相变储能陶粒—水泥基复合材料界面特征及耐久性

具有相变储能功能同时可作为建筑结构材料使用的结构-功能一体化复合材料的研究，正逐渐成为材料、节能和建筑等领域交叉研究的方向和热点。一体化复合材料的界面微观结构特征及耐久性问题是复合材料研究的基础科学问题。本课题以弄清相变储能陶粒与水泥基材料复合而成的结构-功能材料的界面微观结构特征及其耐久性规律为目标，用微观结构分析和宏观性能测试等手段进行相变储能材料与陶粒相容性、相变陶粒-水泥基复合材料界面特征表征及耐久性研究，探索相变材料的物理化学性质、多孔材料的孔隙特征、多孔材料表面封装方式、基材的性质等对复合材料界面微观结构特征及耐久性的影响等问题，这对揭示多孔材料基相变储能材料与基材界面的微观结构特征及对耐久性规律有重要的意义，本研究将为相变储能材料在节能领域的应用和提高建筑结构耐久性的研究奠定基础，为具有相变储能功能的结构材料微观性能和耐久性的后续研究提供有价值的思路及可靠的理论指导。

建设资源节约型社会，是我国为实现可持续发展目标而做出的战略决策。节约能源是资源节约型社会的重要组成部分。固-液相变材料在较小的温度范围内发生相变，潜热较大，而且体积变化相对较小，是目前应用最为广泛的相变材料，从建筑、节能和材料领域发展来看，既具有优良的结构性能，同时又具有相变储能调温功能的“结构-功能”一体化的混凝土研究和应用是必然趋势本基金项目的研究目标是用力学性能优良的多孔材料吸附相变材料制成多孔材料基的相变储能材料，然后将其与水泥基材料复合，制成既有相变储能功能又有优良力学性能的结构—功能材料。这种“结构-功能一体化”材料可直接用于生产建筑结构构件。基于此目标，在项目的开展过程中，项目的研究计划要点主要有以下五个方面：（1）陶粒-水泥基复合材料的力学性能，即陶粒混凝土的力学性能；（2）相变陶粒（即，多孔陶粒基相变储能材料）的研究；（3）相变陶粒及水泥基基材的热工性能的研究；（4）相变储能陶粒—水泥基复合材料界面微观结构特征；（5）相变储能陶粒—水泥基复合材料的力学性能及耐久性。实验研究数据显示，陶粒最大吸入相变材料的量可达到其质量的70%，相变储能混凝土的强度不低于35MPa。用研究所获得的相变储能混凝土制备房屋模型，测试其耐久性及实际的调温效果。通过实测可知，使用该种“结构-功能”一体化的相变储能混凝土房屋经过半年以上的使用，无任何墙面开裂现象，其该房屋模型夏季室内外温差可降低4℃左右。在本基金资助下，基于以上的研究数据，项目申请人发表SCI检索的论文7篇（全部标注研究项目基金号），EI检索会议论文4篇，获得授权的发明专利一项。