储热混凝土具有易成型、性能稳定、价格低廉等优点,在太阳能热发电、太阳能空调以及储热桩等方面具有广阔的发展前景。熔融硝酸盐热物性能稳定、粘度小、腐蚀性低,也是太阳能热发电和热利用领域较为理想的候选材料之一以往的研究者多采用混凝土作为储热材料,内置合金换热管道,以导热油或熔融盐作为传热介质来设计储热系统。但该系统中合金管道价格昂贵,使得储热系统成本较高。为综合利用混凝土与熔融硝酸盐各自优点,研究组拟选用混凝土作为主要储热材料,预留换热通道,以熔融硝酸盐作为传热介质来设计新型的储热系统。为验证该系统的可行性,需对混凝土与硝酸盐的相容性进行研究。本文首先选取了储热混凝土中的六种主要组分,分别与熔融硝酸盐在高温下混合浸泡后,分析其物相变化,并结合热力学计算结果探究两类物质是否发生化学反应。研究结果表明,高温浸泡后两类物质化学相容性较好。为探讨储热混凝土中玄武岩和铜矿渣两种骨料与熔融硝酸盐的相容性,选取粉末状和5-20mm粒径的玄武岩与铜矿渣试样,将其分别浸泡在熔融硝酸盐中,分析浸蚀后骨料在矿相、热物性能、表面形貌、微观形貌方面的变化和截面硝酸盐的分布,以及浸蚀循环不同次数后骨料的质量变化规律。研究结果表明：浸蚀后玄武岩颜色明显加深,由灰绿色变为棕灰色；铜矿渣浸蚀后颜色并无明显变化。随着浸蚀循环次数的增加,玄武岩和铜矿渣试样的质量逐渐增大,增长率先增大后减小,浸蚀循环60次后玄武岩和铜矿渣质量分别增加了4.39%和1.04%；骨料未与硝酸盐发生化学反应,未出现明显的腐蚀层,熔融硝酸盐与两种骨料的相容性较好。随着深度的增加,玄武岩和铜矿渣中Na+、K+离子含量先增大后减小,硝酸盐渗入深度分别为350-450μm和300-320μm。为研究熔融硝酸盐浸蚀对混凝土储热材料的影响,实验选取浸蚀温度和时间两个影响因素,从浸蚀前后试样的质量、表观形貌、孔隙率、截面微观形貌、硝酸盐的分布与损耗等方面进行了分析。研究结果表明：混凝土在不同温度下循环浸蚀3次后,未出现较大的破坏；而在450℃下循环浸蚀60次后,表面则出现了明显的裂纹,少量起皮,以及凹坑；随着浸蚀温度的升高和浸蚀时间的延长,混凝土中蛇纹石的蚀化和铁离子氧化加剧,混凝土孔径增大,孔隙率逐渐增加,特别是孔径在100-1000nnm范围内的有害孔隙增加；同时,混凝土质量和硝酸盐损耗率也逐渐增加,但增长率逐渐放缓；在450℃下循环浸蚀60次后,试样的孔隙率由7.96%增大至21.09%,混凝土的质量增加了12.13%,硝酸盐损耗率为67.40%。浸蚀后,混凝土中硝酸盐含量由浸蚀界面向外逐渐降低,通过电子探针定量分析得到的测量值与建立一维扩散模型得到的拟合值能很好的吻合。综上所述,熔融硝酸盐与储热混凝土中主要组分和骨料的化学相容性较好,但与混凝土自身相容性较差,并不能满足复合储热系统实际应用要求。为保证混凝土-熔盐复合储热系统的正常运行,需对其孔隙率和抗渗性进行改进。