建筑能耗是城市能源消耗的大户。利用“相变储能”材料构建节能建筑,是实现“建筑节能”与室内“微气候调节”的前沿技术。将PCMs与建筑材料结合是核心,而“石灰石”因其多孔特性,正成为一种理想的PCMs载体,即“功能骨料”。

PCMs能在特定温度下发生相变(如固-液),过程中吸收或释放大量潜热,从而像“热电池”一样平滑室内温度波动。然而,PCMs的液相泄漏和与建筑基材的相容性是技术难点。
多孔“石灰石”骨料为解决这一问题提供了优雅的方案:
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高效载体:石灰石骨料内部具有丰富的微孔和介孔结构,通过真空浸渍或常压吸附,可以将石蜡、脂肪酸等PCMs牢牢地吸附在其孔隙中。即使PCMs融化为液体,也被毛细管力束缚在骨料内部,不会泄漏,实现了PCMs的定型封装。
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协同增强:负载了PCMs的石灰石骨料,其本身仍然是混凝土或砂浆中的刚性骨架,贡献力学强度。它与水泥基体的粘结性能良好,避免了因加入PCMs导致的强度显著下降。
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热工性能优化:用这种“功能骨料”制备的混凝土或砂浆,具备了主动调温能力。在白天,当室内温度升高时,骨料中的PCMs熔化吸热,延缓室温上升;在夜间,温度下降时,PCMs凝固放热,为室内补充热量。这大大减少了空调和采暖的能耗,实现了高效的“建筑节能”和舒适的“微气候调节”。

将天然的、储量大、成本低的石灰石,升级改造为智能的“热调节”骨料,是建筑材料领域一项典型的“价值增益”创新。它使得未来的建筑墙体,不再是冰冷的屏障,而是能够呼吸能量、主动适应环境的、有“生命”的皮肤。