專利名稱：一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
無線通訊技術(shù)的快速發(fā)展，以及各種高頻電子電器設(shè)備的廣泛應(yīng)用使有限空間內(nèi)電磁波能量密度急劇增大，人類活動(dòng)空間電磁環(huán)境持續(xù)惡化；電磁波已經(jīng)成為大氣、水和噪音污染之后的第四大污染源，其生物危害性日益引起重視。同時(shí)，由電磁信號泄漏失密帶來的問題日益嚴(yán)重；另外，各種電磁信號相互干擾，易造成廣播電視信號失真、計(jì)算機(jī)指令錯(cuò)誤、通訊網(wǎng)絡(luò)破壞、自動(dòng)設(shè)備誤操作、航空系統(tǒng)通訊中斷等后果。普通建筑物對于電磁波的·防護(hù)作用形同虛設(shè)，外來電磁波可長驅(qū)直入，建筑物內(nèi)部儀器設(shè)備產(chǎn)生的電磁波泄往周圍·環(huán)境。因此，將建筑材料本身設(shè)計(jì)制備成具有電磁防護(hù)功能具有重要意義，是建設(shè)可靠性高，建造、維護(hù)和使用成本低，使用壽命長的電磁防護(hù)建筑物的關(guān)鍵問題之一。為了解決這一難題，有的研究者將含有鐵氧體等電磁吸收材料的涂料用于建筑物表面來實(shí)現(xiàn)對電磁波的防護(hù)；也有的研究者將鋼絲網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)等將建筑物包裹籠罩而屏蔽電磁波；還有的研究者將鋼纖維、碳纖維、碳粉、石墨粉等作為導(dǎo)電相摻加到水泥混凝土中，在水泥混凝土內(nèi)部形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)而實(shí)現(xiàn)其導(dǎo)電性能和一定的電磁屏蔽性能。然而，涂料類的建筑物電磁屏蔽材料耐候性差、在自然環(huán)境中易老化破壞，因此保養(yǎng)困難，維護(hù)成本高。而導(dǎo)電混凝土制備成本較高，大規(guī)模用于建筑物存在一定的經(jīng)濟(jì)性問題；同時(shí)，導(dǎo)電混凝土宜于用到新建建筑物中，對于舊有建筑物而言要使用導(dǎo)電混凝土進(jìn)行改造而實(shí)現(xiàn)電磁防護(hù)性能相當(dāng)困難。另外，上述技術(shù)方法也存在功能單一的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材及其制備方法，該方法制備的混凝土板材具備電磁防護(hù)和保溫隔熱性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材，其特征在于它由水、水泥、超輕集料、碳纖維、Fe3O4粉末、TiO2粉末、發(fā)泡劑、羥甲基丙基纖維素及超塑化劑原料經(jīng)拌合、澆筑、成型、養(yǎng)護(hù)而得到；各原料所占質(zhì)量百分比為水15% 20% (最佳為16. 5-19%)、水泥38% 42%、超輕集料30% 35%、碳纖維O. 35% 0· 4%、Fe3O4粉5% 6. 5%、TiO2粉2. 5% 3. 0%、發(fā)泡劑O. 4% 0· 6%、羥甲基丙基纖維素O. 159ΓΟ. 25%、超塑化劑O. 359Γ0. 55%，各原料所占質(zhì)量百分比之和為100%。所述的水為普通自來水或潔凈的自然水體中的水。所述的水泥為市售普通硅酸鹽水泥。所述的超輕集料是采用粘土、粉煤灰、湖泊或河流淤泥、污水處理廠污泥等其中一種或多種按任意配比配料、造粒并經(jīng)燒制而得到(燒制溫度為1200°C，升溫速率為30^500C /min，保溫時(shí)間為5_10min)，其表觀容重為400 500kg/m3，粒徑〈10mm。所述的碳纖維是市售PAN基碳纖維,長度5 IOmm之間，單絲直徑7 10 μ m,拉伸模量180 200GPa，線電阻180 240Ω.ΠΓ1。所述的Fe3O4粉為市售工業(yè)產(chǎn)品，粒度〈50 μ m。所述Ti O2粉為市售工業(yè)產(chǎn)品，粒度〈10 μ m。所述的發(fā)泡劑是市售動(dòng)物蛋白類泡沫混凝土發(fā)泡劑。 所述的羥甲基丙基纖維素為市售工業(yè)產(chǎn)品。所述的超塑化劑為市售聚羧酸系列，減水率20 25%。上述一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材的制備方法，其特征在于它包括如下步驟
O原料的選取按各原料所占質(zhì)量百分比為水15°/Γ20%、水泥38°/Γ42%、超輕集料30% 35%、碳纖維 O. 35% 0· 4%,Fe3O4 粉 5% 6. 5%,TiO2 粉 2. 5% 3. 0%、發(fā)泡劑 O. 4% 0· 6%、羥甲基丙基纖維素O. 159Π). 25%、超塑化劑O. 359Π). 55%，各原料所占質(zhì)量百分比之和為100% ；選取水、水泥、超輕集料、碳纖維、Fe3O4粉末、TiO2粉末、發(fā)泡劑、羥甲基丙基纖維素及超塑化劑原料，備用；
2)集料的預(yù)處理將超輕集料裝袋，浸沒于水中12 24h進(jìn)行飽水處理，之后撈出浙干至飽和面干狀態(tài)，得到經(jīng)飽水及浙干處理的超輕集料；
3)原材料的拌合將水分為4等份(4等份拌合水);取其中2等份，將羥甲基丙基纖維素和超塑化劑先后溶于其中，得到溶解了羥甲基丙基纖維素和超塑化劑的拌合水；然后將碳纖維與水泥混合，用攪拌機(jī)干拌3 5min，得到碳纖維和水泥的混合物；再將碳纖維和水泥的混合物加入溶解了羥甲基丙基纖維素和超塑化劑的拌合水中機(jī)械攪拌I 3min，得到碳纖維水泥漿體；與此同時(shí)，取另I等份水，將發(fā)泡劑加入其中并用高速剪切攪拌機(jī)攪拌I 3min，產(chǎn)生大量微細(xì)泡沫，得到泡沫體(包括少量未完全形成泡沫的溶解了發(fā)泡劑的拌合水)，備用；將前述拌好的碳纖維水泥漿體與泡沫體混合并機(jī)械攪拌，Imin后加入經(jīng)飽水及浙干處理的超輕集料，同時(shí)將剩余的I等份水加入，再加入Fe3O4粉末和TiO2粉末，繼續(xù)攪拌2 3min后形成混凝土拌合物；
4)澆筑與成型將上述混凝土拌合物澆筑于放置在振動(dòng)臺的、涂布了脫模劑的觀點(diǎn)181CmX60CmX8Cm板材模具之中，振動(dòng)10 30s后用刮刀將表面多余的漿體括除，然后將上表面收光；
5)養(yǎng)護(hù)與切割將成型好的帶模試件置于密閉養(yǎng)護(hù)室中，通入蒸汽養(yǎng)護(hù)6 8h(蒸汽溫度為65°C)，然后運(yùn)出養(yǎng)護(hù)室并脫模，切割成60CmX60CmX8Cm板材，制得具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材(成品)。本發(fā)明使用了短切碳纖維作為導(dǎo)電組分和抗裂增強(qiáng)組分。使用了 Fe3O4和TiO2細(xì)粉作為微波吸收增強(qiáng)組分。在制備過程中使用了羥甲基丙基纖維素增強(qiáng)碳纖維分散性，同時(shí)提高新拌混凝土衆(zhòng)體的抗離析泌水性能。本發(fā)明的有益效果是該方法制備的混凝土板材具備電磁防護(hù)和保溫隔熱性能，使用該方法制備的板材可用砂漿貼敷于建筑物的外墻體及頂板等，能增強(qiáng)建筑物對電磁波的防護(hù)作用，也提高建筑物的能源利用效率。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。如下實(shí)施例中
所述的水為普通自來水或潔凈的自然水體中的水。所述的水泥為市售普通硅酸鹽水泥。所述的超輕集料是采用粘土、粉煤灰、湖泊或河流淤泥、污水處理廠污泥等其中一種或多種按任意配比配料、造粒并經(jīng)燒制而得到(燒制溫度為1200°C，升溫速率為30^500C /min，保溫時(shí)間為5_10min)，其表觀容重為400 500kg/m3，粒徑〈10mm。所述的碳纖維是市售PAN基碳纖維,長度5 IOmm之間，單絲直徑7 10 μ m,拉 伸模量180 200GPa，線電阻180 240Ω.ΠΓ1。所述的Fe3O4粉為市售工業(yè)產(chǎn)品，粒度〈50 μ m。所述Ti O2粉為市售工業(yè)產(chǎn)品，粒度〈10 μ m。所述的發(fā)泡劑是市售動(dòng)物蛋白類泡沫混凝土發(fā)泡劑(如世隆公司生產(chǎn)的FP180系列)。所述的羥甲基丙基纖維素為市售工業(yè)產(chǎn)品。所述的超塑化劑為市售聚羧酸系列，減水率20 25%(如華威混凝土外加劑廠生產(chǎn)的XS100系列)。實(shí)施例I :
一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材，它由水、水泥、超輕集料、碳纖維、Fe3O4粉末、TiO2粉末、發(fā)泡劑、羥甲基丙基纖維素及超塑化劑為原料制備而得到，各原料所占質(zhì)量百分比為水18. 5%、水泥42%、超輕集料30%、碳纖維O. 35%、Fe304粉5%、1102粉3. 0%、發(fā)泡劑O. 4%、羥甲基丙基纖維素O. 2%及超塑化劑O. 55%。上述一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材的制備方法，它包括如下步驟
1)原料的選取按各原料所占質(zhì)量百分比為水18.5%、水泥42%、超輕集料30%、碳纖維O. 35%、Fe3O4粉5%、TiO2粉3. 0%、發(fā)泡劑O. 4%、羥甲基丙基纖維素O. 2%及超塑化劑O. 55%，選取水、水泥、超輕集料、碳纖維、Fe3O4粉末、TiO2粉末、發(fā)泡劑、羥甲基丙基纖維素及超塑化劑原料，備用；
2)集料的預(yù)處理將超輕集料裝袋，浸沒于水中18h進(jìn)行飽水處理，之后撈出浙干至飽和面干狀態(tài)，得到經(jīng)飽水及浙干處理的超輕集料；
3)原材料的拌合將水分為4等份(4等份拌合水);取其中2等份，將羥甲基丙基纖維素和超塑化劑先后溶于其中，得到溶解了羥甲基丙基纖維素和超塑化劑的拌合水；然后將碳纖維與水泥混合，用攪拌機(jī)干拌3min，得到碳纖維和水泥的混合物；再將碳纖維和水泥的混合物加入溶解了羥甲基丙基纖維素和超塑化劑的拌合水中機(jī)械攪拌3min，得到碳纖維水泥漿體；與此同時(shí),取另I等份水,將發(fā)泡劑加入其中并用高速剪切攪拌機(jī)攪拌2min，產(chǎn)生大量微細(xì)泡沫，得到泡沫體(包括少量未完全形成泡沫的溶解了發(fā)泡劑的拌合水)，備用；將前述拌好的碳纖維水泥漿體與泡沫體混合并機(jī)械攪拌，Imin后加入經(jīng)飽水及浙干處理的超輕集料，同時(shí)將剩余的I等份水加入，再加入Fe3O4粉末和TiO2粉末，繼續(xù)攪拌3min后形成混凝土拌合物；
4)澆筑與成型將上述混凝土拌合物澆筑于放置在振動(dòng)臺的、涂布了脫模劑的觀點(diǎn)181CmX60CmX8Cm板材模具之中，振動(dòng)IOs后用刮刀將表面多余的漿體括除，然后將上表面收光；
5)養(yǎng)護(hù)與切割將成型好的帶模試件置于密閉養(yǎng)護(hù)室中，通入蒸汽養(yǎng)護(hù)6h(蒸汽溫度為65°C)，然后運(yùn)出養(yǎng)護(hù)室并脫模，切割成60CmX60CmX8Cm板材，制得具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材(成品)，其性能如下
權(quán)利要求
1.一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材，其特征在于它由水、水泥、超輕集料、碳纖維、Fe3O4粉末、TiO2粉末、發(fā)泡劑、羥甲基丙基纖維素及超塑化劑原料經(jīng)拌合、澆筑、成型、養(yǎng)護(hù)而得到；各原料所占質(zhì)量百分比為水15°/Γ20%、水泥38°/Γ42%、超輕集料30% 35%、碳纖維 O. 35% 0· 4%,Fe3O4 粉 5% 6. 5%,TiO2 粉 2. 5% 3. 0%、發(fā)泡劑 O. 4% 0· 6%、羥甲基丙基纖維素O. 159Π). 25%、超塑化劑O. 359Π). 55% ，各原料所占質(zhì)量百分比之和為100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材，其特征在于所述的水泥為市售普通硅酸鹽水泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材，其特征在于所述的超輕集料是采用粘土、粉煤灰、湖泊或河流淤泥、污水處理廠污泥其中一種或多種按任意配比配料、造粒并經(jīng)燒制而得到，燒制溫度為1200°C，升溫速率為3(T50°C /min，保溫時(shí)間為5-10min，其表觀容重為400 500kg/m3，粒徑〈10mm。
4.如權(quán)利要求I所述的一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材的制備方法，其特征在于它包括如下步驟 O原料的選取按各原料所占質(zhì)量百分比為水15°/Γ20%、水泥38°/Γ42%、超輕集料30% 35%、碳纖維 O. 35% 0· 4%,Fe3O4 粉 5% 6. 5%,TiO2 粉 2. 5% 3. 0%、發(fā)泡劑 O. 4% 0· 6%、羥甲基丙基纖維素O. 159Π). 25%、超塑化劑O. 359Π). 55%，各原料所占質(zhì)量百分比之和為100% ；選取水、水泥、超輕集料、碳纖維、Fe3O4粉末、TiO2粉末、發(fā)泡劑、羥甲基丙基纖維素及超塑化劑原料，備用； 2)集料的預(yù)處理將超輕集料裝袋，浸沒于水中12 24h進(jìn)行飽水處理，之后撈出浙干至飽和面干狀態(tài)，得到經(jīng)飽水及浙干處理的超輕集料； 3)原材料的拌合將水分為4等份；取其中2等份，將羥甲基丙基纖維素和超塑化劑先后溶于其中，得到溶解了羥甲基丙基纖維素和超塑化劑的拌合水；然后將碳纖維與水泥混合，用攪拌機(jī)干拌3 5min，得到碳纖維和水泥的混合物；再將碳纖維和水泥的混合物加入溶解了羥甲基丙基纖維素和超塑化劑的拌合水中機(jī)械攪拌I 3min，得到碳纖維水泥漿體；取另I等份水，將發(fā)泡劑加入其中并用高速剪切攪拌機(jī)攪拌I 3min，得到泡沫體，備用；將前述拌好的碳纖維水泥漿體與泡沫體混合并機(jī)械攪拌，Imin后加入經(jīng)飽水及浙干處理的超輕集料，同時(shí)將剩余的I等份水加入，再加入Fe3O4粉末和TiO2粉末，繼續(xù)攪拌2 3min后形成混凝土拌合物； 4)燒筑與成型； 5)養(yǎng)護(hù)與切割，制得具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域。一種具有電磁防護(hù)功能的超輕集料泡沫混凝土板材，其特征在于它由水、水泥、超輕集料、碳纖維、Fe3O4粉末、TiO2粉末、發(fā)泡劑、羥甲基丙基纖維素及超塑化劑原料經(jīng)拌合、澆筑、成型、養(yǎng)護(hù)而得到；各原料所占質(zhì)量百分比為水15%~20%、水泥38%~42%、超輕集料30%~35%、碳纖維0.35%~0.4%、Fe3O4粉5%~6.5%、TiO2粉2.5%~3.0%、發(fā)泡劑0.4%~0.6%、羥甲基丙基纖維素0.15%~0.25%、超塑化劑0.35%~0.55%，各原料所占質(zhì)量百分比之和為100%。該方法制備的超輕集料泡沫混凝土板材，具有保溫隔熱性能和電磁防護(hù)性能，能以一定工藝粘貼在建筑物表面作為功能性建筑材料使用。
文檔編號C04B28/04GK102875090SQ201210385648
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者何永佳, 呂林女, 王發(fā)洲, 胡曙光 申請人:武漢理工大學(xué)