用于电磁波/脉冲屏蔽的构造的结构混凝土混合的制作方法
【专利说明】用于电磁波/脉冲屏蔽的构造的结构混凝±混合
【背景技术】
[0001] 电磁脉冲化MP)是通常起因于高能量爆炸(例如，核爆炸)或起因于突然波动的磁 场（例如由太阳耀斑或日冕物质抛射(CME)产生的磁场）的突然脉冲或突发的电磁化M)福 射。EMP产生快速变化的电场及磁场，其可与电气系统及电子系统禪合，从而引起破坏性的 电流及电压浪涌。举例来说，当高于地球表面引爆核武器时产生高空电磁脉冲化EMP)，从而 产生使大气离子化且产生瞬时且强的EM场的伽马福射(gamma radiation)。皿MP的效应取 决于若干因素而变动，包含引爆高度、能量产率、伽马射线输出、与地球磁场的交互、目标的 屏蔽效能等等。由于HEMP的EM场向外福射，因此其可过载电子装置及具有类似于(但导致与 雷击相比更快的损坏)雷击的效应的设备。也已开发可被安装到飞机且可由地面车辆载运 的EMP武器。
【发明内容】
[0002] 本发明描述导电混凝±混合物，其经配置W提供EMP屏蔽且反射及/或吸收(例如） 通过所述导电混凝±混合物传播的EM波。所述导电混凝±混合物包含水泥、水、导电碳材 料、磁性材料及金属导电材料。所述导电碳材料可包含导电碳颗粒、导电碳粉及/或焦炭屑。 所述金属导电材料可包含钢纤维，且所述磁性材料可包含铁燈岩。所述导电混凝±混合物 还可包含石墨粉、娃粉及/或其它辅助胶凝材料(SCM)，例如飞灰、赔烧粘±及地面粒状高炉 矿渣(GGBFS)。所述导电碳材料可包括按重量计从约零(0巧Ij百分之四十(40%)的导电混凝 ±混合物，所述磁性材料可包括按重量计从约零(0巧Ij百分之屯十五(75%)的导电混凝± 混合物，及/或所述金属导电材料可包括按重量计从约零((υ到百分之十五（15%)的导电混 凝±混合物。
[0003] 在一些实施例中，所述导电碳材料可包括按重量计从约百分之十五（15%巧Ij百分 之二十（20%)的导电混凝±混合物，所述磁性材料可包括按重量计从约百分之二十五 (25%巧Ij百分之五十五巧5%)的导电混凝±混合物，且所述金属导电材料可包括按重量计 从约百分之五(5%)到百分之十（10%)的导电混凝±混合物。一种制造混凝±结构的方法 包含:诱筑混凝±混合物W形成导电混凝±;及在接近所述导电混凝±的外部表面的所述 导电混凝±内定位第一导电网。所述方法还包含在所述导电混凝±内^与所述第一导电网 电接触地定位第二导电网。在一些实施例中，可在所述导电混凝±内^与所述前两个导电 网电接触地放置第Ξ导电网。所述导电网中的一或多者可包括焊接钢丝网(WWF)、焊接钢筋 (WWR)、细金属网及/或其各种组合。
[0004] 提供此
【发明内容】
来W简化形式介绍概念的选择，下文在【具体实施方式】中进一步描 述所述概念的选择。此
【发明内容】
既不希望识别所主张的标的物的关键特征或基本特征，也 不希望用作帮助确定所主张的标的物的范围。
【附图说明】
[0005] 参考附图描述【具体实施方式】。在描述及图中的不同实例中对相同元件符号的使用 可指示类似或相同物品。
[0006] 图1A为说明根据本发明的实例实施例的使用导电混凝±混合物及导电网形成的 混凝±结构的局部横截面等距视图。
[0007] 图1B为说明根据本发明的实例实施例的使用导电混凝±混合物及导电网形成的 混凝±结构的局部端视图。
[0008] 图2为说明根据本发明的实例实施例的用于使用导电混凝±混合物及导电网制造 混凝±结构的方法的流程图。
[0009] 图3为说明用W测量根据本发明的实例实施例构造的混凝±遮蔽物的屏蔽效能的 双锥对数天线(biconilog antenna)的动态范围的曲线图。
[0010] 图4为说明针对使用参考图3所描述的双锥对数天线测量的混凝±遮蔽物获取的 测量的动态范围的曲线图。
[0011] 图5为说明使用参考图3描述的双锥对数天线测量的混凝±遮蔽物的西墙的屏蔽 效能的曲线图。
[0012] 图6为说明使用参考图3描述的双锥对数天线测量的混凝±遮蔽物的北墙的屏蔽 效能的曲线图。
[0013] 图7为说明使用参考图3描述的双锥对数天线测量的混凝±遮蔽物的东墙的屏蔽 效能的曲线图。
[0014] 图8为说明使用参考图3描述的双锥对数天线测量的混凝±遮蔽物的南墙的屏蔽 效能的曲线图。
[0015] 图9为说明使用参考图3描述的双锥对数天线测量的混凝±遮蔽物的屋顶的屏蔽 效能的曲线图。
【具体实施方式】
[0016] 用于关键服务(例如，命令与控制(C2)，命令与控制信息系统(C2IS)，命令、控制、通 信、计算机、情报、监视及侦察(C4ISR)，金融机构等等）的设施及基础架构期望EMP保护。举 例来说，军事设及保证军事指挥官具有指挥部队的能力，而金融机构设及保护对电子商务 (e-business)至关重要的计算机网络及数据库。因此，通常通过使用围绕设施的屏蔽外壳 或法拉第笼(Faraday cage)屏蔽及接地建筑结构来保护关键设施及基础架构免于EMP。举 例来说，可使用金属导电材料(例如，固体钢板)或导电材料的网状物(例如，铜丝网)环绕设 施形成法拉第笼作为外壳。然而，必须构造除了设施本身之外的此类屏蔽，此情况增加提供 EMP保护的成本及复杂性。
[0017]因此，本发明设及可提供防御EMP的内置屏蔽W及EM场抗扰性及福射发射安全性 的导电混凝±建筑材料。举例来说，虽然具有嵌入式钢筋的混凝±可提供一些磁性屏蔽，但 根据本发明配置的导电混凝±外壳可W所关注频率提供有效的全局屏蔽。此外，导电混凝 ±墙也可提供接地及防雷保护，且传导EMP感应电流的能量，否则将在结构内的钢丝及其它 导体中传导所述能量。另外，对导电混凝±材料的使用可提供更划算的建筑选项（例如，而 非W法拉第笼方式构造单独的屏蔽）。本文中描述的导电混凝±材料及/或构造技术可用W 最小化(例如，防止）电子信号离开结构及/或进入结构。在一些实施例中，本发明的导电混 凝±材料及/或构造技术可用W构造敏感隔离信息设施（SCIF)，可在其中存储、电子处理 (等等)敏感隔离信息（SCI)。然而，应注意，仅通过实例方式提供敏感隔离信息设施且并非 意味着限制本发明。在其它实施例中，本发明的导电混凝±材料及/或构造技术可用W构造 另一屏蔽环境，包含(但不一定限于）：用于提供磁场屏蔽的磁共振成像(MRI)设施的屏蔽 室、提供防御外部EM场及内部EM场的EM吸收的屏蔽的射频暗室等等。
[0018] 在实施方案中，导电混凝±混合物可包含一或多种磁性材料(例如铁磁材料、顺磁 材料等等），其用W提供EMP屏蔽且吸收(例如)通过所述导电混凝±混合物传播的波。举 例来说，在特定实例中，导电混凝±混合物包含包括磁铁矿的铁燈岩岩石材料，例如铁燈岩 骨料。然而，仅通过实例方式提供铁燈岩骨料且并非意味着限制本发明。因此，在其它实施 方案中，导电混凝±混合物可包含其它材料，例如(但不一定限于）：自然地质材料、矿物材 料等等。举例来说，导电混凝上混合物可包含具有铁纹石及/或儀纹石矿物的颐铁(例如，来 自儀铁颐石的铁）。导电混凝±混合物还可包含由细菌产生的磁铁矿晶体及/或从河流或海 滩砂收集的磁铁矿。此外，导电混凝±混合物可包含铁赤铁矿及/或磁黄铁矿(其可被研磨 成粉）。在更进一步实例中，导电混凝±混合物可包含顺磁矿物，例如铁铁矿、铁磁铁矿等 等。
[0019] 导电混凝±混合物还包含经配置W将导电性提供到所述混凝±的一或多种导电 材料。所述导电材料用W提供EMP屏蔽且反射及吸收(例如)通过所述导电混凝±混合物传 播的EM波。举例来说，导电混凝±混合物可包含至少实质上均匀分布的导电材料，其可包含 金属导电材料及可能的非金属导电材料，例如金属及/或碳纤维。在实施方案中，金属导电 材料可用W反射EM波，而非金属导电材料可用W吸收EM波。出于本发明的目的，可将导电混 凝±混合物界定为含有将相当高的导电性(例如，相对于典型混凝±的导电性)提供到混凝 ±的导电组分的水泥基外加剂。
[0020] 导电混凝±混合物可包含导电碳颗粒(例如碳粉等等），其可在导电材料的部分之 间提供导电通路，从而在混凝±中实现(例如)有效的反射钢丝网结构。在一些实施例中，与 导电混凝±混合物一起使用石墨及碳粒状物。运些粒状物可具有(例如)如通过使用十毫米 (10mm)到零点二毫米(0.2mm)筛孔尺寸的筛分分析测量的负八分之Ξ英寸(-3/8in.)的尺 寸等等。在一些实施例中，与导电混凝±混合物一起使用烤碳添加剂。在一些实施例中，与 导电混凝±混合物一起使用石墨碳添加剂。
[0021] 在实施方案中，导电混