English version of this page
Pågående prosjekt

Mikroinnkapslede Faseovergangsmaterialer i Betong

SEM-bilde av mikrokapsler

Energieffektive hus er avhengig av at man reduserer behovet for kjøling og oppvarming. På enkelte årstider blir dagtemperaturen mye høyere enn hva som er komfortabelt mens natt-temptemperaturen er for kald. Dette fører til et behov for kjøling på dagtid og oppvarming på natten, og derved bruker man unødvendig mye energi på å temperaturstabilisere inneklimaet. Ved å lagre varme-energien på dagtid for å bruke den til å holde temperaturen oppe om natten, kan man få langt mer energieffektive bygninger.

Et materiale tar opp energi (varme) når det smelter, og temperaturen til materialet forblir konstant inntil det er fullstendig smeltet. Denne energien blir frigjort igjen når materialet størkner. Denne prosessen kan bli brukt til å stabilisere uønskede temperat urfluktuasjoner i bygninger, ved å bruke et faseovergangsmateriale (phase change material - PCM) som smelter ved en komfortabel innetemperatur. Ved å kapsle PCM inn i mikrokapsler, unngår man problemer som oppstår ved bruk av store volumer rent PCM. Disse mikrokapslene kan tilsettes til bygningsmaterialer, som f.eks. betong. Dette gir et "smart" materiale som er velegnet for passivhuskonstruksjoner. Det er imidlertid viktig å løse problemet med redusert materialstyrke som oppstår ved tilsats av PCM.

Tilsats av mikrokapsler med PCM reduserer styrken til betong. Man vet imidlertid veldig lite om mekanismen som forårsaker den reduserte betongstyrken. Vi har som mål å finne disse mekanismene, for å kunne optimere de kombinerte mekaniske og termiske egenskapene til betongen. Denne kunnskapen kan bli brukt til å bygge mer energieffektive bygninger, uten at dette gir for store negative konsekvenser på styrken til konstruksjonen.

PCM som ikke er kapslet inn kan ødelegge egenskapene til betongen. Det er derfor viktig at all PCM blir kapslet inn under synteseprosessen, og at mikrokapslene ikke går i stykker. Det er også viktig at det mikrokapslene og betongmatrisen binder seg til hverandre. Hvis ikke oppstår det luftlommer mellom mikrokapslene og betongen. Disse luftlommene reduserer betongstyrken, og de kan også hemme varmeoverføringen til mikrokapslene.

Hvorvidt innkapslet PCM er i smeltet eller solid tilstand har liten innvirkning på styrken til geopolymerbetong, mens Portlandsement betong blir svakere når den varmes opp til over smeltepunktet til PCM.

Prosjektet er finansiert av Norges Forskningsråd (prosjekt nr. 238198).

SEM-bilde av mikrokapsler
SEM-bilde av mikrokapsler syntetisert av Anna Szczotok.

 

Deltakere

Publikasjoner

Se alle arbeider i Cristin

  • Kjøniksen, Anna-Lena; Calejo, Maria Teresa Rebelo; G. Sanfèlix, Susana ; Pilehvar, Shima; Szczotok-Piechaczek, Anna Maria & Cao, Vinh Duy (2019). Advanced Materials - From drug delivery by energy technology to 3D-printing concrete on the Moon.
  • Kjøniksen, Anna-Lena; Calejo, Maria Teresa Rebelo; Cao, Vinh Duy; Pilehvar, Shima; G. Sanfèlix, Susana & Szczotok-Piechaczek, Anna Maria (2019). Advanced Materials - From drug delivery by energy technology to 3D-printing concrete on the Moon.
  • Cao, Vinh Duy (2018). Micro-encapsulated Phase Change Materials in Concrete .
  • Santacruz, Isabel; Romero-Espinosa, A.; G. Sanfèlix, Susana ; Cuesta, A; De la Torre, Ángeles G. & Kjøniksen, Anna-Lena [Vis alle 7 forfattere av denne artikkelen] (2018). Processing and characterisation of calcium sulphoaluminate ecocements containing Microencapsulated Phase Change Materials.
  • G. Sanfèlix, Susana ; Santacruz, Isabel; Szczotok-Piechaczek, Anna Maria; Ordonez, Luis M.; G. De la Torre, Angeles & Kjøniksen, Anna-Lena (2017). Rheological performance of cement composites with Microencapsulated Phase Change Materials .
  • Cao, Vinh Duy; Pilehvar, Shima; Carlos, Salas Bringas; M. Szczotok, Anna & Kjøniksen, Anna-Lena (2017). The Effect of Microcapsulated Phase Change Materials on Thermal and Mechanical properties of Geopolymer Concrete.
  • Szczotok-Piechaczek, Anna Maria; Serrano, A.; Carmona, Manuel; Kjøniksen, Anna-Lena & Rodriguez, Juan F. (2017). Development of thermoregulating microcapsules having flame retardant properties for building applications.
  • Pilehvar, Shima (2017). Investigating the mechanical properties of geopolymer concrete with incorporated micro-encapsulated phase change materials.
  • Pilehvar, Shima (2017). Investigating the different types of micro-encapsulated phase change materials on the mechanical properties of Geopolymer concrete.
  • Cao, Vinh Duy; Pilehvar, Shima; Salas-Bringas, Carlos; M. Szczotok, Anna & Kjøniksen, Anna-Lena (2017). Smart Geopolymer Concrete Containing Microencapsulated Phase Change Materials for Passive Building Applications.
  • Szczotok-Piechaczek, Anna Maria; Kjøniksen, Anna-Lena; Carmona, Manuel & Rodriguez, Juan F. (2017). Development of thermoregulating microcapsules with cyclotriphosphazene as a flame retardant agent.
  • Pilehvar, Shima (2016). Investigating the mechanical behavior of Geopolymer and Portland cement concrete with incorporated microencapsulate-phase change material.
  • Pilehvar, Shima (2016). Influence of micro-encapsulated phase change materials on the mechanical properties of Geopolymer and Portland cement concretes.
  • Kjøniksen, Anna-Lena (2016). Hva skal til for å gjennomføre et forskningsprosjekt.
  • Szczotok, Anna; Carmona, Manuel; Rodriguez, Juan & Kjøniksen, Anna-Lena (2016). Using fatty acids for developing thermal energy storage materials.
  • Szczotok, Anna; Carmona, Manuel; Rodriguez, Juan F. & Kjøniksen, Anna-Lena (2016). The effect of suspending agent type on thermal and physical properties of thermoregulating microcapsules.
  • Szczotok, Anna; Carmona, Manuel; Rodriguez, Juan F. & Kjøniksen, Anna-Lena (2016). Using fatty acids for money and energy savings.
  • Pilehvar, Shima & Kjøniksen, Anna-Lena (2016). The mechanical behavior of geopolymer and Portland cement concrete with micro-encapsulated PCM.
  • Pilehvar, Shima & Kjøniksen, Anna-Lena (2016). The Effect of Micro-encapsulated Phase Change Materials in Liquid State on Properties of Geopolymer and Portland Cement Concrete.
  • Pilehvar, Shima (2016). Investigating the mechanical properties of Geopolymer concrete with micro-encapsulated phase change materials.
  • Cao, Vinh Duy (2016). Micro-encapsulated Phase Change Materials in Concrete: summarization of data and discussion.
  • Szczotok, Anna (2016). Progress in synthesis of thermoreagulating microcapsules: pilot plant reaction and flame retardant microcapsules.
  • Kjøniksen, Anna-Lena (2016). Micro-encapsulated phase change materials in concrete.
  • Szczotok, Anna (2016). Development of Microcapsules with Thermal Energy Storage (TES) Capability for Concrete Applications.
  • G. Sanfèlix, Susana ; De la Torre, Ángeles G. & Kjøniksen, Anna-Lena (2016). Low CO2 binders with Micro-Encapsulated Phase Change Materials.
  • Cao, Vinh Duy (2016). Micro-encapsulated Phase Change Materials in Concrete.
  • Kjøniksen, Anna-Lena (2016). Faseovergangsmaterialer i Betong.
  • Pilehvar, Shima (2015). Investigating the mechanical behavior of Geopolymer and Portland cement concrete.
  • Kjøniksen, Anna-Lena (2015). Smart Betong.
  • Szczotok, Anna (2015). Progress in synthesis of thermoregulating microcapsules: Optimization of the micro-encapsulation process.
  • Szczotok, Anna (2015). Progress in synthesis of thermoreagulating microcapsules: encapsulation of different PCM and experimental designs.
  • Szczotok, Anna (2015). Progress in synthesis thermoregulating of microcapsules: Optimization of the micro-encapsulation process update.
  • Kjøniksen, Anna-Lena (2014). Superbetong. [Radio]. NRK, Distriktsprogram - Østfold, Morran i Østfold 18.
  • Kjøniksen, Anna-Lena (2014). Forskningsprosjekt med energieffektiv beting på Høgskolen i Østfold. [TV]. Distriktsnyheter Østfold.
  • Kjøniksen, Anna-Lena; Hauge, Bjørn Gitle; Dursun, Kamil & Drøbak, Trond Atle (2014). Rekordstor forskning - 18 millioner til varmeforskning. [Avis]. Fredriksstad Blad.
  • Hauge, Bjørn Gitle & Kjøniksen, Anna-Lena (2014). Gjør "gull" av betong. Banebrytende forskning på betongens egenskaper er målsetningen når ingeniøravdelingen tar fatt på Høgskolen i Østfolds største prosjekt noensinne. [Internett]. HiØ Aktielt.

Se alle arbeider i Cristin

Publisert 28. juni 2018 13:56 - Sist endret 26. juli 2021 11:13