[发明专利]一种复合混凝土储热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合混凝土储热材料及其制备方法，包括胶凝材料、集料、熔融剂、工业石墨、二氧化硅微粉、粘土熟料、减水剂、水。胶凝材料为铝酸盐，集料为玄武岩、工业矿渣，熔融剂为三氧化二铁和氧化铝。本发明取得的有益效果为有效提高了储热混凝土的导热能力，可以储存大量热能，增加了材料的了力学性能，获得的储热水泥材料具有密度低、储热能力强、导热快、安全性高等特点。

技术领域

本发明涉及新材料及新能源应用的节能技术领域，尤其涉及一种复合混凝土储热材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着工业技术的飞速发展，能源、化工、材料等领域逐步扩张，环境污染问题日益凸显，对环境保护予以了空前的关注，对绿色能源和节能减排领域的投入逐步加大。燃煤污染对雾霾天气的形成产生了巨大的影响，据统计，PM2.5颗粒中的18％来源于煤炭的燃烧，雾霾天气在冬天尤甚，为减少冬天燃煤污染，改善空气质量，我国北方许多城市出台了一系列“煤改电”的相关政策，以期改善当前环境状况。另外，当前电力装机过剩，特别是夜间电力负荷严重不足的背景下，煤改电项目的推广对于平衡国家电网供需，解决弃电问题有十分重大的现实意义。

煤改电主要应用的方面在于采用电采暖取代燃煤取暖的方式，但普通电采暖设备存在用电量大，成本高等缺点。储热式采暖器具有制热效果好、成本低、整合电力资源等特点，储热式电暖气核心为电加热元件和储热材料，储热材料具有能量密度高等特点，可以迅速调节环境温度，在低谷用电时工作，高峰用电时利用储热材料储存热量放热，节约了用电成本，减少了弃电的资源浪费。

例如，CN103755283A公开了一种利用冶炼钢渣制备储热混凝土的方法。所述的储热混凝土重量份的各原料拌合成制成：玄武岩34～36，冶炼钢渣32～34，硅酸盐水泥6～10，矿渣粉15～18，石墨粉3～5，硅微粉3～4，减水剂0.9～1.2。该方案储热量难以达到实际储热式取暖器应用要求，该参数需要进一步提高。

CN102898106A公开了一种高密实蓄热混凝土及其制备方法，属于储热材料技术领域。本发明的高密实蓄热混凝土，由硫铝酸盐水泥12.0～26.0份，钢渣和玄武岩组成的集料65.0～80.0份，石墨1.0～5.0份，矿渣粉1.0～5.0份，水3.0～10.0份，减水剂0.1～1.0份制备而成。该方案获得储热混凝土的热导率较高，但仍存在热容比较低的缺点。

CN101876487A公开了一种太阳能热发电用混凝土材料预制储热模块，所述原料为玄武岩骨料、矿渣、铝酸盐水泥、活性氧化铝粉、硅微粉、蓝晶石粉和天然石墨粉。该配方密度较大，在实际应用过程中增加了整体设备重量，需要进一步优化。

目前常用的储热材料有显储热材料、相变储热材料、化学反应储热材料。使用在电暖气中的显热储热材料需要具有以下特点：

(1)储热能量高，储热密度大需要储热材料具有较高的比热容量，可供高峰用电16小时的热量释放；

(2)稳定性好，在高温储能状态时不易挥发和分解；

(3)具有合适的使用温度；

(4)无毒、耐腐蚀、不易燃易爆、价格低廉。

目前常用的储热材料有铸钢、熔盐、陶瓷、混凝土等材料，铸钢材料具有导热系数高、性能稳定等特点，但成本居高不下阻碍其应用；熔盐材料比热容量高，当具有一定毒性和挥发性，应用范围有限；陶瓷材料成本低廉，易制备，具有高的耐腐蚀性能，但导热系数低，储存热量不易导出；混凝土材料具有成本低，制备过程简单，无毒，耐腐蚀性强，比热容量合适等特点，适合在电暖气设备中大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对储热式电暖气提供一种低成本、高导热系数、高热熔比的混凝土储热材料。