納米流體是在相變材料微粒和單相傳熱流體組成的固-液多相流體中，添加納米粒徑的金屬或者非金屬氧化物顆粒.納米膠囊就是在相變微膠囊的基礎(chǔ)上，將納米技術(shù)運(yùn)用到相變膠囊，制備出納米量級(jí)的納米相變膠囊.納米技術(shù)還可運(yùn)用到定形相變材料中，利用納米尺寸粒子的特殊效應(yīng)，將納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)作為吸附基體，制備納米復(fù)合相變材料(nanocomposite-PCM,NC-PCM).

3 相變混凝土的設(shè)計(jì)與性能

已經(jīng)封裝定形的相變材料又可稱作相變骨料，研究人員通常將相變骨料以一定方式添加到混凝土中，經(jīng)過澆筑成型、后期養(yǎng)護(hù)后，研究混凝土抗壓強(qiáng)度和熱物理參數(shù)的變化規(guī)律.

3.1 相變混凝土的配合比設(shè)計(jì)

相變混凝土的配合比設(shè)計(jì)往往是在普通混凝土配合比基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，目前，常用的3種設(shè)計(jì)思路是等質(zhì)量替換、等體積替換或直接摻加.表4為相變混凝土配合比設(shè)計(jì)匯總表.

MA Q.Y.等[22]將膨脹珍珠巖/硬脂酸丁酯PCMs等體積替換了普通混凝土中的砂，最高替換比例達(dá)30%.S.PILEHVAR等[23]選用了含礦物聚合物和波特蘭水泥的兩種混凝土配合比，通過摻加砂體積分?jǐn)?shù)為0～20%的石蠟相變微膠囊，制備得到了相變混凝土.肖慧娟[17]采用苯丙乳液封裝陶粒和硅藻土基PCMs，將相變儲(chǔ)能骨料按照等體積法替換普通混凝土中的碎石集料.尚建麗等[24]利用多孔鋼渣來吸附石蠟得到相變鋼渣骨料，并按絕對(duì)質(zhì)量法替換普通混凝土中的鋼渣(粗骨料).王文濤[25]制備了活性炭儲(chǔ)能骨料，根據(jù)JGJ 51—2002《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》，對(duì)設(shè)計(jì)強(qiáng)度為LC10的普通混凝土進(jìn)行調(diào)整.宋偉[26]用自制的鐵質(zhì)大膠囊封裝CaCl2·6H2O相變材料，并將大膠囊相變骨料直接添加到普通混凝土中.W. M. HAE等[27]利用膨脹石墨塊真空吸附十八烷，制得SSPCM儲(chǔ)能骨料，替換等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水泥直接摻入到混凝土中.

由表4可知：大量文獻(xiàn)普遍采用多孔基體吸附法來制備相變骨料，其中，陶?；嘧児橇系难芯肯鄬?duì)較多，因?yàn)樘樟１旧砭褪荍GJ 51—2002中的標(biāo)準(zhǔn)集料，可以用相變陶粒骨料直接替換普通混凝土中等質(zhì)量分?jǐn)?shù)或等體積分?jǐn)?shù)的普通陶粒.大多數(shù)相變骨料密度相對(duì)較輕，往往選擇等體積替換法，而當(dāng)相變骨料密度與替換集料相似時(shí)，適合采用等質(zhì)量替換法.多孔基體制備的相變骨料也存在著攪拌易離析、降低混凝土的密實(shí)度等缺點(diǎn).

3.2 相變混凝土的力學(xué)性能

相變材料與混凝土集料的相容性較差，往往會(huì)引起混凝土力學(xué)性能的降低.因此，為了保證相變混凝土在實(shí)際工程應(yīng)用中的可行性，筆者歸納整理了部分文獻(xiàn)資料，對(duì)吸附率、摻加材料的質(zhì)量(體積)分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算，得到了單位體積混凝土內(nèi)的相變材料絕對(duì)質(zhì)量后，對(duì)比研究抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律.圖2為相變混凝土抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律曲線.圖中A為砂集料混凝土；B-①為20 ℃礦粉混凝土，B-②為40 ℃礦粉混凝土，B-③為20 ℃水泥混凝土，B-④為40 ℃水泥混凝土；C-①為0.35水灰比等水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)直摻，C-②為0.48水灰比等水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)直摻，C-③為0.48水灰比等水泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)替換砂；D-①為3 d齡期，D-②為7 d齡期，D-③為14 d齡期，D-④為28 d齡期；E-①為7 d齡期，E-②為28 d齡期；F為珍珠巖混凝土.

圖2 相變混凝土抗壓強(qiáng)度隨PCMs質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化曲線

MA Q.Y.等[22]對(duì)摻有體積分?jǐn)?shù)為0～30%砂集料的相變混凝土進(jìn)行了密度與抗壓強(qiáng)度的測試，結(jié)果表明相變混凝土抗壓強(qiáng)度降幅不明顯，抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律見圖2中曲線A.S. PILEHVAR等[23]制備了微膠囊相變混凝土，經(jīng)過28 d的養(yǎng)護(hù)后，測試了20 ℃(固態(tài))與40 ℃(液態(tài))下的混凝土抗壓強(qiáng)度，結(jié)果表明相變狀態(tài)對(duì)抗壓強(qiáng)度影響明顯，見圖2中曲線B.W. M. HAE等[27]將xGnP/十八烷摻加到混凝土中，對(duì)比了等質(zhì)量直摻砂和等質(zhì)量替換砂兩種方式對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響規(guī)律，見圖2中曲線C.石憲等[28]制備了3組陶粒相變混凝土，測試了相變混凝土分別養(yǎng)護(hù)3，7，14和28 d的抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律，見圖2中曲線D.宋偉[26]將制備的鐵質(zhì)大膠囊摻加到混凝土中，研究不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大膠囊對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響變化，見圖2中曲線E.馬芹永等[29]利用膨脹珍珠巖相變儲(chǔ)能骨料，等體積替換了普通混凝土中的砂，結(jié)果表明混凝土整體密度降低較小，強(qiáng)度下降明顯，見圖2中曲線F.

由圖2可知：隨著相變材料含量的增加，混凝土抗壓強(qiáng)度不斷降低，同時(shí)，普通混凝土抗壓強(qiáng)度越高，強(qiáng)度下降幅度越大，最大降幅超過40%；采用陶粒相變骨料配制的相變混凝土，由于陶?；炷帘旧砜箟簭?qiáng)度偏低，相變混凝土強(qiáng)度下降不明顯；采用鐵質(zhì)大膠囊封裝方式制備的混凝土，大膠囊摻加比例較少，抗壓強(qiáng)度有增加的趨勢.

3.3 相變混凝土的熱物理性能

由于相變材料普遍具有導(dǎo)熱性差、比熱容高的熱墮性能，相變材料的添加往往會(huì)引起相變混凝土比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)的變化.圖3，4分別為相關(guān)文獻(xiàn)的相變混凝土導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容匯總圖.

圖3 相變混凝土導(dǎo)熱系數(shù)匯總圖

圖4 相變混凝土比熱容匯總圖

A. EDDHAHAK-OUNI等[30]制備了相變溫度為23 ℃的石蠟微膠囊，采用熱盤技術(shù)測試了PCMs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的相變混凝土老化前和老化后的導(dǎo)熱系數(shù)，利用差示掃描儀測試了其比熱容.A. JAYALATH等[31]將石蠟微膠囊PCMs等質(zhì)量替換了普通混凝土中細(xì)骨料，通過預(yù)埋探針的方式測試導(dǎo)熱系數(shù)，比熱容采用公式計(jì)算得到，測得了相變儲(chǔ)能骨料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的混凝土熱物理參數(shù).丁鵬等[32]利用稻殼灰吸附石蠟，制備了相變儲(chǔ)能骨料，將相變儲(chǔ)能骨料添加到C50混凝土中，替換混凝土中質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的水泥，測得C50普通砼與相變混凝土導(dǎo)熱系數(shù)與比熱容變化規(guī)律.吳陶俊[8]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，石蠟/陶粒與混凝土集料混合后，相變性能沒有發(fā)生改變，并測定了石蠟/陶粒相變混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)與比熱容.楊玉山等[33]制備摻有活性炭儲(chǔ)能骨料與石墨的相變混凝土，研究了比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加的變化規(guī)律.由圖3,4可知：石蠟和脂酸類相變混凝土導(dǎo)熱系數(shù)普遍低于普通混凝土；添加少量石墨，導(dǎo)熱系數(shù)明顯提高，儲(chǔ)熱能力與相變骨料質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比.

4 結(jié)語與展望

1) 通過對(duì)研究價(jià)值和實(shí)用價(jià)值較高的固-液相變材料分類研究，可知適合實(shí)際工程建筑環(huán)境的相變材料為石蠟、脂酸和醇類，并且可以通過多種相變材料混合的方式，制備滿足不同溫度條件的多元復(fù)合相變材料.

2) 相變材料不宜與混凝土集料直接混合，需要進(jìn)行封裝定形處理.其中，多孔基體吸附法是目前研究最多的一種定形方式，而定形相變材料與混凝土集料的相容性及熱穩(wěn)定性，決定了是否需對(duì)定形相變材料進(jìn)行表面改性和封裝處理.

3) 相對(duì)于普通混凝土，隨著相變材料含量的增加，相變混凝土的比熱容會(huì)不斷提高，但抗壓強(qiáng)度往往呈現(xiàn)出大幅降低趨勢，少數(shù)大體積封裝得到的相變混凝土，強(qiáng)度變化不明顯.同時(shí)，相變混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)往往受相變材料的導(dǎo)熱性能影響，添加石墨、金屬粒子等可改善相變混凝土導(dǎo)熱性.

4) 相變混凝土已經(jīng)在建筑節(jié)能、道路養(yǎng)護(hù)、大體積混凝土中得到大量應(yīng)用研究，需要探究出與混凝土集料相容性好，并具備良好相變特性的新型相變材料和定形封裝材料與方式.