[發明專利]一種雙層結構電磁透波型高鋁水泥基材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110985633.2
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113681675B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 李悅;楊斌;劉江林;程婭萍;金彩云
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B28B1/04
• 分類號: B28B1/04;B28B1/16;B28B11/24;B28C5/00;C04B28/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明提供了一種雙層結構電磁透波型高鋁水泥基材料的制備方法，該材料結構形式為雙層，分別為匹配層和透波層。匹配層組成材料主要包括高鋁水泥、膨脹珍珠巖微粉、減水劑與水；透波層的組成材料包括高鋁水泥、石英纖維、膨脹珍珠巖微粉、六偏磷酸鈉、微硅粉、減水劑、醇胺類改性劑與水。雙層結構的制備合成方法是先成型匹配層，設計厚度為整體厚度的1/4?1/3，待匹配層漿體初凝后再澆筑透波層，振搗密實并壓實抹平表面。

技術領域

本發明提供了一種電磁透波性能好且后期強度高的雙層結構高鋁水泥基材料的制備方法，屬于建筑材料技術領域，可大大提升水泥基板材與制品的力學性能、耐久性能和電磁波透射率。

背景技術

透波材料指的是波長在1mm～1000mm、頻率在0.3GHz～300GHz、電磁波透過率大于70％的材料。目前，應用最廣泛的透波材料是樹脂基和無機非金屬基(陶瓷、氧化硅、磷酸鹽等)復合材料。通過對比目前工程中常用普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、高鋁水泥等發現，高鋁水泥的透波性能是這幾種水泥中透波效果最好的，但是普通的高鋁水泥仍然達不到以上透波材料的要求。隨著5G通訊時代的到來，迫切需要研發一種具有一定透波能力的高鋁水泥基材料。

在目前的移動通信網絡中，信號是通過基站傳輸的。但是在5G網絡中，數據是不需要通過基站轉發，直接在終端之間傳輸。但是傳輸之間的建筑物會顯著影響信號的傳輸。因此，迫切地需要提高建筑物的透波性能，從而改善信號的傳輸效果。并且研發具有一定微波透射性能的高鋁水泥基材料具有重要價值，可以顯著改善房屋、地下結構、通訊中心及電梯等的信號覆蓋，大大提高無線通訊系統的信號強度。

高鋁水泥是一種硬化快、早期強度高、耐腐蝕性優良的膠凝材料。主要應用于工期緊急的道路搶修工程和冬季施工工程，同時，由于其較好的耐火性能，也可用于配制各種耐火材料。

高鋁水泥的優異性能源于水化生成CaO·Al₂O₃·10H₂O晶體和Al₂O₃·3H₂O凝膠的過程很快，同時會放出大量的熱，并且3天即可達到最高強度的80％-90％，這一特點主要應用于搶修工程中。但是高鋁水泥在實際應用中還存在很大弊端，主要因素有：(1)高鋁水泥水化生成的CaO·Al₂O₃·10H₂O晶體屬于亞穩定態，其會轉化成穩定態的2CaO·Al₂O₃·8H₂O，這種轉化會使得內部產生大量孔隙，從而導致后期強度下降。(2)普通的高鋁水泥材料的透波率無法達到透波材料的要求，需要對其進行配合比優化設計，從而提升透波率，更好的滿足5G通訊時代的要求。因此，本發明提供了一種電磁透波性能好且后期強度高的雙層結構高鋁水泥基材料的制備方法，該方法制備的雙層結構可以顯著提高高鋁水泥基材料的透波性能，并且解決了其后期強度倒縮的問題，能夠使高鋁水泥更好地用于建筑工程中，為高鋁水泥的廣泛應用奠定基礎。

本發明的技術方案提供了一種電磁透波性能好且后期強度高的雙層結構高鋁水泥基材料的制備方法，本發明技術方案具體如下：

1.1材料結構形式為雙層，分別為匹配層和透波層。

1.2匹配層的主要組分(以質量百分比計量)：

(1)高鋁水泥：59％-69％；

(2)膨脹珍珠巖微粉：14％-24％；

(3)水：15％-19％。

1.3匹配層的輔助組分(與匹配層主要組分質量之和的百分比)：

(1)減水劑：0.2％-0.4％。

1.4透波層的主要組分(主要組分的總質量為高鋁水泥、膨脹珍珠巖微粉、六偏磷酸鈉、微硅粉和水的質量之和)：