专利名称：具有电磁波吸收功能的浮石混凝土及其制备方法
技术领域：
本发明属于建筑吸波材料技术领域，涉及ー种具有电磁波吸收功能的浮石混凝土材料及其制备方法。
背景技术：
随着电磁污染的不断加剧以及人们环保意识的增强，吸收微波建筑材料越来越受到人们的重视。目前，其应用已涉及电磁兼容、计算机安全、防电磁辐射和军事等许多领域。吸波建筑材料主要有复合吸波建筑材料、吸波建筑涂层和吸波瓦、吸波墙面砖等。建筑吸波材料的发展取决于吸波剂的研发，目前所采用的吸波剂主要仍是炭精粉、石墨、碳化硅、钛酸钡、铁氧体、陶瓷材料、纳米材料等。如公开号为CN 1862709A的中国发明专利公开说明书所公开的ー种电磁波吸波材料，由重量百分比为20-60%的N13AL. 1-6%的纳米氧化钦、3-10%纳米氧化硅和余量的不饱和聚醋组成；诸如此类的铁氧体、陶瓷材料、纳米材料的吸波材料价格昂贵，由于建筑领域对材料的用量巨大，因此会极大的提高成本，目前并不能推广运用；又如公开号为CN1974468A的中国发明专利公开说明书所公开的ー种水泥混凝土吸波材料，以水泥混凝土为基材，其中分布有气泡和こ炔碳黑或石墨，这种吸波材料中的气泡和こ炔碳黑或石墨会对建筑材料本身的強度等性能造成影响。本领域已有的代表性技术文献包括中国专利，“水泥混凝土吸波材料及其制备方法”，专利号200610098349. 9 ;该发明提出一种水泥混凝土型吸波材料及其制备方法。是以水泥混凝土为基材，并且混凝土中分布有气泡。通过分散无机吸收剂、将经分散的吸收剂加入到水泥中搅拌均匀、再加入水泥泡、加入混凝土速凝剂、浇模、脱模等步骤而制得，施工方便的一种水泥混凝土吸波材料。中国专利，“一种高铁磨细钢渣轻质高韧性吸波混凝土及其制备方法”专利号2010102669520 ;该发明提出了一种吸波混凝土及其制备方法。这种混凝土由硅酸盐水泥、粉煤灰和高铁磨细钢渣、陶砂和高效减水剂、玄武岩纤维和水制备而成，各原料的配比(kg/m3)为硅酸盐水泥110 300，粉煤灰80 120，高铁磨细钢渣70 140，陶砂600 1500，高效减水剂3· O 4. 5，玄武岩纤维30 50，水150 180。无论是这两种发明所列还是其他吸波混凝土，其所提供的吸波混凝土都存在制作エ艺复杂、所制成的混凝土体积密度大，电磁波吸收频段窄等不足。作为建筑用材料，吸波建筑材料具有使用量大的特点，因此必然要求成本低。现有的吸波材料都存在价格高，质量大，而且吸波剂对水泥基材料本身性能也有不利影响。浮石混凝土是轻骨料浮石混凝土，其吸收电磁波的特性通过两方面来实现一方面，使用吸收剂炭黑来调节浮石混凝土中水泥石的介电常数，使其与空气阻抗匹配，可以吸收一部分电磁波。另ー方面，当电磁波入射到浮石骨料上时，由于浮石骨料的多孔性，一部分电磁波入射到浮石骨料的孔当中，在孔壁上进行多次的反射与散射，使得入射的电磁波被吸收。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种轻质、廉价的浮石混凝土吸波材料，可广泛用于各种长期处于电磁波辐射环境的军用和民用建筑。本发明的技术方案如下ー种具有电磁波吸收功能的浮石混凝土，是以浮石为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、吸波剂，天然浮石作为浮石骨料。水泥、水、砂、浮石骨料、吸波剂的重量比为I : 0.40 0.50 I.50 2. 00 O. 50 I. 00 O. 01 O. 02，最佳重量比为 I : O. 43 : I. 60 O. 98 0.01。
进ー步特征，所述的吸波剂可以为炭黑、羟基铁或具有相似特征的吸波剂。进ー步特征，浮石骨料的孔隙率在70%以上，孔径分布在7μπι-140μπι之间，浮石自身抗压强度大于4MPa。进ー步特征，所述的水泥可采用通用硅酸盐水泥。进ー步特征，上述的浮石混凝土还包括减水剂，所述的减水剂为粉剂、水剂的萘系闻效减水剂，或粉剂、水剂的聚竣酸系闻效减水剂。本发明的浮石混凝土吸波材料的制备方法包括以下步骤(I)将吸波剂加入到水泥中；(2)将砂加入搅拌机和水泥、吸波剂一起加搅拌；(3)浮石骨料吸水饱和后加入搅拌机中一起搅拌；(4)加入水混合；(5)浇模将搅拌均匀好后的物料注入模具，成型；(6)脱模脱模成为最終形状的吸波浮石混凝土产品。在上述制备方法的基础上，使用高效减水剂时，加入粉剂减水剂时粉剂减水剂与水泥混合一起加入，加入水剂减水剂时水剂减水剂与水混合一起加入。与现有技术相比，本发明的有益效果是(I)采用天然浮石作为粗骨料，来源广泛，价格低廉，适合大規模工程应用。(2)由于浮石具有天然的孔隙结构，表观密度较低，所配制混凝土密度低、保温性能、耐久性良好。(3)本发明的水泥基复合吸波材料生产エ艺简单，不需要专用设备，与普通水泥混凝土材料基本一致,材料来源广泛,成品价格低,可以实现产业化生产。(4)本发明的电磁波吸收功能的浮石混凝土，基本配比在2-18GHZ测试，最小反射率达到_25dB，大于-7dB的带宽达到10GHz。本领域的技术人员可以通过调整配比以及吸波剂种类和掺量来获得不同性能的本发明所述的浮石混凝土吸波材料。(5)用本产品可做现浇墙体、屋顶，也可以制成混凝土制品，如墙板、砌块、屋面板等，吸波效果好。
附图是本发明测试的浮石混凝土吸波性能图。图中
A是实施例I制备的吸波混凝土的吸波性能测试曲线；B实施例2制备的吸波混凝土的吸波性能测试曲线；C实施例3制备的吸波混凝土的吸波性能测试曲线；
具体实施例方式下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的实施例。实施例I
本实施例中，水泥、水、砂、粗骨料、吸波剂的重量比为I 0.43 1.60 0.98 0.01 0.015按如下エ艺进行制备(I)用炭黑作为吸波剂，将吸波剂分散到普通硅酸盐水泥中；(2)将砂加入搅拌机和水泥、吸波剂一起加搅拌；(3)浮石骨料吸水饱和后加入搅拌机中一起搅拌；(4)单独加入水；(5)浇模将搅拌均匀好后的料注入模具，成型；(6)脱模脱模成为最終形状的吸波浮石混凝土产品。对本实施例制得的吸波材料进行吸波性能测试，结果如附图中A所示。实施例2本实施例中，各原料重量配比如下具有电磁波吸收功能的浮石混凝土基本配比为水泥水砂浮石骨料炭黑聚羧酸高效减水剂(水剂)=I : 0.43 : 1.60 : 0.70 : 0.01 0.02。按如下エ艺进行制备(I)用羟基铁作为吸波剂，将吸波剂分散到普通硅酸盐水泥中；(2)将砂加入搅拌机和水泥、吸波剂一起加搅拌；(3)浮石骨料吸水饱和后加入搅拌机中一起搅拌；(4)加入水和聚羧酸高效减水剂的混合；(5)浇模将搅拌均匀后的物料注入模具，成型；(6)脱模脱模成为最終形状的吸波浮石混凝土产品。对本实施例制得的吸波材料进行吸波性能测试，结果如附图中B所示。实施例3本实施例中，各原料重量配比如下具有电磁波吸收功能的浮石混凝土基本配比为水泥水砂浮石骨料炭黑萘系高效减水剂(粉剂)=I : O. 43 : I. 60 : O. 52 : O. 01 0.015。按如下エ艺进行制备(I)用羟基铁与炭黑混合作为吸波剂，将吸波剂和萘系高效减水剂分散到硅酸盐水泥中；(2)将砂加入搅拌机和水泥、吸波剂一起加搅拌；(3)浮石骨料吸水饱和后加入搅拌机中一起搅拌；(4)单独加入水；
(5)浇模将搅拌均匀好后的料注入模具，成型；(6)脱模脱模成为最終形状的吸波浮石混凝土产品。对本实施例制得的高吸波材料进行吸波性能测试，结果如附图中C所示。权利要求
1.一种具有电磁波吸收功能的浮石混凝土，是以浮石为混凝土粗骨料制成的浮石混凝土，其特征在于该浮石混凝土包括干物料和水，干物料包括水泥、浮石骨料、砂、吸波剂，天然浮石作为浮石骨料；水泥、水、砂、浮石骨料、吸波剂的重量比为I : O. 40 O.50 I. 50 2. 00 O. 50 I. 00 O. 01 O. 02。
2.如权利要求I所述的具有电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、吸波剂的重量比为I : O. 43 : 1.60 O. 98 0.01。
3.如权利要求I所述的具有电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，孔径分布在7 μ m-140 μ m之间，浮石自身抗压强度大于4Mpa。
4.如权利要求I所述的具有电磁波吸收功能的浮石混凝土，其特征在于所述的吸波剂为炭黑或羟基铁。
5.如权利要求I所述的具有电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盐水泥。
6.如权利要求1-5任一所述的具有电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还包括减水剂，所述的减水剂为粉剂、水剂的萘系高效减水剂；或是粉剂、水剂的聚羧酸系高效减水剂。
7.权利要求1-5任一所述的具有电磁波吸收功能的浮石混凝土的制备方法，其特征包括如下步骤 (1)将吸波剂加入到水泥中； (2)将砂加入搅拌机和水泥、吸波剂一起加搅拌； (3)浮石骨料吸水饱和后加入搅拌机中一起搅拌； (4)加入水混合； (5)浇模将搅拌均匀好后的物料注入模具，成型； (6)脱模脱模成为最终形状的吸波浮石混凝土产品。
8.权利要求6所述的具有电磁波吸收功能的浮石混凝土的制备方法，其特征在于，在权利要求6制备方法的基础上加入减水剂，加入粉剂减水剂时，粉剂减水剂与水泥混合；力口入水剂减水剂时，水剂减水剂与水混合一起加入。
全文摘要
本发明涉及一种具有电磁波吸收功能的浮石混凝土，属于建筑吸波材料技术领域。其特征是以浮石作为粗骨料和炭黑作为吸收剂的浮石混凝土。浮石混凝土胶凝材料使用普通的硅酸盐水泥，细骨料使用中砂。制成的浮石混凝土在2-18GHz范围内具有最小-25dB的反射率。本发明的特点是制作工艺简单，材料来源广泛，成品价格低，可以实现产业化生产；可以做现浇墙体，屋顶，也可以制成混凝土制品，如墙板、砌块、屋面板等；吸波效果好，强度适中，适合推广使用。
文档编号C04B28/04GK102627436SQ20121011912
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者吕兴军, 曹明莉, 李妍 申请人:大连理工大学