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利用冶炼工业废弃物镍渣研制混凝土储热材料
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  • 发布时间:2021-10-07
资料介绍

摘 要 :利 用 冶 炼 废 弃 物 镍 渣 研 制 储 热 混凝 土 。研 究 表 明 ,利 用镍 渣 高 密度 的 特 性 可 以 配 置 表现 密 度 大 、热 容 值
高以 及 传 热 性 能 良好 的 混凝 土储 热材 料 。
关键词 :镍 渣 :储热 混凝 土;表观密度 ;比热
Abstract:The heat storage concrete is developed by using nickel slag which is a kind of smelting waste slag.1’he
studies show that the high density of the slag makes it possible to prepare heat storage concrete with high apparent densi—
ty, gh[~eat capacit~and髫o0d I~eat trar~sfer performance.
Key words:Nickel slag;Heat storage concrete;Apparent density;Specific heat
中 图 分 类 号 :TQ178 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 :1000—4637(2015)02—93—03
0 前 言
近 年来 ,随着 对 可再 生 清 洁能 源 开 发利 用 的逐
步 兴 起 .太 阳能产 业 的发 展规模 迅 速扩 大 。但是 ,由
于太 阳能受 天气 阴晴 、昼 夜更 替 和 季 节 变化 等 自然
规 律 的影 响而 具 有 时效 性 和 不稳 定 性 ,制约 着 太 阳
能 产 业 的发 展 。因 此 ,太 阳能 储 热技 术 成 为 国 内外
学 者研 究 的热 点课 题 。常见 的储 热材 料 有显 热储 热
材 料 、潜热 储 热 材料 和化 学 反应 储 热 材 料 三大 类 。
其 中 .显 热 储 热体 由于 取材 方 便 、成 本 低廉 使 用 维
护 简单 等 特点 而被 广 泛应 用 。显 热储 热 体 的储热 量
可 以用 下 式计 算 :
一 T1
Q J cpdT (1)
式 中 :Q为 储 热 量 ,W ;T为 温 度 ,K;c为储 热 体
比热 ,kJ/(kg·qC);p为储 热 体表 观密 度 ,kg/m 。
从 式 (1)可 以看 出 ,储 热量 与 储 热体 表 观 密度 和
比热容有关 ,储热体的表观密度和 比热容越高 ,则储
热效率越高。混凝土导热系数提高 ,有利于提高储热
放 热 速率 。因此 ,高密度 、高 比热 容 、高导 热性 能 等技
术 指 标是 显热 储 热材料 的追求 目标 。一 些科 学 家在
这 个 领域 展 开 了研究 ,并 取得 了一 些研 究成 果 ,德 国、
的 Doerte Laing得 到 了表 观 密 度 2750kg/m , 比热
0.916kJ/(kg·oC),导 热 系 数 1.0W/(m·K)的储 热混 凝
土 I】1;朱 教 群 等 人 制 备 出 了 导 热 系 数 2.34W/(m·K)
的储 热混 凝土 。
本研究采用正交试验 ,选用镍渣代替建筑用砂 ,
基 金项 目:甘 肃省 科 技创 新 团 队建设 计 划 支撑 项 目(1207
TrCAO07);甘肃 省科 技 支 撑 计 划 项 目(1104JKCA110)。
设计 不 同 的混凝 土配 合 比 ,对 所研 制混 凝土 的表 观
密 度 、比热容 值 和强度 等 主要 指标进 行 了测试 。利用
镍 渣堆 积密 度大 的特 点 ,并通 过添 加钢 纤维 等措 施
对 储热 混凝 土 的力学 性 能和传 热性 能进 行 了优化 改
进 『31,配制 出 了性 能指 标 稳 定 ,成 本 低 廉 ,应用 广 泛
的混凝 土储 热材 料 。
1 研 究 过程
1.1 原材 料
水 泥 :P·O 42.5级 普 通 硅 酸 盐 水 泥 ,符 合 GB
175—20o7<<通用 硅 酸盐 水泥 》规定 的技 术指 标要 求 。
细 骨料 :冶炼 镍 渣和 建筑 用砂 ,镍渣 经筛 选使 其
颗粒级配符合 GB/T 14684—201 1《建设用砂 》的规
定 。
粗 骨料 :建 设用 石 ,5~31.5mm 连续级 配 ,符 合
GB/T 14685—2011《建设 用 卵石 、碎石 》规定 的技术 指
标 要求 。
1.2 研究 方 案
(1)试 验设计
为 了提 高效 率 、缩 短 试验 周 期 、减 少 试 验次 数 。
采 用 正交 方 法设 计 试 验方 案 凹。本项 目研 究 依 据 原
材料 的组分设计 4因素 3水平无 交互 的正交试验
L9(3 ),采用极差分析方法对各 因素的作 用效果进
行 分析 ,试 验 因子 及其 水平 如 表 1所 示 。

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