[发明专利]一种煤矸石相变集料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种煤矸石相变集料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1：以煤矸石为原料，预先进行破碎，将破碎后的煤矸石在600‑800℃条件下煅烧2‑4h；S2：待煅烧后的产物冷却后取其50‑65％并与30‑40％的石蜡进行混合，将混合物在负压环境下，先在T₁温度条件下密封保温3‑5h，然后降温至T₂温度条件下继续密封保温3‑5h；S3：保温结束后，将步骤S2得到的产物取出冷却、破碎，然后与5‑10％的活性掺合料在T₃温度条件下进行混合，使所述活性掺合料包裹在煤矸石‑石蜡复合颗粒的表面，得到所述煤矸石相变集料。本发明工艺简单，利用固体废弃物煤矸石，成本较低，绿色环保，具有较好的控温效果，可以良好的适用于大体积混凝土。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种煤矸石相变集料及其制备方法。

背景技术

大体积混凝土内部胶凝材料水化产生的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力易使混凝土开裂。相变储能建筑材料兼备普通建材和相变材料两者的优点，可吸收和释放适量的热能，能够和其他传统建筑材料同时使用。相变材料通过储能介质的变化实现对热能的储存，当环境温度高于一定值时，相变材料由固态熔化为液态，吸收热量。相变材料在大体积混凝土中的应用能够在温度过高时降低水化热，减小大体积混凝土温度破坏的风险。

目前对于煤矸石相变材料的研究中，有专利号为CN 108624294A(一种基于煤矸石的中高温相变储热材料及制备方法)中将煤矸石作为骨架材料，经研磨、混合、压制成型、烧结后制备的基于煤矸石的中高温相变储热材料，但是其中煤矸石用量较小，且用于太阳能发电，余热回收等领域，对大宗工业固废煤矸石消耗量小。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种煤矸石相变集料及其制备方法，将煤矸石、石蜡和活性掺合料进行结合，利用煤矸石具有的多孔结构，石蜡的相变等特性，经过混合、负压加热、冷却等工序，使石蜡进入具有多孔结构的煤矸石中，制备得到煤矸石相变集料。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种煤矸石相变集料，包括以下质量百分比的各组分：煤矸石50-65％、石蜡30-40％、活性掺合料5-10％。

作为优选，所述活性掺合料为矿粉、煤气化渣、钢渣、锰渣、硅灰、粉煤灰中的一种或多种。

另一方面，还提供一种煤矸石相变集料的制备方法，包括以下步骤：

S1：以煤矸石为原料，预先进行破碎，将破碎后的煤矸石在600-800℃条件下煅烧2-4h；

S2：待煅烧后的产物冷却后取其50-65％并与30-40％的石蜡进行混合，将混合物在负压环境下，先在T₁温度条件下密封保温3-5h，然后降温至T₂温度条件下继续密封保温3-5h；

S3：保温结束后，将步骤S2得到的产物取出冷却、破碎，然后与5-10％的活性掺合料在T₃温度条件下进行混合，使所述活性掺合料包裹在煤矸石-石蜡复合颗粒的表面，得到所述煤矸石相变集料。

作为优选，步骤S1中，破碎后的煤矸石其粒径小于等于5mm。

作为优选，步骤S2中，所述负压环境的压力值小于等于-1MPa。

作为优选，步骤S2中，T₁温度为石蜡相变吸热主峰最高点所对应温度的1.5-3.0倍。

作为优选，步骤S2中，T₂温度为石蜡相变吸热主峰最高点所对应的温度。

作为优选，步骤S3中，破碎后的产物其粒径小于等于5mm。

作为优选，步骤S3中，T₃温度小于T₂温度。