回收铸造石蜡废料作为相变材料在建筑外饰面水泥砂浆中的应用研究

为应对建筑行业高能耗与工业废弃物管理难题，葡萄牙研究团队创新性地将铸造石蜡废料（PWW）转化为有机相变材料（PCM），用于水泥砂浆外饰面。研究表明，掺入75%石蜡的砂浆可降低>10%的制冷需求，同时满足CSIV级抗压强度标准，为低成本PCM应用与工业废料资源化提供了双赢方案。

　　

随着全球气候危机加剧，建筑行业作为能源消耗与碳排放的“大户”面临严峻挑战。欧盟计划2050年前实现建筑脱碳与高能效目标，但现有技术如商用相变材料（Phase Change Materials, PCM）因成本高昂难以普及。与此同时，铸造工业每年产生大量石蜡废料（Paraffin Wax Waste, PWW），每立方米铸件伴随1立方米废蜡生成，传统处理方式造成资源浪费。葡萄牙研究团队Sandra Cunha等人发表于《Journal of Energy Storage》的研究，首次将PWW转化为PCM应用于建筑外饰面砂浆，为破解上述难题提供了创新路径。

研究采用多学科交叉方法：通过差示扫描量热法（DSC）分析PWW的相变特性；设计三种石蜡掺量（25%、50%、75%）的砂浆配方，结合流变学测试优化水胶比；模拟灰/白表面及环境三种温度场景评估热性能；采用生命周期评估（LCA）与成本分析衡量环境经济收益。

研究结果

1. 石蜡特性验证：PWW具备典型有机PCM的相变温度（20-30°C）与高潜热，但其疏水性需通过调整水胶比（0.55-0.70）补偿。
2. 机械性能达标：所有配方均达CSIV级抗压强度（>5MPa），但75%掺量组出现轻微强度折减（约12%）。
3. 热性能突破：75%石蜡砂浆在三种场景下均实现>10%的制冷需求降低，归因于石蜡吸热缓冲效应。
4. 环境经济双优：相比商用PCM，PWW砂浆成本降低34%，碳足迹减少22%，符合循环经济原则。

结论与意义
该研究首次证明工业废蜡可作为高效PCM替代品，其开发的砂浆兼具工程适用性（满足建筑标准）与气候适应性（显著节能）。团队提出“废弃物-PCM-建筑节能”闭环模式，为《欧洲绿色新政》提供了可落地的技术方案。未来研究可探索石蜡微胶囊化以提升兼容性，或结合光伏外墙构建综合能源系统。这一成果不仅拓展了PCM的廉价来源，更开创了工业废料高值化利用的新范式。