混凝土结构温度裂缝 ，尤其是大体 积混凝 土工程 中的温度裂缝 ，缺乏有效控制措施 。提 出了相变控温储 能材料 机敏控 制混凝 土 结构温度裂缝新的技术途径。介绍了大体积混凝土相变控温材料的特点、选用原则，针对固液相变材料发生渗漏问题，提出一种简单、经济 有效的封装方法 。 关键词 ： 温度裂缝 ；相变控温 ；封装方法 ；机敏 中图分类号 ： TU528．59 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1002—3550(2011)10—0041—02 Com positem ethodontem peraturecontrolconcretew ithPCM SHIWei，HOU Jing-peng (SchoolofCivilEngineering，InstituteNortheastDianliUniversity，Jilin132012，China) Abstract： Temperaturecracksinconcrete，especiallyinmassconcrete，lackeficientmethods．A new methodisproposedtocontroltemperature crackssmartlyinconcreteusingPCM(phasechangemateria1)．IntroducescharacteristicsofPCM inconcreteandtheselectionprinciples．Itpropos— esasimplean defi cientencapsulatingmethodtopreventtheleakageofsolid—liquidPCM． Keywords： temperaturecrack；phase-changetemperaturecontrol；encapsulationmethod；smart 0 引言 混凝土结构温度裂缝是土木工程质量问题顽症之一 ，裂缝 不仅影响美观，而且严重影响构筑物的使用寿命和安全l生，大体 积混凝土温度裂缝尤 为突出 。温度裂缝是 由于混凝土水化 硬化 初期[1]，水泥水化释放大量热量 ，由于混凝土是热的不 良导体 ， 大体积混凝土内部温度可高达 6O～80℃，混凝土内外之间形成 较大温差 ，产生拉应力 ，导致混凝土开裂。如大型建筑的基础、 桥梁、大坝、建筑物的墙板 、楼板等均存在不同程度的温度裂缝。 在混凝土结构使用期间，由于环境温度变化使混凝土内外或不 同区域形成的温差，也会导致温度裂缝的形成[2-3】，如 ：商品住宅 中普遍存在的混凝土楼板裂缝现象。 1 相 变控 温储 能是 机敏控 制混 凝土 结构 温度 裂缝新 的技 术途 径 结 构混凝 土内部温 度场 随环 境温度 和混凝土 水化热 变化 而变化，其温度应力变化具有随机性和方向交替变化的特点，采 用构造配筋措施抗裂难以奏效。因此，控制温度的机制需与混凝 土结构有机一体化 ，才可能同步感应内部温度变化 ，实时随机 应变启动控制温度机制，防止温度裂缝的形成。 相 变材料 PCM(phasechangemateria1)利用 物质 相变过 程 产生的相变热进行热量的存储和交换 ]。单位物质相变过程中 吸收或释放的能量，称为相变潜热 ，相变过程是一个等温或近 似等温过程。与显热储能材料相比，相变储能材料蓄热密度高， 相变潜热要远远高于材料显热，如 1kg0oC的冰变为水所吸收的 收稿 日期 ：2011_04_28 基 金项 目：吉林省 教育厅 “十一五 ”科学 技术研究项 目 相变潜热，相当于 1kg0℃的水升高 80℃时吸收热量。 本课题拟研制具有智能调节温度功能的机敏相变复合材料， 在混凝土浇筑过程中将其掺人使之与混凝土结构一体化，利用 相变材料在特定温度范围的热效应控制混凝土内部温度场，达 到机 敏控制温度应力防止温度裂缝 目的。 在混凝土中掺入相变储能材料后 ，混凝土水化初期 ，水化 放 热量大 和放热速度快 ，机 敏相变材料发 生固一液相变 ，吸收 水化热，控制混凝土绝对温升。混凝土温度下降过程中，机敏相 变材料发生液一固相变 ，释放存储于其中的热量，减小混凝土 的降温速度。根据大体积混凝土温度场内部不同温度范围的不 同需求，适时启动温控机制，智能控制混凝土内部温度变化 、减 小混凝土 内部温度梯度 。 2 机敏相 变控 温复合材料 的配制 2．1 遴 选 相 变材 料 相变材料的种类很多、形式多样。理想的相变储能材料应具 有以下特点 ：相变温度合适 、相变潜热高 、相变可逆性好、相变 时体积变化小、廉价易得、组成稳定 、安全无毒、无腐蚀性。 用于混凝土温度控制的相变材料，在相变温度的选择上，应 考虑控制混凝土内外温差在合理范围内。相变材料的相转变温 度应在大体积混凝土温度变化范围之内，但是需注意相变温度 不能太高也不能太低。相变温度过低，尤其是夏季，将会导致拌 和、运输过程中发生相转变 ，即水合盐融化 ，造成不必要的损 失 ；相变材料的相转变温度过高，混凝土边缘散热快 ，边缘温度

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