利用冶炼工业废弃物镍渣研制混凝土储热材料

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1、学兔兔www.xuetutu.com2015年第2期混凝土与水泥制品2015No．22月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPR0DUCTSFebruary利用冶炼工业废弃物镍渣研制混凝土储热材料孟渊，田斌守，邵继新，冯启彪(甘肃省建材科研设计院，兰州730020)摘要：利用冶炼废弃物镍渣研制储热混凝土。研究表明，利用镍渣高密度的特性可以配置表现密度大、热容值高以及传热性能良好的混凝土储热材料。关键词：镍渣：储热混凝土；表观密度；比热Abstract：Theheatstorageconcret

2、eisdevelopedbyusingnickelslagwhichisakindofsmeltingwasteslag．1’hestudiesshowthatthehighdensityoftheslagmakesitpossibletoprepareheatstorageconcretewithhighapparentdensi—ty，gh[~eatcapacit~and髫o0dI~eattrar~sferperformance．Keywords：Nickelslag；Heatstoragecon

3、crete；Apparentdensity；Specificheat中图分类号：TQ178文献标识码：A文章编号：1000—4637(2015)02—93—030前言设计不同的混凝土配合比，对所研制混凝土的表观近年来，随着对可再生清洁能源开发利用的逐密度、比热容值和强度等主要指标进行了测试。利用步兴起．太阳能产业的发展规模迅速扩大。但是，由镍渣堆积密度大的特点，并通过添加钢纤维等措施于太阳能受天气阴晴、昼夜更替和季节变化等自然对储热混凝土的力学性能和传热性能进行了优化改规律的影响而具有时效性和不稳定性

4、，制约着太阳进『31，配制出了性能指标稳定，成本低廉，应用广泛能产业的发展。因此，太阳能储热技术成为国内外的混凝土储热材料。学者研究的热点课题。常见的储热材料有显热储热1研究过程材料、潜热储热材料和化学反应储热材料三大类。1．1原材料其中．显热储热体由于取材方便、成本低廉使用维水泥：P·O42．5级普通硅酸盐水泥，符合GB护简单等特点而被广泛应用。显热储热体的储热量175—20o7<<通用硅酸盐水泥》规定的技术指标要求。可以用下式计算：细骨料：冶炼镍渣和建筑用砂，镍渣经筛选使其一T1颗粒级配符合GB／

5、T14684—2011《建设用砂》的规QJcpdT(1)定。式中：Q为储热量，W；T为温度，K；c为储热体粗骨料：建设用石，5～31．5mm连续级配，符合比热，kJ／(kg·qC)；p为储热体表观密度，kg／m。GB／T14685—2011《建设用卵石、碎石》规定的技术指从式(1)可以看出，储热量与储热体表观密度和标要求。比热容有关，储热体的表观密度和比热容越高，则储1．2研究方案热效率越高。混凝土导热系数提高，有利于提高储热(1)试验设计放热速率。因此，高密度、高比热容、高导热性能等技为了提高效率、

6、缩短试验周期、减少试验次数。术指标是显热储热材料的追求目标。一些科学家在采用正交方法设计试验方案凹。本项目研究依据原这个领域展开了研究，并取得了一些研究成果，德国、材料的组分设计4因素3水平无交互的正交试验的DoerteLaing得到了表观密度2750kg／m，比热L9(3)，采用极差分析方法对各因素的作用效果进0．916kJ／(kg·oC)，导热系数1．0W／(m·K)的储热混凝行分析，试验因子及其水平如表1所示。土I】1；朱教群等人制备出了导热系数2．34W／(m·K)表1试验正交因子与水平kg／

7、m的储热混凝土。本研究采用正交试验，选用镍渣代替建筑用砂，基金项目：甘肃省科技创新团队建设计划支撑项目(1207TrCAO07)；甘肃省科技支撑计划项目(1104JKCA110)。一93—学兔兔www.xuetutu.com2015年第2期混凝土与水泥制品总第226期(2)研究内容规定的试验方法进行：混凝土比热依据QJ1521—88试验研究混凝土强度等级为C30，测试不同配《固体材料深低温比热容测试方法》和GJB331—87合比条件下混凝土的表观密度、比热和各龄期强度。《固体材料60—370K比热容测

8、试方法》进行测试。(3)试验方法2试验结果与分析讨论混凝土配合比按JGJ55—2011《普通混凝土配2．1试验结果合比设计规程》的规定设计；强度测试按GB／T正交试验(3)对材料强度、表观密度及比热50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》容的测试结果如表2所示。表2正交试验(3)结果T10．951．030．911．02T21．051．040．991．03比热T31．091．021．191．04极差0．140．020．280．022．2分析讨