相变材料在大体积混凝土中应用的研究现状f

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发布时间：2022-05-11

资料介绍

在总结国内外对相变材料及其在混凝土领域中应用的基础上，介绍相变材料的分类和不同相变材料的优缺点，概述了
相变材料对混凝土的控温理论以及相变控温混凝土的研究进展，重点介绍了相变材料的封装技术。对该研究领域存在的一些问题
进行了总结，并对相变材料在混凝土中应用研究提出建议。
关键词：温度裂缝；大体积混凝土；相变材料；封装技术
中图分类号：TU55 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2015)05—0081—05
Recent research of the application of phase change m aterials in mass concrete
LIU Xiaolo， 0，KE Guoju ，TIAN Bo
(1．School of Civil Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300401，China：
2．Research Institute of Highway Ministry of Communication，Beijing 100088，Chin)
Abstract：This paper introduces the classification and the advantages and disadvantages of phase change materials based on
many domestic and international references．Then summarizes the concrete thermal control theory of phase change materials an d the
research progress of phase change materials thermal control concrete．Encapsulation technology of phase change materials is major
introduced．According to the progress of related research，some problems are pointed out and the view of research on the application of phase chan ge materials in concrete is proposed．
Key words：temperature crack，mass concrete，phase change ma terials，encapsulation technology
O 前言
相变材料是指在相变过程中能够吸收或放出大量热量，
并在此过程中保持温度相对稳定的材料『1]。相变材料可以在
温度高于相变点时吸收热量而发生相变(储存能量)，而当温
度下降低于相变点时发生逆向相变(释放能量)。人们对相变
材料的研究已有很长时间，从20世纪 9O年代开始，对相变
材料的研究开始进入实用阶段。相变材料是一种高效率的储
能物质，热物理性能很好，目前在建筑领域主要应用于墙体
的节能。在大体积混凝土中引入相变材料控制其内部温升进
而减少温度裂缝的产生，已成为大体积混凝土研究领域一个
崭新的方向。相变材料在如今的建筑领域并不少见，只是其
应用大多还局限在建筑节能墙体等功能性材料中，在大体积
混凝土中作为控温材料还需进行必要的研究。
在大体积混凝土的内部，由于胶凝材料的水化最大温升通
常可达80cc以上，而混凝土的导热系数较低，因此自然冷却所
基金项目：交通运输部建设科技项目(2O123187921O)
收稿日期：2014—08—26
作者简介：刘晓龙，男，1988年生，河北正定人，硕士研究生，研究方
向为大体积混凝土。地址：北京市通州区马驹桥镇大杜社村交通部公
路试验场，E—ma il：lxlikaka@163-c0m。
需很长时间。大体积混凝土结构内部温度较高而外部温度较
低，形成了较大的温差，产生较大拉应力，当拉应力大于混凝土
的抗拉强度时即出现裂缝，这种裂缝被称为温度裂缝。大体积
混凝土结构很难避免出现温度裂缝，长江三峡大坝的坝体也出
现了温度裂缝回。为了降低温度裂缝出现的可能性，必须采取切
实有效的控温措施，包括降低混凝土的最高温升和内外温差。
目前常用的大体积混凝土控温技术主要包括施工工艺和
原材料控制2种[31。施工工艺包括冷却水管的埋设、分层分块
浇筑、跳仓法施工、保温保湿养护等；原材料控制包括选用低
热水泥、减小用水量、采用较大粒径碎石及对原材料进行预冷
处理等。
本文在总结近些年国内外相关研究进展的基础上，对相
变材料不同的复合制各工艺及其在混凝土中的应用现状和前
景进行分析，并对相变材料今后在大体积混凝土中应用存在
的问题进行了研究并提出建议。
1 相变材料
1．1 相变材料的分类
相变材料按化学成分划分可分为有机材料、无机材料和
共晶混合物3类。与传统的显热储存方式不同的是，相变材料
能够提供更高的储能密度，且能量的储存和释放是一个等温
或近似等温的过程，相变储能材料的这种特点具有广泛应用