随着建筑能耗总量的持续增长,资源能源的过度消耗,环境污染的日益加剧,“碳达峰、碳中和”于2021年首次被写入政府工作报告,建筑节能、固废再生利用等已成为人类需要面对的严峻问题。同时,高层、超高层等新型结构体系对轻质功能复合化围护结构体系提出了新要求。研究固废基轻质节能/蓄能一体化墙体材料意义重大。鉴于此,本文以脱硫石膏为主要胶凝材料,利用再生聚苯乙烯泡沫（EPS）颗粒作为超轻骨料,以SiO2/CA-SA相变微胶囊（Microencapsulated phase change material,MPCM）作为蓄热组分,研究脱硫石膏基保温蓄热复合墙体材料的制备技术与性能调控方法,旨在节能利废的同时,有效提高建筑围护结构构件的蓄热性能,增强其智能调温功效,降低室内温度波动幅度,提高室内舒适度,为新型建筑围护结构体系的研究提供参考。主要研究内容与结果如下:一、SiO2/CA-SA相变微胶囊的制备与性能采用溶胶凝胶法制备以CA-SA为芯材,SiO2为壁材的MPCM,考察芯壁质量比对MPCM包覆效果的影响,并对MPCM的微观形貌、粒径分布、热物性、热稳定性、化学稳定性等进行表征和分析。结果表明,最优芯壁质量比50:50,此时包覆率达到77%,相变温度和潜热值分别为24.63℃、138.16J/g;MPCM具有明显的球形结构,粒径范围2～50μm;芯材与壁材间仅为物理包覆关系,二者不发生化学反应;MPCM的热分解温度较CA-SA提高了38%,且具有较好的抗渗漏性。二、脱硫石膏基保温材料与蓄热材料的制备与性能利用再生EPS颗粒为骨料,制备EPS-脱硫石膏保温材料,探究材料性能与EPS掺量间的关系。结果发现,当EPS掺量为70%,减水剂掺量0.28%,缓凝剂掺量0.15%时,EPS-脱硫石膏保温材料流动度为200mm,抗压强度为11.74MPa,表观密度为801kg/m~3,工作性与力学性能满足墙体材料基本要求。以MPCM为蓄热组分,制备了MPCM-脱硫石膏蓄热材料,研究不同MPCM掺量对复合材料性能的影响。结果表明,材料的吸水率和抗压强度随MPCM掺量的增大而减小,当MPCM掺量为50%时,材料工作性良好,抗压强度为25.05MPa,吸水率为3.98%,软化系数为0.629;随MPCM掺量的增加,MPCM-脱硫石膏蓄放热能力增强,导热系数逐渐降低,蓄热调温效果明显,250次冷热循环后,复合材料相变温度、相变潜热、质量损失率及热分解温度均变化较小,表现出良好的热循环稳定性。微观测试结果表明,MPCM与脱硫石膏相容性较好,在石膏晶体间均匀分散。三、保温蓄热复合墙体材料的制备与性能基于前述优配比,分别制备尺寸200mm×200mm×20mm的MPCM-脱硫石膏蓄热墙板和EPS-脱硫石膏保温墙板。同等温差条件下,对比了2种墙板的调温性能。结果表明,温度超过相变温度后,MPCM-脱硫石膏蓄热墙板比EPS-脱硫石膏保温墙板整体升降温趋势平缓,峰值温度出现时间有所延缓,峰值降低8.3℃,表明MPCM-脱硫石膏蓄热材料起到了明显的蓄热作用,控温效果优异。分别以EPS-脱硫石膏为保温层、MPCM-脱硫石膏为蓄热层,设计了两层复合和三层夹芯共5组不同构造墙板,搭建同温差下封闭试验装置,考察了蓄热层厚度和位置对墙板蓄热调温性能的影响。结果表明:MPCM-脱硫石膏蓄热层越厚,墙板内表面温度和装置内部空间温度波动的幅度越小,调温效果越好。其中三层夹芯构造时,蓄热夹芯层为3cm厚的复合墙板调温性能最优,抗压强度达到最大10.7MPa,此时干密度为1250kg/m~3,导热系数为0.44W/m·K。对不同构造复合墙体进行了热工参数计算,结果表明,蓄热层的增加使墙体蓄热系数、热惰性指标明显提升,传热系数降低,解决了传统轻质围护墙体蓄热性差,导致室内温度波动大的问题。不同气候地区全年能耗计算结果表明,采用添加该蓄热技术的墙体类型,不同地区的全年能耗与CO2排放量均有所降低,对缓解能源紧张和提升建筑节能水平有重要意义。