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作者与机构
本研究的作者包括张东方、梁威、杨才千、陈俊、李敏、许福和徐利敏。他们分别来自湘潭大学土木工程与力学学院和东南大学土木工程学院。该研究发表于《材料导报》2023年第37卷第23期。

学术背景
本研究属于建筑材料与能源储存领域，旨在开发一种新型相变储能水泥基复合材料，以减少对天然矿物的依赖，降低环境污染，并解决建筑能量损耗大的问题。相变材料（Phase Change Materials, PCMs）通过物相变化吸收或释放热量，具有调节温度的潜力。然而，传统相变材料在混凝土中的应用存在吸附率低和易泄漏的问题。本研究利用云砼石（Cloud Concrete Stone, CCS）作为吸附基体，通过真空吸附技术提高石蜡的吸附率，并结合环氧树脂与水泥粉的封装方法，制备出具有优异储热性能的相变云砼石混凝土。

研究流程
研究分为以下几个步骤：
1. 相变骨料的制备与封装
- 以石蜡为相变材料，云砼石为吸附基体，采用真空吸附技术提高石蜡的吸附率。实验通过调整吸附压力（0-0.1 MPa）和时间（0-120分钟）优化吸附效果。
- 使用四种封装材料（水泥净浆、水泥粉、环氧树脂、环氧树脂与水泥粉）对相变骨料进行封装，并通过渗透直径百分比法测试泄漏率。
- 采用SEM、FTIR、XRD和DSC分析相变骨料的微观结构和热物性能。

1. 相变云砼石混凝土的制备

   • 根据《JGJ/T 12-2019》标准设计混凝土配合比，分别制备相变骨料掺量为0%、25%、50%、75%和100%的混凝土试件。
     
   • 测试混凝土的坍落度和吸水率，评估其施工性能和物理性能。

2. 混凝土力学性能测试

   • 按照《GB/T 50081-2010》标准，测试不同相变骨料掺量混凝土的抗压强度和劈裂强度。
     
   • 进行150次相变循环实验，研究循环次数对混凝土抗压强度的影响。

3. 混凝土热物性能测试

   • 通过恒温水浴锅和多路温度巡检仪，测试不同相变骨料掺量混凝土的储热和放热性能。
     
   • 分析相变混凝土在不同温度循环下的热调节能力。

主要结果
1. 相变骨料的吸附与封装
- 真空吸附显著提高了云砼石的石蜡吸附率，最佳吸附条件为0.1 MPa、120分钟，吸附率达16.1%。
- 环氧树脂与水泥粉的复合封装将石蜡泄漏率降低至0.2%以下，表现出最佳的封装效果。

1. 相变混凝土的物理性能

   • 随着相变骨料掺量的增加，混凝土的坍落度逐渐提高，但掺量超过75%时会出现泌水现象。
     
   • 相变骨料的掺入降低了混凝土的吸水率，掺量为50%时吸水率下降最显著。

2. 混凝土的力学性能

   • 相变骨料掺量增加导致混凝土抗压强度和劈裂强度下降。掺量为50%时，抗压强度为30.9 MPa，比普通混凝土下降15.8%；劈裂强度为3.2 MPa，下降30.4%。
     
   • 相变循环实验表明，150次循环后混凝土抗压强度显著提高，掺量为50%的混凝土强度增加了18.4%。

3. 混凝土的热物性能

   • 相变混凝土表现出优异的储热和放热能力，掺量为50%的混凝土可使室内温度变化延缓1小时。
     
   • 相变循环促进了水泥水化作用，改善了混凝土的微观结构，提高了抗压强度。

结论
本研究成功开发了一种新型相变储能水泥基复合材料，解决了传统相变材料在混凝土中应用的技术难题。通过真空吸附和复合封装技术，显著提高了石蜡的吸附率和稳定性。相变云砼石混凝土不仅具有良好的力学性能，还表现出优异的热调节能力，为建筑节能提供了新的解决方案。

研究亮点
1. 创新性地将云砼石作为相变材料的吸附基体，并结合真空吸附技术，显著提高了石蜡的吸附率。
2. 采用环氧树脂与水泥粉的复合封装方法，有效解决了相变材料在混凝土中的泄漏问题。
3. 通过相变循环实验，发现相变混凝土在多次温度变化后强度显著提高，揭示了其在实际应用中的潜力。
4. 研究结果为相变储能混凝土在建筑承重结构中的应用提供了理论依据和技术支持。

其他有价值的内容
本研究还探讨了相变混凝土在不同环境条件下的长期性能，为其在实际工程中的应用提供了重要参考。此外，研究中使用的新型封装方法和实验设备为后续相关研究提供了技术借鉴。

以上报告详细介绍了该研究的背景、方法、结果和意义，为相关领域的研究人员提供了全面的参考。