相變控溫瀝青混凝土的制備與性能研究

瀝青為黑色材料，吸熱能力強(qiáng)，因而在夏季易引起更高的路面溫度，導(dǎo)致車轍、推擠等病害，對(duì)道路耐久性、交通安全和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。本項(xiàng)目將相變材料PCM作為瀝青混凝土的功能組分，利用其相變吸熱、體系近似恒溫的特性，控制路面溫度，以解決路面高溫產(chǎn)生的系列問題。首先，基于瀝青混凝土的車轍動(dòng)穩(wěn)定度和夏季宜居環(huán)境要求，確定了夏季瀝青路面控溫范圍為瀝青軟化點(diǎn)或當(dāng)量軟化點(diǎn)±（3～5）℃，以此作為PCM相變點(diǎn)的選取依據(jù)。為解決PCM在瀝青混凝土中的植入技術(shù)問題，采用多孔礦物載體材料（有機(jī)化蒙脫土OMMT與鋼渣集料）制備了微粉系與集料系兩種類型的定型相變材料SSPCM，同時(shí)采用商用的SSPCM，分析了其熱性能、組成結(jié)構(gòu)、微觀形貌，研究了不同SSPCM對(duì)瀝青性能的影響，優(yōu)選出可用于制備相變?yōu)r青混凝土的SSPCM。以武漢地區(qū)氣候特點(diǎn)為基礎(chǔ)，借鑒SHRP計(jì)劃相關(guān)規(guī)范，計(jì)算了PCM的理論摻量。在此基礎(chǔ)上，采用熱拌、冷拌與自流平灌漿技術(shù)制備了3種不同類型的相變控溫瀝青混凝土，并采用室內(nèi)模擬太陽輻射環(huán)境的升溫試驗(yàn)、輪轍試驗(yàn)、三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)以及Hot Disk導(dǎo)熱系數(shù)儀，分別研究了不同混凝土的控溫性能、高低溫路用性能與熱學(xué)性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用灌漿技術(shù)制備的相變控溫水泥瀝青復(fù)合式混凝土能實(shí)現(xiàn)控溫功能與路用性能的平衡，具有較好的工程應(yīng)用前景。該復(fù)合混凝土車轍動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到21000次/mm，彎曲勁度模量14385MPa，分別為通密級(jí)配瀝青混凝土的3.6倍、6.6倍；同時(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)大則導(dǎo)熱散熱快，且其體積熱容小，則顯熱儲(chǔ)熱能力小，因此該混凝土路面在夏季更不易產(chǎn)生高溫病害。最后，基于路面溫度場理論和瀝青的粘-溫特性，建立了相變控溫水泥瀝青復(fù)合式混凝土路面的控溫效果模型，通過ANSYS軟件分析，模擬了該路面在夏季持續(xù)高溫天氣下的溫度場分布，并采用三層疊加車轍板進(jìn)行室外光照試驗(yàn)，驗(yàn)證和評(píng)價(jià)了溫度場模擬結(jié)果。該項(xiàng)目研究成果以系列文章發(fā)表在國內(nèi)外專業(yè)雜志上，目前已發(fā)表論文8篇，其中SCI收錄2篇、EI收錄5篇；申請(qǐng)國家發(fā)明專利2件，其中1件已授權(quán)；培養(yǎng)本科生3名、碩士生4名。該項(xiàng)目研究成果為解決瀝青路面高溫所產(chǎn)生的系列問題提供了理論基礎(chǔ)與技術(shù)指導(dǎo)。 2100433B

瀝青為黑色材料，吸熱能力強(qiáng)，夏季易引起路面高溫，對(duì)道路耐久性、交通安全和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。本項(xiàng)目擬將相變材料作為瀝青混凝土的功能組分，利用其相變吸熱、體系近似恒溫的特性，控制路面溫度，以解決路面高溫產(chǎn)生的系列問題。為實(shí)現(xiàn)相變材料與瀝青混凝土的融合，擬將固-液有機(jī)相變材料與多孔礦物載體材料復(fù)合改性，以集料與填料形式制備出定形相變材料；采用模糊理論-均勻設(shè)計(jì)-統(tǒng)計(jì)調(diào)優(yōu)有機(jī)結(jié)合的方法，結(jié)合瀝青混合料設(shè)計(jì)原理，制備出能調(diào)節(jié)路面溫度的相變控溫瀝青混凝土。采用連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)理論研究車輛荷載-溫度耦合作用對(duì)其熱學(xué)性能、路用性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制；基于路面溫度場理論和瀝青的粘-溫特性，建立路面控溫效果模型，為解決路面高溫問題提供新技術(shù)和理論基礎(chǔ)。本項(xiàng)目的開展對(duì)提高和保證道路工程結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，實(shí)現(xiàn)道路工程與環(huán)境友好目標(biāo)具有重要的理論和實(shí)際意義。

一種節(jié)能控溫相變材料

查看詳細(xì)信息導(dǎo)出

本發(fā)明涉及一種節(jié)能控溫相變材料。其特征在于它由以下重量百分比的組分構(gòu)成：50-90%的相變主劑、1-40%的熔點(diǎn)控制劑、0.1-10%的成核劑、0.5-15%的晶形調(diào)節(jié)劑、余量水。結(jié)晶水合鹽相變材料有......

• 前言

• 第1章建筑節(jié)能與相變控溫材料

• 第2章相變控溫材料在大體積混凝土中的應(yīng)用

• 第3章非理想相變控溫材料防治大體積混凝土溫度裂縫

• 第4章非理想相變控溫大體積混凝土溫控模型

• 第5章相變控溫大體積混凝土性能研究

• 第6章相變材料用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中熱性能研究

• 第7章相變控溫材料在溫室大棚中的應(yīng)用

• 參考文獻(xiàn)

本書闡述相變控溫材料在土木工程應(yīng)用中的基本理論與實(shí)際應(yīng)用方法。本書第1章對(duì)建筑節(jié)能與相變控溫材料特點(diǎn)做了簡要的介紹。第2～4章闡述了相變控溫材料在大體積混凝土溫度裂縫控制中的應(yīng)用：分析了非理想相變控溫混凝土溫度場特點(diǎn)，大體積混凝土中相變控溫材料的優(yōu)選，大體積混凝土相變控溫體系的設(shè)計(jì)。第5章介紹相變控溫大體積混凝土性能特點(diǎn)。第6章闡述相變材料在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的熱性能。第7章闡述相變控溫材料在溫室大棚中的應(yīng)用。