專利名稱：具有電磁波吸收功能的浮石混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑吸波材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種具有電磁波吸收功能的浮石混凝土材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電磁污染的不斷加劇以及人們環(huán)保意識的增強，吸收微波建筑材料越來越受到人們的重視。目前，其應(yīng)用已涉及電磁兼容、計算機安全、防電磁輻射和軍事等許多領(lǐng)域。吸波建筑材料主要有復(fù)合吸波建筑材料、吸波建筑涂層和吸波瓦、吸波墻面磚等。建筑吸波材料的發(fā)展取決于吸波劑的研發(fā)，目前所采用的吸波劑主要仍是炭精粉、石墨、碳化硅、鈦酸鋇、鐵氧體、陶瓷材料、納米材料等。如公開號為CN 1862709A的中國發(fā)明專利公開說明書所公開的ー種電磁波吸波材料，由重量百分比為20-60%的N13AL. 1-6%的納米氧化欽、3-10%納米氧化硅和余量的不飽和聚醋組成；諸如此類的鐵氧體、陶瓷材料、納米材料的吸波材料價格昂貴，由于建筑領(lǐng)域?qū)Σ牧系挠昧烤薮?，因此會極大的提高成本，目前并不能推廣運用；又如公開號為CN1974468A的中國發(fā)明專利公開說明書所公開的ー種水泥混凝土吸波材料，以水泥混凝土為基材，其中分布有氣泡和こ炔碳黑或石墨，這種吸波材料中的氣泡和こ炔碳黑或石墨會對建筑材料本身的強度等性能造成影響。本領(lǐng)域已有的代表性技術(shù)文獻包括中國專利，“水泥混凝土吸波材料及其制備方法”，專利號200610098349. 9 ;該發(fā)明提出一種水泥混凝土型吸波材料及其制備方法。是以水泥混凝土為基材，并且混凝土中分布有氣泡。通過分散無機吸收劑、將經(jīng)分散的吸收劑加入到水泥中攪拌均勻、再加入水泥泡、加入混凝土速凝劑、澆模、脫模等步驟而制得，施工方便的一種水泥混凝土吸波材料。中國專利，“一種高鐵磨細鋼渣輕質(zhì)高韌性吸波混凝土及其制備方法”專利號2010102669520 ;該發(fā)明提出了一種吸波混凝土及其制備方法。這種混凝土由硅酸鹽水泥、粉煤灰和高鐵磨細鋼渣、陶砂和高效減水劑、玄武巖纖維和水制備而成，各原料的配比(kg/m3)為硅酸鹽水泥110 300，粉煤灰80 120，高鐵磨細鋼渣70 140，陶砂600 1500，高效減水劑3· O 4. 5，玄武巖纖維30 50，水150 180。無論是這兩種發(fā)明所列還是其他吸波混凝土，其所提供的吸波混凝土都存在制作エ藝復(fù)雜、所制成的混凝土體積密度大，電磁波吸收頻段窄等不足。作為建筑用材料，吸波建筑材料具有使用量大的特點，因此必然要求成本低。現(xiàn)有的吸波材料都存在價格高，質(zhì)量大，而且吸波劑對水泥基材料本身性能也有不利影響。浮石混凝土是輕骨料浮石混凝土，其吸收電磁波的特性通過兩方面來實現(xiàn)一方面，使用吸收劑炭黑來調(diào)節(jié)浮石混凝土中水泥石的介電常數(shù)，使其與空氣阻抗匹配，可以吸收一部分電磁波。另ー方面，當(dāng)電磁波入射到浮石骨料上時，由于浮石骨料的多孔性，一部分電磁波入射到浮石骨料的孔當(dāng)中，在孔壁上進行多次的反射與散射，使得入射的電磁波被吸收。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種輕質(zhì)、廉價的浮石混凝土吸波材料，可廣泛用于各種長期處于電磁波輻射環(huán)境的軍用和民用建筑。本發(fā)明的技術(shù)方案如下ー種具有電磁波吸收功能的浮石混凝土，是以浮石為混凝土粗骨料制成的浮石混凝土，其特征在干，包括干物料和水，干物料包括水泥、浮石骨料、砂、吸波劑，天然浮石作為浮石骨料。水泥、水、砂、浮石骨料、吸波劑的重量比為I : 0.40 0.50 I.50 2. 00 O. 50 I. 00 O. 01 O. 02，最佳重量比為 I : O. 43 : I. 60 O. 98 0.01。
進ー步特征，所述的吸波劑可以為炭黑、羥基鐵或具有相似特征的吸波劑。進ー步特征，浮石骨料的孔隙率在70%以上，孔徑分布在7μπι-140μπι之間，浮石自身抗壓強度大于4MPa。進ー步特征，所述的水泥可采用通用硅酸鹽水泥。進ー步特征，上述的浮石混凝土還包括減水劑，所述的減水劑為粉劑、水劑的萘系聞效減水劑，或粉劑、水劑的聚竣酸系聞效減水劑。本發(fā)明的浮石混凝土吸波材料的制備方法包括以下步驟(I)將吸波劑加入到水泥中；(2)將砂加入攪拌機和水泥、吸波劑一起加攪拌；(3)浮石骨料吸水飽和后加入攪拌機中一起攪拌；(4)加入水混合；(5)澆模將攪拌均勻好后的物料注入模具，成型；(6)脫模脫模成為最終形狀的吸波浮石混凝土產(chǎn)品。在上述制備方法的基礎(chǔ)上，使用高效減水劑時，加入粉劑減水劑時粉劑減水劑與水泥混合一起加入，加入水劑減水劑時水劑減水劑與水混合一起加入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(I)采用天然浮石作為粗骨料，來源廣泛，價格低廉，適合大規(guī)模工程應(yīng)用。(2)由于浮石具有天然的孔隙結(jié)構(gòu)，表觀密度較低，所配制混凝土密度低、保溫性能、耐久性良好。(3)本發(fā)明的水泥基復(fù)合吸波材料生產(chǎn)エ藝簡單，不需要專用設(shè)備，與普通水泥混凝土材料基本一致,材料來源廣泛,成品價格低,可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。(4)本發(fā)明的電磁波吸收功能的浮石混凝土，基本配比在2-18GHZ測試，最小反射率達到_25dB，大于-7dB的帶寬達到10GHz。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過調(diào)整配比以及吸波劑種類和摻量來獲得不同性能的本發(fā)明所述的浮石混凝土吸波材料。(5)用本產(chǎn)品可做現(xiàn)澆墻體、屋頂，也可以制成混凝土制品，如墻板、砌塊、屋面板等，吸波效果好。


附圖是本發(fā)明測試的浮石混凝土吸波性能圖。圖中
A是實施例I制備的吸波混凝土的吸波性能測試曲線；B實施例2制備的吸波混凝土的吸波性能測試曲線；C實施例3制備的吸波混凝土的吸波性能測試曲線；
具體實施例方式下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的實施例。實施例I
本實施例中，水泥、水、砂、粗骨料、吸波劑的重量比為I 0.43 1.60 0.98 0.01 0.015按如下エ藝進行制備(I)用炭黑作為吸波劑，將吸波劑分散到普通硅酸鹽水泥中；(2)將砂加入攪拌機和水泥、吸波劑一起加攪拌；(3)浮石骨料吸水飽和后加入攪拌機中一起攪拌；(4)單獨加入水；(5)澆模將攪拌均勻好后的料注入模具，成型；(6)脫模脫模成為最終形狀的吸波浮石混凝土產(chǎn)品。對本實施例制得的吸波材料進行吸波性能測試，結(jié)果如附圖中A所示。實施例2本實施例中，各原料重量配比如下具有電磁波吸收功能的浮石混凝土基本配比為水泥水砂浮石骨料炭黑聚羧酸高效減水劑(水劑)=I : 0.43 : 1.60 : 0.70 : 0.01 0.02。按如下エ藝進行制備(I)用羥基鐵作為吸波劑，將吸波劑分散到普通硅酸鹽水泥中；(2)將砂加入攪拌機和水泥、吸波劑一起加攪拌；(3)浮石骨料吸水飽和后加入攪拌機中一起攪拌；(4)加入水和聚羧酸高效減水劑的混合；(5)澆模將攪拌均勻后的物料注入模具，成型；(6)脫模脫模成為最終形狀的吸波浮石混凝土產(chǎn)品。對本實施例制得的吸波材料進行吸波性能測試，結(jié)果如附圖中B所示。實施例3本實施例中，各原料重量配比如下具有電磁波吸收功能的浮石混凝土基本配比為水泥水砂浮石骨料炭黑萘系高效減水劑(粉劑)=I : O. 43 : I. 60 : O. 52 : O. 01 0.015。按如下エ藝進行制備(I)用羥基鐵與炭黑混合作為吸波劑，將吸波劑和萘系高效減水劑分散到硅酸鹽水泥中；(2)將砂加入攪拌機和水泥、吸波劑一起加攪拌；(3)浮石骨料吸水飽和后加入攪拌機中一起攪拌；(4)單獨加入水；
(5)澆模將攪拌均勻好后的料注入模具，成型；(6)脫模脫模成為最終形狀的吸波浮石混凝土產(chǎn)品。對本實施例制得的高吸波材料進行吸波性能測試，結(jié)果如附圖中C所示。權(quán)利要求
1.一種具有電磁波吸收功能的浮石混凝土，是以浮石為混凝土粗骨料制成的浮石混凝土，其特征在于該浮石混凝土包括干物料和水，干物料包括水泥、浮石骨料、砂、吸波劑，天然浮石作為浮石骨料；水泥、水、砂、浮石骨料、吸波劑的重量比為I : O. 40 O.50 I. 50 2. 00 O. 50 I. 00 O. 01 O. 02。
2.如權(quán)利要求I所述的具有電磁波吸收功能的浮石混凝土，其特征在于所述的水泥、水、砂、天然浮石、吸波劑的重量比為I : O. 43 : 1.60 O. 98 0.01。
3.如權(quán)利要求I所述的具有電磁波吸收功能的浮石混凝土，其特征在于天然浮石的孔隙率在70%以上，孔徑分布在7 μ m-140 μ m之間，浮石自身抗壓強度大于4Mpa。
4.如權(quán)利要求I所述的具有電磁波吸收功能的浮石混凝土，其特征在于所述的吸波劑為炭黑或羥基鐵。
5.如權(quán)利要求I所述的具有電磁波吸收功能的浮石混凝土，其特征在于所述的水泥采用通用娃酸鹽水泥。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的具有電磁波吸收功能的浮石混凝土，其特征在于上述的浮石混凝土還包括減水劑，所述的減水劑為粉劑、水劑的萘系高效減水劑；或是粉劑、水劑的聚羧酸系高效減水劑。
7.權(quán)利要求1-5任一所述的具有電磁波吸收功能的浮石混凝土的制備方法，其特征包括如下步驟 (1)將吸波劑加入到水泥中； (2)將砂加入攪拌機和水泥、吸波劑一起加攪拌； (3)浮石骨料吸水飽和后加入攪拌機中一起攪拌； (4)加入水混合； (5)澆模將攪拌均勻好后的物料注入模具，成型； (6)脫模脫模成為最終形狀的吸波浮石混凝土產(chǎn)品。
8.權(quán)利要求6所述的具有電磁波吸收功能的浮石混凝土的制備方法，其特征在于，在權(quán)利要求6制備方法的基礎(chǔ)上加入減水劑，加入粉劑減水劑時，粉劑減水劑與水泥混合；力口入水劑減水劑時，水劑減水劑與水混合一起加入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有電磁波吸收功能的浮石混凝土，屬于建筑吸波材料技術(shù)領(lǐng)域。其特征是以浮石作為粗骨料和炭黑作為吸收劑的浮石混凝土。浮石混凝土膠凝材料使用普通的硅酸鹽水泥，細骨料使用中砂。制成的浮石混凝土在2-18GHz范圍內(nèi)具有最小-25dB的反射率。本發(fā)明的特點是制作工藝簡單，材料來源廣泛，成品價格低，可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；可以做現(xiàn)澆墻體，屋頂，也可以制成混凝土制品，如墻板、砌塊、屋面板等；吸波效果好，強度適中，適合推廣使用。
文檔編號C04B28/04GK102627436SQ20121011912
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者呂興軍, 曹明莉, 李妍 申請人:大連理工大學(xué)