相變材料在水泥基材料中的應用

孫茹茹，李化建，黃法禮，王 振，易忠來

(1.中國鐵道科學研究院研究生部，北京 100081；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所，北京 100081； 3.高速鐵路軌道技術國家重點實驗室，北京 100081)

0 引 言

相變材料(Phase Change Materials，PCMs)是一種潛熱儲熱材料，具有單位體積儲熱量大、儲放熱過程近似等溫以及化學性質穩定等優點[1]。相變材料在發生相變時溫度和能量的變化關系為：在相變材料固體階段或完全變為液體階段，通過溫度的升高或降低來實現能量的儲存或釋放，為顯熱儲能階段；在相變過程中，溫度保持恒定，通過相變來實現能量的儲存或釋放，為潛熱儲能階段[2]。相變材料的研究集中在能量儲存和建筑節能領域，研究初期多以石膏板、保溫材料和飾面材料為基體，近年來，在水泥基材料中的應用引起了廣泛關注。其原因是水泥基材料是用量最大的建筑材料，較石膏等墻體材料具有較大的熱容，用水泥基材料作為相變材料的基體將會達到更好的儲熱節能效果[3]。本文總結了相變材料的分類、封裝植入方式以及相變材料對水泥基材料性能的影響，以期促進相變材料在水泥基材料中的應用。

1 相變材料的分類及特點

相變材料按發生相變時的相轉變方式分為：固-氣反應型、液-氣反應型、固-固反應型和固-液反應型四類。固-氣反應型和液-氣反應型相變材料發生相變反應時有氣相產生不易控制而難以實際應用，因此對這兩種類型的相變研究較少；固-固反應型相變材料通過自身結構有序-無序的可逆轉變，來儲存或釋放能量，這類相變反應無氣相和液相產生，穩定性好，但由于其相變溫度較高，在水泥基材料中應用研究也較少；……