CN102674881A - 一种吸波泡沫混凝土及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸波泡沫混凝土的制备方法，包括将水泥，物理发泡剂，吸波剂，聚羧酸高效减水剂和水混合的步骤，其特征在于所述的吸波剂为金属粉末、铁氧体、纤维、炭黑、晶须或碳纳米管；其中，所述的吸波剂与水泥按质量比为1~40：60~100混合。该吸波泡沫混凝土将吸波剂通过内掺法经预拌、混匀、加泡沫搅拌、浇注成型、养护后制得。这种吸波泡沫混凝土具有成型工艺简单，材料密度低，吸波性能好的特点。

Description

一种吸波泡沫混凝土及其制备方法

技术领域

本发明涉及到一种吸波泡沫混凝土材料及其制备方法，属于建筑材料科学与电磁科学的交叉技术领域。

背景技术

吸波建筑材料是将电磁波转化成其它形式的能量而使电磁波耗散掉的一种建筑功能材料，在消除电磁波辐射危害，减轻建筑能耗和军事建筑物的隐身方面具有重要的意义。传统微波吸收材料以强吸收为主要目标，而新型微波吸收材料则要求满足“薄、轻、宽、强”的需求。目前，对于水泥基吸波材料的研究主要集中于在水泥基材料中添加吸波剂来改善整个材料的电磁性能和匹配阻抗，虽然在一定程度上可以达到吸收电磁波的目的，但是还存在着材料密度过大、造价高、保温性能差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸波泡沫混凝土，可有效地解决现阶段水泥基建筑吸波材料密度大、造价高、不能兼顾保温性能等缺点。

本发明所述的吸波泡沫混凝土的制备方法，包括将水泥，物理发泡剂，吸波剂，聚羧酸高效减水剂和水混合的步骤，其特征在于所述的吸波剂为金属粉末、羰基铁粉、纤维、纳米炭黑、碳酸钙晶须或碳纳米管中的一种或多种；其中，所述的吸波剂与水泥按质量比为1~40：60~100混合。

本发明的上述制备方法中，为了优化技术方案，所述的吸波剂与水泥按质量比优选为1~20:80~100；最优选的是5~15:90~95。

本发明的上述制备方法中，为了优化技术方案，所述的吸波剂为羰基铁粉、纳米炭黑或碳纳米管中的一种或多种。

本发明的上述制备方法中，为了进一步的优化，所述的物理发泡剂为优选为动植物蛋白发泡剂。

本发明的上述制备方法中，所述的水泥优选为硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥。

本发明的上述制备方法中，为了更进一步的优化，具体地，包括如下步骤：

①将吸波剂和水泥混合，搅拌均匀，得物料Ⅰ；其中，所述的吸波剂与水泥按质量比为1~40：60~100混合；

②将物理发泡剂与水混合，制泡，得泡沫；

③将物料I，聚羧酸高效减水剂和水混合，得到浆体；

④将泡沫和浆体混合，搅拌均匀，得物料Ⅱ；

⑤浇模：将物料Ⅱ注入模具，震平，在温度20±2℃，相对湿度＞95%下，养护24小时；

⑥脱模；

⑦在20±2℃，相对湿度＞95%下养护到龄期。

本领域的技术人员可以通过调整原料之间的配比来获得不同绝干体积密度的本发明吸波泡沫混凝土。

本发明的另一目的在于提供上述任一所述方法制备得到的吸波泡沫混凝土。

因此，本发明具有以下优点：

（1）制备工艺简单，原料易得，造价低；

（2）制品密度低，并且可按需要调整；

（3）泡沫混凝土自身的泡沫可以在吸波材料中充当一个个球型谐振腔体，制备的吸波材料吸波性能好；

（4）本发明的泡沫混凝土，具有吸波性能好，吸收频段宽，保温性能好的特点。

附图说明

本发明附图1幅，

图1为实施例1和实施例2吸波性能测试图；其中，a为实施例1的吸波性能测试，b为实施例2的吸波性能测试。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

本发明所使用的硫铝酸盐水泥来源于北极熊品牌的快硬硫铝酸盐水泥，强度等级为42.5Mpa；聚羧酸高效减水剂购于大连市铭源全科技开发有限公司，型号为MZ-10；微米级羰基铁粉来源于陕西兴化羰基铁粉厂，型号为DT-5型；纳米炭黑购于抚顺东信化工有限公司，型号为N234；动植物蛋白复合发泡剂为山东烟台世用建筑机械有限公司生产的SY-F30“盾牌”水泥发泡剂。

本发明的泡沫混凝土，通过测试保温性能和吸波性能来考察；保温性能通过导热系数测定仪测定；吸波性能采用弓形反射法在无回波暗室中进行测试，测试结果用dB表示。

实施例1

①将180g微米级羰基铁粉和1620g硫铝酸盐水泥混合，搅拌均匀，得物料I。

②将18g动植物蛋白发泡剂与126g水混合，制泡3min，得泡沫；

③将物料I，聚羧酸高效减水剂和770g水混合，搅拌均匀，得到浆体；

④将泡沫加入浆体混合，搅拌均匀，得物料Ⅱ；

⑤浇模：将物料Ⅱ注入模具，震平，在温度20±2℃，相对湿度＞95%下，养护24小时；

⑥脱模；

⑦在20±2℃，相对湿度＞95%下养护到28天进行试验测试。

制成的泡沫混凝土试件；绝干体积密度为480kg/m³，吸波性能测试试件的尺寸为200mm×200mm×25mm，保温性能测试试件尺寸为300mm×300mm×20mm。将制品在电热鼓风干燥箱中，60℃下烘干24h后进行性能测试，经检测导热系数为0.152W/m·K；吸波性能的测试结果如图1所示。

实施例2

①将36g微米级羰基铁粉和36g纳米炭黑与1368g硫铝酸盐水泥混合，搅拌均匀，得物料I。

②将16g动植物蛋白发泡剂与112g水混合，制泡3min，得泡沫；

③将物料I，聚羧酸高效减水剂和608g水混合，搅拌均匀，得到浆体；

④将泡沫加入浆体混合，搅拌均匀，得物料Ⅱ；

⑤浇模：将物料Ⅱ注入模具，震平，在温度20±2℃，相对湿度＞95%下，养护24小时；

⑥脱模；

⑦在20±2℃，相对湿度＞95%下养护到28天进行试验测试。

制成的泡沫混凝土试件；绝干体积密度为500kg/m³，吸波性能测试试件的尺寸为200mm×200mm×25mm，保温性能测试试件尺寸为300mm×300mm×20mm。将制品在电热鼓风干燥箱中，60℃下烘干24h后进行性能测试，经检测导热系数为0.161W/m·K；吸波性能的测试结果如图1所示。

从图1的结果看，实施例1的泡沫混凝土在18GHz时反射率最低，达到了-12.4dB，呈现越象高频，吸波性能越好的态势；实施例2的泡沫混凝土在18GHz时反射率最低，达到了-12.1dB。从两个实例看，反射率优于-6dB的频段带宽都接近10GHz（8.0~18.0GHz），并且越向高频，吸波性能越好。

Claims (6)

1.一种吸波泡沫混凝土的制备方法，包括将水泥，物理发泡剂，吸波剂，聚羧酸高效减水剂和水混合的步骤，其特征在于所述的吸波剂为羰基铁粉、纤维、纳米炭黑、碳酸钙晶须或碳纳米管中的一种或多种；其中，所述的吸波剂与水泥按质量比为1~40：60~100混合。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的吸波剂为羰基铁粉、纳米炭黑或碳纳米管中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述的物理发泡剂为动植物蛋白发泡剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的水泥为硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，包括如下步骤：

①将吸波剂和水泥混合，搅拌均匀，得物料Ⅰ；其中，所述的吸波剂与水泥按质量比为1~40：60~100混合；

②将物理发泡剂与水混合，制泡，得泡沫；

③将物料I，聚羧酸高效减水剂和水混合，得到浆体；

④将泡沫和浆体混合，搅拌均匀，得物料Ⅱ；

⑤浇模：将物料Ⅱ注入模具，震平，在温度20±2℃，相对湿度＞95%下，养护24小时；

⑥脱模；

⑦在20±2℃，相对湿度＞95%下养护到龄期。

6.权利要求1所述的方法制备得到的吸波泡沫混凝土。

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