防电磁辐射建筑用水泥基板材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种防电磁辐射建筑用水泥基板材及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术的快速发展，高压线、变电站、通信基站、广播电视塔和微波炉、电磁 炉以及手机等电子、电气设备设施的大量应用，加之城市人口、建筑密度的不断加大，导致 城市电磁环境越加复杂、日益恶化，城市建筑空间的电磁辐射污染严重影响着人们的身心 健康。水泥基材料作为建筑材料的主要组成部分，对治理建筑空间电磁福射污染，改善人居 环境，有着无可替代的作用。
[0003] 至今为止，科研人员已开发出水泥砂浆、水泥纤维板和泡沫混凝土等多种电磁功 能水泥基建筑材料。如通过在墙体中添加钢筋网架和钢丝网的方式来达到电磁防护的目 的。还有一种带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料，将金属网嵌 入到水泥砂浆中，通过电磁波变换层和吸收层设计使材料具有频带宽，屏蔽/吸波强的特 点。这类水泥基材料使用了具有良好导电性能的金属网，均采用了电磁屏蔽的损耗机制，但 该类材料结构在电磁辐射防护中存在一定的缺陷。由于加入了起到电磁屏蔽作用的金属网 导致得到的建筑材料与同等体积相比更为笨重，而且金属网在水泥基内易于生锈，会影响 材料的强度。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例提供一种防电磁辐射建筑用水泥基板材，主要目的是解 决采用金属网进行电磁屏蔽存在的问题。
[0005] 为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
[0006] -方面，本发明实施例提供了一种防电磁辐射建筑用水泥基板材，包括按如下顺 序排列的透波层、吸波层和反射层，其中
[0007] 透波层，所述透波层的水泥基材料中掺杂有第一电磁功能材料，以使自由空间的 电磁波经由透波层尽可能多的进入到所述防电磁辐射建筑用水泥基板材内部；
[0008] 吸波层，所述吸波层的水泥基材料中掺杂有第二电磁功能材料，以吸收经由透波 层入射的电磁波和由反射层反射的电磁波，衰减电磁波能量；
[0009] 反射层，所述反射层的水泥基材料中掺杂有第三电磁功能材料，以对经由吸波层 衰减后的电磁波形成反射，防止电磁波进入建筑空间，经反射层反射的电磁波在吸波层内 部形成多次损耗。
[0010] 作为优选，所述透波层中第一电磁功能材料的掺量为透波层的胶凝材料与第一电 磁功能材料总质量的15-20%，所述吸波层中第二电磁功能材料的掺量为吸波层的胶凝材 料与第二电磁功能材料总质量的4-15%，所述反射层中第三电磁功能材料的掺量为反射层 的胶凝材料与第三电磁功能材料总质量的10-25%。
[0011] 作为优选，所述透波层、吸波层和反射层的厚度分别为10-20mm。
[0012] 作为优选，所述的第一电磁功能材料选自空心玻璃微珠、SiC纤维和云母片中的至 少一种。
[0013] 作为优选，所述空心微珠的平均粒径为10-30μηι，堆积密度为0.10~0. llg/cm3,所 述SiC纤维的电阻率为8Χ105Ω .cm-8X106Q .cm，所述云母片的平均粒径为120~150μπι。
[0014]作为优选，所述第二电磁功能材料和第三电磁功能材料选自短切碳纤维、铁氧体、 石墨、炭黑、钢纤维和导电镍粉中的至少一种。
[0015] 作为优选，所述的钢纤维直径为0.18~0.22mm，长度为12~14mm，抗拉强度大于等 于2850MPa。
[0016] 作为优选，所述短切碳纤维长度为10~20mm，单丝直径为5-7μπι，碳化量大于等于 95%，抗拉强度为3.8GPa。
[0017] 作为优选，所述的铁氧体为尖晶石型铁氧体，平均粒径为0.3-0.6μηι。
[0018] 作为优选，所述石墨为鳞片状，平均粒径为60~80μπι;所述的炭黑为乙炔炭黑粉， 颗粒直径为30~50nm。
[0019] 作为优选，所述的导电镍粉为球状粒子，所述导电镍粉中Ni的质量百分含量大于 99·5%，所述导电镍粉的平均粒径为1 ·5-2·Ομπι。
[0020] 作为优选，所述水泥基的原料由胶凝材料和减水剂组成，其中胶凝材料各组分及 减水剂的质量比如下：
[0021 ] 水泥:石英砂:矿粉:微硅粉:减水剂为1 :(1.0~1.2):(0.13~0.15):(0.2~0.4): (0.01~0.03)。
[0022] 作为优选，所述水泥为42.5低碱普通硅酸盐水泥，C3A含量不大于8%，比表面积不 大于 350m2/kg。
[0023]作为优选，所述石英砂的Si02的质量百分含量大于等于97%，所述石英砂分1.0~ 0.63mm、0.63~0.315mm和0.315~0.165mm三种粒径，所述三种粒径质量配比为1:2:1。 [0024]作为优选，所述矿粉为S95级，含水率（质量含水率）小于等于1.0%，比表面积 430m 2/kg〇
[0025] 作为优选，所述微硅粉为灰白色细粉，Si02质量百分含量大于等于85%，含水率小 于等于3.0%，比表面积大于等于18000m 2/kg。
[0026] 作为优选，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂，减水率大于等于29%。
[0027] 另一方面，本发明实施例提供了一种上述实施例所述的防电磁辐射建筑用水泥基 板材的制备方法，包括如下步骤：
[0028]将水泥基材料与第三电磁功能材料混合搅拌配制得到反射层混凝土拌合物，将反 射层混凝土拌合物浇筑到模具内制备反射层板坯，对反射层板坯进行养护；
[0029]将水泥基材料与第二电磁功能材料混合搅拌配制得到吸波层混凝土拌合物，将吸 波层混凝土拌合物浇筑到反射层板坯的表面形成吸波层板坯，此时，反射层板坯应凝结硬 化至与吸波层混凝土拌合物不相混杂，对吸收层板坯及反射层板坯一起进行养护；
[0030]将水泥基材料与第一电磁功能材料混合搅拌配制得到透波层混凝土拌合物，将透 波层混凝土拌合物浇筑到吸波层板坯的表面形成透波层板坯，此时，吸波层板坯应凝结硬 化至与透波层混凝土拌合物不相混杂，对上述三层结构的板坯一起进行养护，得到防电磁 辐射建筑用水泥基板材。
[0031] 作为优选，配制各层混凝土拌合物时，水与胶凝材料的质量比(水胶比）为0.21。
[0032] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0033] 本发明实施例的防电磁辐射建筑用水泥基板材是在水泥中添加相应的电磁功能 材料浇筑成三层功能层相互配合的结构，首先通过最外侧的透波层使得自由空间的电磁波 尽可能多地进入到本发明实施例的水泥基板材内部，然后由中部的吸波层衰减入射的电磁 波，将电磁能转化为其他形式的能量耗散掉，而最内侧(三层以使用时靠近建筑物一侧为 内，远离建筑物一侧为外）的反射层对穿过吸波层的电磁波进行反射，防止电磁波进入建筑 物，并使得被反射的电磁波在吸收层内多次损耗，从而达到电磁辐射防护的目的。本发明实 施例的防电磁辐射建筑用水泥基板材既可作为结构材料，又具有电磁辐射防护功能，实现 了功能结构的一体化，而且价格低廉，利于推广，市场前景十分广阔。并且本发明实施例采 用的电磁功能材料与水泥基混合兼容性好，还可增加板材的强度。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明实施例的防电磁辐射建筑用水泥基板材的结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。在 下述说明中，不同的"一实施例"或"实施例"指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施 例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0036]如无特殊说明，本发明实施例中的百分含量均为质量百分含量，含水率均为质量 含水率。
[0037] 实施例1
[0038]图1为本发明实施例的防电磁辐射建筑用水泥基板材用于建筑物墙体4上使的结 构示意图。参见图1，本实施例的防电磁辐射建筑用水泥