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降低碳排放是世界各国实现碳中和、碳达峰发展战略的重要途径,而降低建筑能耗是降低碳排放的有效举措之一,水泥基储热材料能有效降低建筑能耗和实现对清洁能源的高效利用,因此制备水泥基储热材料对实现建筑能耗的降低具有重要意义。相变材料（Phase change material,PCM）作为水泥基储热材料的核心成分,存在与水泥基材料相容性差的不足,使用微胶囊技术能有效缓解这一不足。常用相变微胶囊本征强度较低,易引起水泥基储热材料强度降低和结构疏松等缺陷。穿孔漂珠相变微胶囊（CenoPCM）与常用相变微胶囊相比,在克服上述缺陷方面具有潜在优势,但是CenoPCM表面涂层封装及对水泥基材料性能调控的研究尚处于空白。因此,本文依托国家自然科学基金项目（51728201和52008003）,结合相变储能技术和微胶囊技术对穿孔漂珠进行功能化转化制备相变微胶囊（Microencapusulated phase change material,MPCM）,采用石蜡（Paraffin wax,PW）作为MPCM的芯材,制备CenoPCM,开展了 CenoPCM封装涂层的制备、表征及性能研究。系统研究了基于CenoPCM的水泥基储热材料的设计及性能调控;同时在制备得到CenoPCM的基础上,分别采用乙基纤维素涂层（Ethyl cellulose coating,EC）、二氧化硅涂层（Silicacoating,SC）和乙基纤维素/二氧化硅复合涂层（Hybrid coating,HC）来对CenoPCM进行表面封装。重点研究CenoPCM、乙基纤维素封装的石蜡@漂珠相变微胶囊（EC-CenoPCM）、SiO2封装的石蜡@漂珠相变微胶囊（SC-CenoPCM）、乙基纤维素/二氧化硅复合涂层封装的石蜡@漂珠相变微胶囊（HC-CenoPCM）的制备参数及性能表征;探究基于CenoPCM制备的4种MPCM对水泥基材料力学特性及热工性能的影响规律;明晰4种MPCM在水泥基材料中的微观结构演变及反应历程;揭示4种MPCM在水泥基材料中的作用机制及微结构构筑机理;建立基于4种MPCM在水泥基材料中的高效能化方法。主要研究内容及成果如下:1、采用真空饱和法制备CenoPCM,并对其表面形貌、组成及热性能进行系统评价;探讨了 CenoPCM掺量对水泥砂浆力学及热工性能的影响规律,明晰了其在水泥水化反应过程中的作用机制。CenoPCM降低了水泥砂浆的抗压强度和导热系数;芯材石蜡的相变效应降低了砂浆的内部温升峰值,推迟了内部温升峰值出现的时间,同时降低了 C3S的放热峰强度,但对水泥总的放热量无明显影响;并且CenoPCM的晶核效应促进了水泥的水化。2、采用高致密性的乙基纤维素涂层对CenoPCM进行封装,制备得到EC-CenoPCM,探讨了不同浓度的乙基纤维素溶液对EC-CenoPCM形态学和热性能的调控机制,明确了最佳的涂层工艺参数。系统研究了 EC-CenoPCM掺量对水泥基材料力学及热工性能的影响规律,探明了 EC-CenoPCM在水泥水化反应过程中的作用机制及内部微观结构演变的对应关系。采用EC涂层有效缓解了石蜡的泄露,增强了漂珠与水泥基体之间的界面,促进了砂浆力学性能和热工性能的发展,增加了砂浆的导热系数;经EC涂层处理后,相变效应仍降低了 EC-CenoPCM砂浆的内部温升,推迟了内部温升峰值出现的出现时间,并减少了 C3S的放热,但对总的放热量无明显影响。3、采用高导热性的二氧化硅涂层对CenoPCM进行封装,制备得到SC-CenoPCM,探究了硅酸钠溶液浓度对SC-CenoPCM形态学和热学性能的调控机制,确定了最佳的制备工艺参数。系统研究了 SC-CenoPCM掺量对水泥基材料力学及热工性能的影响规律;探明了 SC-CenoPCM在水泥水化反应过程中的作用机制及内部微观结构演变的对应关系。SC-CenoPCM表面涂层中的二氧化硅具有火山灰活性,促进了水泥水化,减少水泥基体系内CH的含量,显著改善了漂珠与水泥基体的界面,从而促进了水泥砂浆力学性能的发展,提高了砂浆的导热系数;SiO2涂层的封装未改变石蜡的相变效应,降低了砂浆内部温升,减少了 C3S的水化放热。4、采用高致密性和高导热性并存的乙基纤维素/二氧化硅复合涂层对CenoPCM进行封装,制备得到HC-CenoPCM,探明了不同用量的正硅酸四乙酯对HC-CenoPCM形态学和热性能的调控机制,确定了最佳的封装工艺参数。系统探究了 HC-CenoPCM掺量对水泥基材料力学及热工性能的影响规律,明晰了HC-CenoPCM在水泥水化反应过程中的作用机制及内部微观结构演变的对应关系。复合涂层中的活性SiO2促进了水泥水化,并且EC与SiO2的协同作用增强了砂浆与水泥基体之间的界面,促进了砂浆力学特性与导热系数的增加,并降低了孔隙率;复合涂层未改变石蜡的相变特性,对砂浆内部温升仍具有调控能力,降低了 C3S的水化放热。本文研究成果为涂层技术封装相变微胶囊的设计与评价奠定理论基础,为涂层技术与相变微胶囊材料在建材领域的应用提供关键技术支撑,对推动相变储能材料、水泥基储热材料的发展和降低建筑能耗具有重要意义,助力实现碳中和、碳达峰这一双重发展战略目标。图103表29参194