[發(fā)明專利]一種吸收電磁波水泥砂漿板

無效

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• 申請日: 2012-06-26
• 公開（公告）號: CN102731042A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 王寶民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李寶元;梅洪玉

技術領域

本發(fā)明屬于土木工程水泥砂漿材料技術領域，涉及一種電磁波吸收水泥砂漿板配制技術，特別涉及到以精細廢舊橡膠粉和多壁碳納米管復合來配制吸波砂漿板。

背景技術

電磁輻射已成為繼大氣污染、水污染和噪聲污染之后我國的第四污染源。隨著城市經濟發(fā)展和人口增長，電子、通信、計算機、汽車與電氣設備等進入家庭，導致城市空間人為電磁能量逐年增長，廣播電視臺、無線通訊發(fā)射站、各類天線、電網、城市交通運輸、個人無線通訊手段以及家用電器等，把人們帶進一個充滿電磁輻射的環(huán)境中。同時，電子設備的高頻化、數(shù)字化，干擾信號的能量密度增大，使有限空間內的電磁環(huán)境更為惡化。惡化的電磁環(huán)境不僅對人們日常的通信、計算機、運輸業(yè)和其他電子系統(tǒng)造成危害，而且會對人們的身體健康帶來威脅。此外，為防止電子設備、計算機中心等設備的數(shù)據(jù)泄漏和削減雷達對目標的探測能力，研究電磁屏蔽與吸波材料就顯得非常重要。

水泥材料資源豐富、產品能耗低、適應性強、耐久性好，是工程建設中最主要的建筑材料，且易通過摻雜改性來實現(xiàn)某一種功能需要。針對民用建筑物、軍事指揮所及掩體等地面目標對電磁波輻射防護的要求，通過對水泥基材料改性來達到對電磁輻射防護的目的是一種簡單而且切實可行的辦法。

在高性能水泥基復合材料的組成方面，所用的無機材料大都是波特蘭水泥和高鋁水泥體系，可用于水泥基體中的吸波組分主要有三類：導電聚合物類、碳類和金屬類。其中，比較常見、應用也比較廣的是碳素類（包括石墨、炭黑及碳纖維）和金屬類（主要有金屬粉、金屬纖維和金屬片）。超微粉、纖維，以及磁性鐵氧體等比較適合配制水泥基電磁吸收復合材料。目前已有的研究也表明，它們都可以在實驗測試的頻段內達到-10~-20dB的吸收效果，可以滿足民用對平板型吸波材料的要求。

碳納米管是一維納米材料，其獨特的結構使其吸波機制不同于傳統(tǒng)粒子，具有量子效應、隧道效應、小尺寸和界面效應。隨著表面原子比例的升高，晶體缺陷增加、懸掛鍵增多，表面活性增大，在電磁場作用下，原子、電子運動加劇，使電磁能轉化為熱能，形成界面電極極化，高的比表面積又會造成多重散射，這是納米材料具有吸波能力的重要機理。納米材料在具有良好吸波特性的同時還具有頻帶寬、兼容性好、面密度低、涂層薄的特點。

碳納米管一般用于增強復合材料的研究，研究較多的基體材料有聚合物基、金屬基及陶瓷基，有關復合水泥基材料的吸波性能還少有研究。

橡膠粉是一種橡膠廢料，在混凝土中摻入橡膠粉，不僅可以提高混凝土的韌性和抗凍性，同時還增加了其引氣性。普通硅酸鹽水泥依靠水泥成分中的金屬氧化物及一些礦物材料的介電損耗和磁損耗來衰減電磁波能量，?但由于水泥的致密性較高，它的表面波阻抗與空間波阻抗的匹配性較差，因此其損耗性能較低。而橡膠顆粒的介電常數(shù)較低，它的加入可以調節(jié)水泥漿體的氣孔率和電磁參數(shù)，使其輸入阻抗與空間波阻抗相匹配。并且，在橡膠顆粒表面包覆一層水泥漿體后還可以散射部分電磁波，因此，橡膠顆粒填充水泥漿體復合材料可以等效為一種閉孔吸波結構。當電磁波入射到這些孔中進行傳播時，便會在各個閉孔中發(fā)生反射和散射，導致電磁波能量損失。

“吸收強、頻帶寬、質量輕、厚度薄”?是對21世紀新一代隱身吸波材料的要求，將碳納米管與精細廢舊橡膠粉復合應用于水泥基材料中，將使水泥砂漿具有良好的電磁波吸收性能，降低成本。具有顯著創(chuàng)新意義和工程實用價值。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種吸收電磁波水泥砂漿板的配制技術，目的是顯著提高水泥基材料的吸波性能，獲得一種高效的水泥基復合吸波材料。

本發(fā)明的技術方案如下：

本發(fā)明的吸波水泥砂漿板的主要原材料由水泥、砂、水、高性能減水劑、碳納米管、精細橡膠粉組成。各組分和含量如下：1m³水泥砂漿中含有硅酸鹽水泥780-820kg，細骨料1180-1240kg，水260-300kg，多壁碳納米管4.68-7.38kg，廢舊橡膠粉31.2-98.4?kg。

??進一步特征，上述成分還可以加入高性能減水劑6.2-10.8kg。

水泥：P·Ⅰ42.5或P·Ⅱ42.5級硅酸鹽水泥。

細骨料：河砂，Ⅱ區(qū)中砂；含泥量小于1%。

高性能減水劑的減水率大于18%。

多壁碳納米管：管徑20-40納米、長度5-15微米。

橡膠粉可以采用廢舊橡膠粉，細度為80-150目。

按上述的質量比例稱取原材料，機械攪拌，攪拌時間180秒-240秒，澆注成型。