CN104649633B - 一种吸收电磁波混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有吸收电磁波功能的混凝土，以及该种混凝土的制备方法，属于建筑材料领域。本发明的混凝土由含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米<i>β</i>-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石组成，经由各组分的分步骤混合、搅拌、浇注得到。本发明所提供的混凝土在2-18GHz内表现出良好的宽频吸波性能，其低于-7dB 的带宽最优达到13.7 GHz，而且低于-10dB的带宽最优达到9.8 GHz，能应用于军事和行政部门的关键性建筑，内部安置有大量精密电子仪器的功能性建筑，与雷达、微波基站、大功率无线通信发射台等邻近的建筑等的电磁波防护。本发明具创新性，科技含量高，应用前景广阔。

Description

一种吸收电磁波混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有吸收电磁波功能的混凝土，以及该种混凝土的制备方法，属于建筑材料领域。
背景技术
吸波混凝土是能够通过能量的衰减、转化和耗散等形式，对一定频率范围内的电磁波进行吸收的一种功能性混凝土。当前，随着电子、电气、通讯及信息产业的飞速发展，电磁波辐射所产生的电磁波干扰、电磁波信息泄密和电磁环境污染日益严重，成为继水污染、空气污染和噪声污染之后的第四大全球性环境问题。各类建筑，特别是同国家安全密切相关的军事和行政部门的关键性建筑，内部安置有大量精密电子仪器的功能性建筑，与雷达、微波基站、大功率无线通信发射台等邻近的建筑，其对电磁波的吸收性能必须满足严苛的标准。由于混凝土是使用量最大的建筑材料，开发具有吸收电磁波功能，能够有效衰减建筑室内外电磁波的混凝土材料非常重要。
发明专利ZL201010266982.0采用高铁磨细钢渣、玄武岩纤维、陶砂等，制备了一种高铁磨细钢渣轻质高韧性吸波混凝土，该混凝土在8~18GHz频率范围内，反射率小于-7dB的带宽为10GHz。混凝土的电磁波辐射防护功能主要依赖于其成分中添加的吸波材料。理想的吸波材料需具备电磁损耗大、电磁参数可调和比重轻的特性。一方面，由于单一材料很难满足电磁波辐射防护要求，必须将多种材料以各种形式进行复配才能获得最佳效果。另一方面，当材料粒径降至纳米量级时，纳米粒子的表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特点，赋予其完全不同于常规材料的特殊电磁性能。为有效提高混凝土对电磁波的吸收损耗性能，本发明采用含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，及纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，开发出一种具有电磁波辐射防护功能的混凝土。
发明目的
本发明的第一个目的是提供一种具有吸收电磁波功能的混凝土。
本发明的第二个目的是提供上述混凝土的制备方法。
本发明的第一个目的通过以下技术方案予以实现：
一种具有吸收电磁波功能的混凝土，其特征在于它由含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石组成，而且各组分的配比为：
水：140-160kg/m3；
含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料：1.4-2.0kg/m3；
纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料：0.8-1.3kg/m3；
水泥：390-430kg/m3；
矿渣粉：25-35kg/m3；
粉煤灰：40-60kg/m3；
减水剂：1.5-2.5kg/m3；
细集料：550-650kg/m3；
碎石：900-1050kg/m3。
所述的含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其制备方法是在室温下，将2.5份(质量份，下同)(NH4)2S2O8和0.5份十二烷基磺酸钠加入到87份水中，搅拌至完全溶解，再加入0.4份NaHCO3并搅拌至完全溶解后，加入10份甲基丙烯酸并搅拌1h，然后加入1.5份纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末，在40kHz、1600W的超声仪中超声1h后，升温至70-72℃剧烈搅拌16h；待反应体系冷却至室温后，在1.5h内缓慢滴加到30份环己烷中，滴加完毕继续搅拌2h后，将絮状黑色固体滤出；然后，将黑色固体加入到30份温度为95-97℃的水中，搅拌至完全溶解后，在搅拌下在1h内缓慢滴加30份丙酮，滴加完毕后，将黑色固体滤出并置于工业离心机中，按300r/min的转速离心15min后取出，室温放置24h后，在65℃下真空干燥24小时，最后经球磨处理10h后，得到含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其平均粒径为160-210nm。
所述的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末，其制备方法是将10.8份220目的Fe2O3与1份220目的Li2CO3混合均匀后，采用高能球磨机将混合物球磨170h；然后，将经球磨处理的粉末在空气气氛和650℃下热处理0.5h，待粉末冷却至室温后，再与0.4份氧化石墨烯混合均匀，采用高能球磨机，将混合物球磨处理120h后，得到纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末，其中LiFe5O8的平均粒径为30-50nm。
所述的纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其制备方法是在室温下，将1.6份(NH4)2S2O8和2.3份MnSO4·H2O加入20份水中，搅拌至完全溶解后，将水溶液转入高压反应釜中，在200℃下反应26h，冷却至室温后离心，得到的固体粉末经水洗净后，置于工业离心机中，按200r/min的转速离心5min后取出，在55℃下真空干燥36小时后，再与0.3份氧化石墨烯混合均匀，采用高能球磨机将混合物球磨处理36h后，得到纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其中β-MnO2的平均粒径为25-40nm。
所述的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
所述的矿渣粉为S105矿渣粉，其密度不小于2.8g/cm3，比表面积大于350cm2/g。
所述的粉煤灰为I级粉煤灰，其密度为2.6-2.8g/cm3，比表面积大于400cm2/g。
所述的细集料为天然河砂，其堆密度为1500-1700kg/m3，细度模数为2.5-3.0，含泥量小于1.8%。
所述的减水剂优选巴斯夫公司牌号MelmentF10的三聚氰胺系高效增塑减水剂，其外观为白色粉末，堆密度为450－750kg/m3，干燥失重<4.0%，PH为9-11.4(20°C，20%溶液)。
所述的碎石采用堆密度为1500-1700kg/m3、压碎值指标8-16%、吸水率0.6-1.0%的普通碎石，按5-25mm连续级配。
本发明的第二个目的通过以下技术方案予以实现：
一种具有吸收电磁波功能的混凝土的制备方法，它具体包括以下步骤：
（1）按上述各组分的配比，即含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料1.4-2.0kg/m3、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料0.8-1.3kg/m3、水140-160kg/m3、水泥390-430kg/m3、矿渣粉25-35kg/m3、粉煤灰40-60kg/m3、减水剂1.5-2.5kg/m3、细集料550-650kg/m3和碎石900-1050kg/m3，选取含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石备用；
（2）选取上述步骤1的减水剂和水，将减水剂加入水中，室温搅拌至其完全溶解后待用；
（3）将上述步骤1的含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、矿渣粉和粉煤灰装入高速混合机中，在240r/min转速下分散0.5h后待用；
（4）将上述步骤1的纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料装入上述步骤3的高速混合机中，在280r/min转速下分散1h后待用；
（5）将上述步骤4经高速混合处理后的粉料，以及上述步骤1的水泥、细集料和碎石，装入混凝土搅拌机中搅拌1.5h；
（6）在搅拌状态下，将上述步骤2的水溶液在5-8min内缓慢导入上述步骤5的搅拌机内，待导入完毕后继续搅拌10-15min，得到混凝土搅拌料；
（7）将上述步骤6中的搅拌料导出进行浇注，并采用振动台振捣成型后标养28d。
上述步骤7的标养条件为：在相对湿度90±5%、温度20±2℃的条件下，养护至28天龄期。
在上述步骤1之前增加纳米氧化石墨烯的制备步骤：
在0-2℃下，将200目天然鳞片石墨1kg加入到20L浓硫酸中，搅拌3h后，分别加入0.6kg硝酸钠与3.2kg高锰酸钾，控制温度1-3℃并搅拌12h；升温至33-35℃搅拌3h后，在搅拌下缓慢加入46L水，再升温至93-95℃继续搅拌1h；然后，在20min内缓慢加入70L水，再在搅拌下、在1h内缓慢加入3L双氧水，继续搅拌5h，得到亮黄色粉末的悬浊液；将亮黄色粉末物滤出并用水洗净后，在65℃下真空干燥24h，即得到纳米氧化石墨烯。
所述的双氧水为市售浓度为30%的过氧化氢水溶液。
在上述步骤1之前增加纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末的制备步骤：
（1）取220目的Fe2O310.8份，与1份220目的Li2CO3混合均匀，然后采用高能球磨机，将混合物球磨处理170h后待用。
（2）将上述步骤(1)球磨处理后的混合物，在空气气氛和650℃下处理0.5h后室温放置待用。
（3）将上述步骤(2)备好的粉末与0.4份氧化石墨烯混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理120h后，得到纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末，其中LiFe5O8的平均粒径为30-50nm。
在上述步骤1之前增加含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料的制备步骤：
（1）按各组分的用量，即纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末1.5份、甲基丙烯酸10份、(NH4)2S2O82.5份、NaHCO30.4份、十二烷基磺酸钠0.5份、环己烷30份、丙酮30份和水117份，选取纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、甲基丙烯酸、(NH4)2S2O8、NaHCO3、十二烷基磺酸钠、环己烷、丙酮和水备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和十二烷基磺酸钠，同时加入到上述步骤(1)备好的87份水中，搅拌至完全溶解后，再加入NaHCO3搅拌至完全溶解待用。
（3）在室温下，将上述步骤(1)备好的甲基丙烯酸到上述步骤(2)备好的水溶液中，搅拌1h后待用。
（4）在室温下，将上述步骤(1)备好的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末加入到上述步骤(3)备好的水溶液中，在40kHz、1600W的超声仪中超声1h后，升温至70-72℃，剧烈搅拌16h后冷却至室温。
（5）在室温和搅拌下，取上述步骤(4)的水溶液缓慢滴加到上述步骤(1)备好的环己烷中，滴加时间为1.5h；滴加完毕后继续搅拌2h，然后将絮状黑色固体滤出。
（6）取上述步骤(1)备好的剩余30份水，升温至95-97℃后，将上述步骤(5)得到的黑色固体加入到中，搅拌至完全溶解后，在搅拌下缓慢滴加上述步骤(1)备好的丙酮，滴加时间为1h；滴加完毕后将黑色固体滤出。
（7）在室温下，将上述步骤(6)得到的黑色固体置于工业离心机中，按300r/min的转速离心15min后取出，室温放置24h后，在65℃下真空干燥24小时待用。
（8）将上述步骤(7)得到的黑色粉末球磨处理10h后，得到含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其平均粒径为160-210nm。
在上述步骤1之前增加纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料的制备步骤：
（1）按各组分的用量，即水20份、氧化石墨烯0.3份、(NH4)2S2O81.6份和MnSO4·H2O2.3份，选取水、氧化石墨烯、(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O加入水中，搅拌至完全溶解后待用。
（3）在室温下，将上述步骤(2)备好的水溶液中转入高压反应釜中，在200℃下反应26h后室温放置待用。
（4）在室温下，将上述步骤(3)的混合物离心并用水洗净后，置于工业离心机中，按200r/min的转速离心5min后取出，在55℃下真空干燥36小时，得到β-MnO2纳米粉末。
（5）将上述步骤(1)备好的氧化石墨烯与上述步骤(4)备好的β-MnO2粉末混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理36h后，得到纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其中β-MnO2的平均粒径为25-40nm。
与已有技术相比，本发明的技术方案有如下创新性和有益效果：
一方面，单一材料很难满足电磁波辐射防护要求，必须将多种材料以各种形式进行复配才能获得最佳效果。遵循“构性关系”的材料设计原理，本发明首先制备出含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料和纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，在此基础上开发混凝土，将磁损耗型吸波材料、介电损耗型吸波材料与电阻型吸波材料相结合，以显著提高混凝土的电磁波吸收功能。其中，氧化石墨烯可以通过电阻损耗和介电损耗机制吸收衰减电磁能；MnO2是一种非常重要的过渡金属氧化物材料，具有较强的微波衰减特性，β-MnO2能依靠转向极化衰减、弛豫衰减、界面电荷极化衰减等机制吸收电磁波；LiFe5O8属磁损耗型吸波材料，能够以涡流损耗、磁滞损耗、畴壁共振、自然共振等磁化机制吸收衰减电磁波。上述这些电磁波吸收材料协同增效，对提高混凝土的整体防护性能非常有利。
另一方面，纳米粒子的表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面悬键增多产生的界面极化等特点，赋予其不同于常规材料的特殊电磁性能。混凝土的电磁波辐射防护功能主要依赖于其成分中添加的吸波材料。理想的吸波材料需具备电磁损耗大、电磁参数可调和比重轻的特性。本发明的一个重要研发创新点是采用三种纳米材料，即氧化石墨烯、纳米β-MnO2和纳米LiFe5O8，并以氧化石墨烯为基础，分别制备出两种复合吸波材料并应用于混凝土。氧化石墨烯是碳原子在二维平面上呈六边形网状排列的单原子层片状物质，是目前地球上最薄的二维材料氧化石墨烯。氧化石墨烯是真正的表面性固体，具有巨大的比表面积(约2600m2/g)。氧化石墨烯拥有已知材料中最高的载流子迁移率，且其迁移率基本与温度无关。同时，氧化石墨烯是一种没有能隙的半导体，氧化石墨烯中载流子迁移率高达2×105cm2·V-1·s-1，这不仅比硅半导体的高约100倍，甚至还是之前已知材料中具有最高迁移率的锑化铟的两倍。对于电阻型吸波材料，其电导率越大，载流子产生的宏观电流就越大，就越有利于电磁能转变为热能；而氧化石墨烯的热导率最高值可达5150W·m-1K-1，为金刚石的3倍，这也非常有利于电磁能的耗散。
此外，传统用于建筑的电磁波辐射防护，通常采用“金属网笼混凝土”的屏蔽技术，这大幅增加了建筑的自重。与之相比，本发明采用了比重轻的纳米复合吸波材料，在赋予混凝土吸收衰减电磁波功能的同时，有效克服了传统方法的弊端。
ZL201010266982.0制备的一种高铁磨细钢渣轻质高韧性吸波混凝土，其在8-18GHz频率范围内，反射率小于-7dB的带宽为10GHz。测试结果表明，本发明所提供的混凝土在2-18GHz内表现出良好的宽频吸波性能，其低于-7dB的带宽最优达到13.7GHz，而且低于-10dB的带宽最优达到9.8GHz，能应用于军事和行政部门的关键性建筑，内部安置有大量精密电子仪器的功能性建筑，与雷达、微波基站、大功率无线通信发射台等邻近的建筑等的电磁波防护。本发明具创新性，科技含量高，应用前景广阔。
具体实施方式
本发明首次采用含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石，制备了一种具有电磁波吸收功能的混凝土。以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明：
实施例1
首先制备纳米氧化石墨烯：
在0-2℃下，将200目天然鳞片石墨1kg加入到20L浓硫酸中，搅拌3h后，分别加入0.6kg硝酸钠与3.2kg高锰酸钾，控制温度1-3℃并搅拌12h；升温至33-35℃搅拌3h后，在搅拌下缓慢加入46L水，再升温至93-95℃继续搅拌1h；然后，在20min内缓慢加入70L水，再在搅拌下、在1h内缓慢加入3L双氧水，继续搅拌5h，得到亮黄色粉末的悬浊液；将亮黄色粉末物滤出并用水洗净后，在65℃下真空干燥24h，即得到纳米氧化石墨烯。
然后制备纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末：
（1）取10.8kg、220目的Fe2O3，与1kg、220目的Li2CO3混合均匀，然后采用高能球磨机，将混合物球磨处理170h后待用。
（2）将上述步骤(1)球磨处理后的混合物，在空气气氛和650℃下处理0.5h后室温放置待用。
（3）将上述步骤(2)备好的粉末与0.4kg氧化石墨烯混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理120h后，得到纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末9.7kg，其中LiFe5O8的平均粒径为30nm。
制备含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即3kg纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、20kg甲基丙烯酸、5kg(NH4)2S2O8、0.8kgNaHCO3、1kg十二烷基磺酸钠、60kg环己烷、60kg丙酮和234kg水，选取纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、甲基丙烯酸、(NH4)2S2O8、NaHCO3、十二烷基磺酸钠、环己烷、丙酮和水备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和十二烷基磺酸钠，同时加入到上述步骤(1)备好的174kg水中，搅拌至完全溶解后，再加入NaHCO3搅拌至完全溶解待用。
（3）在室温下，将上述步骤(1)备好的甲基丙烯酸到上述步骤(2)备好的水溶液中，搅拌1h后待用。
（4）在室温下，将上述步骤(1)备好的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末加入到上述步骤(3)备好的水溶液中，在40kHz、1600W的超声仪中超声1h后，升温至70-72℃，剧烈搅拌16h后冷却至室温。
（5）在室温和搅拌下，取上述步骤(4)的水溶液缓慢滴加到上述步骤(1)备好的环己烷中，滴加时间为1.5h；滴加完毕后继续搅拌2h，然后将絮状黑色固体滤出。
（6）取上述步骤(1)备好的剩余60kg水，升温至95-97℃后，将上述步骤(5)得到的黑色固体加入到中，搅拌至完全溶解后，在搅拌下缓慢滴加上述步骤(1)备好的丙酮，滴加时间为1h；滴加完毕后将黑色固体滤出。
（7）在室温下，将上述步骤(6)得到的黑色固体置于工业离心机中，按300r/min的转速离心15min后取出，室温放置24h后，在65℃下真空干燥24小时待用。
（8）将上述步骤(7)得到的黑色粉末球磨处理10h后，得到19.3kg含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其平均粒径为182nm。
制备纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即水60kg、氧化石墨烯0.9kg、(NH4)2S2O84.8kg和MnSO4·H2O6.9kg，选取水、氧化石墨烯、(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O加入水中，搅拌至完全溶解后待用。
（3）在室温下，将上述步骤(2)备好的水溶液中转入高压反应釜中，在200℃下反应26h后室温放置待用。
（4）在室温下，将上述步骤(3)的混合物离心并用水洗净后，置于工业离心机中，按200r/min的转速离心5min后取出，在55℃下真空干燥36小时，得到β-MnO2纳米粉末。
（5）将上述步骤(1)备好的氧化石墨烯与上述步骤(4)备好的β-MnO2粉末混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理36h后，得到3.4kg纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其中β-MnO2的平均粒径为29nm。
制备吸波混凝土:
按各组分的配比，即含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料1.7kg/m3、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料1.1kg/m3、水150kg/m3、水泥410kg/m3、矿渣粉30kg/m3、粉煤灰50kg/m3、减水剂2kg/m3、细集料600kg/m3和碎石980kg/m3，选取含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石备用。
将减水剂加入上一步骤备好的水中，室温搅拌至其完全溶解后待用；将含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、矿渣粉和粉煤灰装入高速混合机中，在240r/min转速下分散0.5后，加入纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，在280r/min转速下分散1h；再将上述经高速混合处理后的粉料，以及水泥、细集料和碎石，装入混凝土搅拌机中搅拌1.5h；然后在搅拌状态下，将上述含减水剂的水溶液在8min内缓慢导入搅拌机内，待导入完毕后继续搅拌13min，得到混凝土搅拌料；最后，将搅拌料导出进行浇注，并采用振动台振捣成型后,在相对湿度90±5%、温度20±2℃的条件下，养护至28天龄期。
所述的水泥为42.5级普通硅酸盐水泥。
所述的矿渣粉为S105矿渣粉，其密度不小于2.8g/cm3，比表面积大于350cm2/g。
所述的粉煤灰为I级粉煤灰，其密度为2.6-2.8g/cm3，比表面积大于400cm2/g。
所述的细集料为天然河砂，其堆密度为1500-1700kg/m3，细度模数为2.5-3.0，含泥量小于1.8%。
所述的减水剂优选巴斯夫公司牌号MelmentF10的三聚氰胺系高效增塑减水剂，其外观为白色粉末，堆密度为450－750kg/m3，干燥失重<4.0%，PH为9-11.4(20°C，20%溶液)。
所述的碎石采用堆密度为1500-1700kg/m3、压碎值指标8-16%、吸水率0.6-1.0%的普通碎石，按5-25mm连续级配。
所述的双氧水为市售浓度为30%的过氧化氢水溶液。
上述混凝土的基本力学性能测试方案：
(1)抗压强度
试件尺寸：40mm×40mm×160mm
测试方法：棱柱体单轴压缩
(2)抗弯强度
试件尺寸：400mm×100mm×15mm
测试方法：四点弯曲，三分点加载，测试跨度为300mm
(3)拉伸强度
试件尺寸：350mm×50mm×15mm
测试方法：单轴拉伸
按照上述方案测试本发明所提供的混凝土试件的基本力学性能，其抗压强度为85MPa，抗弯强度为17MPa，拉伸强度为9MPa。
上述混凝土的吸波性能测试方案：
测试标准：GJB2038-94
测试方法：弓形反射法
测试仪器：美国HP/Agilent8720B矢量网络分析仪（集成信号源，动态范围为95dB），
测试频率范围为2~18GHz
试件尺寸：200mm×200mm×20mm
采用弓形反射法，按照GJB2038-94，在微波暗室使用美国HP/Agilent8720B矢量网络分析仪，对尺寸为200mm×200mm×20mm的混凝土试件的吸波性能进行测试，结果表明，上述混凝土试件在2-18GHz内表现出良好的宽频吸波性能，其低于-7dB的带宽为13GHz，低于-10dB的带宽为9.2GHz，能应用于建筑的电磁波防护领域。
实施例2
首先制备纳米氧化石墨烯，其制备步骤方法同实施例1。
然后制备纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末：
（1）取28kg、220目的Fe2O3，与2.6kg、220目的Li2CO3混合均匀，然后采用高能球磨机，将混合物球磨处理170h后待用。
（2）将上述步骤(1)球磨处理后的混合物，在空气气氛和650℃下处理0.5h后室温放置待用。
（3）将上述步骤(2)备好的粉末与1.04kg氧化石墨烯混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理120h后，得到纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末28.3kg，其中LiFe5O8的平均粒径为45nm。
制备含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即1.5kg纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、10kg甲基丙烯酸、2.5kg(NH4)2S2O8、0.4kgNaHCO3、0.5kg十二烷基磺酸钠、30kg环己烷、30kg丙酮和117kg水，选取纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、甲基丙烯酸、(NH4)2S2O8、NaHCO3、十二烷基磺酸钠、环己烷、丙酮和水备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和十二烷基磺酸钠，同时加入到上述步骤(1)备好的87kg水中，搅拌至完全溶解后，再加入NaHCO3搅拌至完全溶解待用。
（3）在室温下，将上述步骤(1)备好的甲基丙烯酸到上述步骤(2)备好的水溶液中，搅拌1h后待用。
（4）在室温下，将上述步骤(1)备好的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末加入到上述步骤(3)备好的水溶液中，在40kHz、1600W的超声仪中超声1h后，升温至70-72℃，剧烈搅拌16h后冷却至室温。
（5）在室温和搅拌下，取上述步骤(4)的水溶液缓慢滴加到上述步骤(1)备好的环己烷中，滴加时间为1.5h；滴加完毕后继续搅拌2h，然后将絮状黑色固体滤出。
（6）取上述步骤(1)备好的剩余30kg水，升温至95-97℃后，将上述步骤(5)得到的黑色固体加入到中，搅拌至完全溶解后，在搅拌下缓慢滴加上述步骤(1)备好的丙酮，滴加时间为1h；滴加完毕后将黑色固体滤出。
（7）在室温下，将上述步骤(6)得到的黑色固体置于工业离心机中，按300r/min的转速离心15min后取出，室温放置24h后，在65℃下真空干燥24小时待用。
（8）将上述步骤(7)得到的黑色粉末球磨处理10h后，得到9.8kg含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其平均粒径为160nm。
制备纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即水100kg、氧化石墨烯1.5kg、(NH4)2S2O88kg和MnSO4·H2O11.5kg，选取水、氧化石墨烯、(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O加入水中，搅拌至完全溶解后待用。
（3）在室温下，将上述步骤(2)备好的水溶液中转入高压反应釜中，在200℃下反应26h后室温放置待用。
（4）在室温下，将上述步骤(3)的混合物离心并用水洗净后，置于工业离心机中，按200r/min的转速离心5min后取出，在55℃下真空干燥36小时，得到β-MnO2纳米粉末。
（5）将上述步骤(1)备好的氧化石墨烯与上述步骤(4)备好的β-MnO2粉末混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理36h后，得到6.2kg纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其中β-MnO2的平均粒径为37nm。
制备吸波混凝土:
按各组分的配比，即含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料1.4kg/m3、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料0.8kg/m3、水140kg/m3、水泥390kg/m3、矿渣粉25kg/m3、粉煤灰40kg/m3、减水剂1.5kg/m3、细集料550kg/m3和碎石900kg/m3，选取含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石备用。
将减水剂加入上一步骤备好的水中，室温搅拌至其完全溶解后待用；将含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、矿渣粉和粉煤灰装入高速混合机中，在240r/min转速下分散0.5后，加入纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，在280r/min转速下分散1h；再将上述经高速混合处理后的粉料，以及水泥、细集料和碎石，装入混凝土搅拌机中搅拌1.5h；然后在搅拌状态下，将上述含减水剂的水溶液在6min内缓慢导入搅拌机内，待导入完毕后继续搅拌10min，得到混凝土搅拌料；最后，将搅拌料导出进行浇注，并采用振动台振捣成型后,在相对湿度90±5%、温度20±2℃的条件下，养护至28天龄期。
所述的水泥、矿渣粉、粉煤灰、细集料、碎石、减水剂和双氧水的规格同实施例1。
按照与实施例1相同的测试方法，本发明所提供的混凝土，其抗压强度为74MPa，抗弯强度为13MPa，拉伸强度为5Mpa；在2-18GHz内低于-7dB的带宽为12.4GHz，低于-10dB的带宽为8GHz，能应用于建筑的电磁波防护领域。
实施例3
首先制备纳米氧化石墨烯，其制备步骤方法同实施例1。
然后制备纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末：
（1）取22.2kg、220目的Fe2O3，与1.9kg、220目的Li2CO3混合均匀，然后采用高能球磨机，将混合物球磨处理170h后待用。
（2）将上述步骤(1)球磨处理后的混合物，在空气气氛和650℃下处理0.5h后室温放置待用。
（3）将上述步骤(2)备好的粉末与0.76kg氧化石墨烯混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理120h后，得到纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末20.2kg，其中LiFe5O8的平均粒径为50nm。
制备含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即12kg纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、80kg甲基丙烯酸、20kg(NH4)2S2O8、3.2kgNaHCO3、4kg十二烷基磺酸钠、240kg环己烷、240kg丙酮和936kg水，选取纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、甲基丙烯酸、(NH4)2S2O8、NaHCO3、十二烷基磺酸钠、环己烷、丙酮和水备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和十二烷基磺酸钠，同时加入到上述步骤(1)备好的696kg水中，搅拌至完全溶解后，再加入NaHCO3搅拌至完全溶解待用。
（3）在室温下，将上述步骤(1)备好的甲基丙烯酸到上述步骤(2)备好的水溶液中，搅拌1h后待用。
（4）在室温下，将上述步骤(1)备好的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末加入到上述步骤(3)备好的水溶液中，在40kHz、1600W的超声仪中超声1h后，升温至70-72℃，剧烈搅拌16h后冷却至室温。
（5）在室温和搅拌下，取上述步骤(4)的水溶液缓慢滴加到上述步骤(1)备好的环己烷中，滴加时间为1.5h；滴加完毕后继续搅拌2h，然后将絮状黑色固体滤出。
（6）取上述步骤(1)备好的剩余240kg水，升温至95-97℃后，将上述步骤(5)得到的黑色固体加入到水中，搅拌至完全溶解后，在搅拌下缓慢滴加上述步骤(1)备好的丙酮，滴加时间为1h；滴加完毕后将黑色固体滤出。
（7）在室温下，将上述步骤(6)得到的黑色固体置于工业离心机中，按300r/min的转速离心15min后取出，室温放置24h后，在65℃下真空干燥24小时待用。
（8）将上述步骤(7)得到的黑色粉末球磨处理10h后，得到87.9kg含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其平均粒径为195nm。
制备纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即水46kg、氧化石墨烯0.7kg、(NH4)2S2O83.7kg和MnSO4·H2O5.3kg，选取水、氧化石墨烯、(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O加入水中，搅拌至完全溶解后待用。
（3）在室温下，将上述步骤(2)备好的水溶液转入高压反应釜中，在200℃下反应26h后室温放置待用。
（4）在室温下，将上述步骤(3)的混合物离心并用水洗净后，置于工业离心机中，按200r/min的转速离心5min后取出，在55℃下真空干燥36小时，得到β-MnO2纳米粉末。
（5）将上述步骤(1)备好的氧化石墨烯与上述步骤(4)备好的β-MnO2粉末混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理36h后，得到2.6kg纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其中β-MnO2的平均粒径为25nm。
制备吸波混凝土:
按各组分的配比，即含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料2.0kg/m3、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料1.3kg/m3、水160kg/m3、水泥430kg/m3、矿渣粉35kg/m3、粉煤灰60kg/m3、减水剂2.5kg/m3、细集料650kg/m3和碎石1050kg/m3，选取含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石备用。
将减水剂加入上一步骤备好的水中，室温搅拌至其完全溶解后待用；将含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、矿渣粉和粉煤灰装入高速混合机中，在240r/min转速下分散0.5后，加入纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，在280r/min转速下分散1h；再将上述经高速混合处理后的粉料，以及水泥、细集料和碎石，装入混凝土搅拌机中搅拌1.5h；然后在搅拌状态下，将上述含减水剂的水溶液在8min内缓慢导入搅拌机内，待导入完毕后继续搅拌15min，得到混凝土搅拌料；最后，将搅拌料导出进行浇注，并采用振动台振捣成型后,在相对湿度90±5%、温度20±2℃的条件下，养护至28天龄期。
所述的水泥、矿渣粉、粉煤灰、细集料、碎石、减水剂和双氧水的规格同实施例1。
按照与实施例1相同的测试方法，本发明所提供的混凝土，其抗压强度为88MPa，抗弯强度为20MPa，拉伸强度为11Mpa；在2-18GHz内表现出良好的宽频吸波性能，其低于-7dB的带宽为13.7GHz，低于-10dB的带宽为9.8GHz，能应用于建筑的电磁波防护领域。
实施例4
首先制备纳米氧化石墨烯，其制备步骤方法同实施例1。
然后制备纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末：
（1）取16.2kg、220目的Fe2O3，与1.5kg、220目的Li2CO3混合均匀，然后采用高能球磨机，将混合物球磨处理170h后待用。
（2）将上述步骤(1)球磨处理后的混合物，在空气气氛和650℃下处理0.5h后室温放置待用。
（3）将上述步骤(2)备好的粉末与0.6kg氧化石墨烯混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理120h后，得到纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末14.9kg，其中LiFe5O8的平均粒径为34nm。
制备含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即4.5kg纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、30kg甲基丙烯酸、7.5kg(NH4)2S2O8、1.2kgNaHCO3、1.5kg十二烷基磺酸钠、90kg环己烷、90kg丙酮和351kg水，选取纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、甲基丙烯酸、(NH4)2S2O8、NaHCO3、十二烷基磺酸钠、环己烷、丙酮和水备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和十二烷基磺酸钠，同时加入到上述步骤(1)备好的261kg水中，搅拌至完全溶解后，再加入NaHCO3搅拌至完全溶解待用。
（3）在室温下，将上述步骤(1)备好的甲基丙烯酸到上述步骤(2)备好的水溶液中，搅拌1h后待用。
（4）在室温下，将上述步骤(1)备好的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末加入到上述步骤(3)备好的水溶液中，在40kHz、1600W的超声仪中超声1h后，升温至70-72℃，剧烈搅拌16h后冷却至室温。
（5）在室温和搅拌下，取上述步骤(4)的水溶液缓慢滴加到上述步骤(1)备好的环己烷中，滴加时间为1.5h；滴加完毕后继续搅拌2h，然后将絮状黑色固体滤出。
（6）取上述步骤(1)备好的剩余90kg水，升温至95-97℃后，将上述步骤(5)得到的黑色固体加入到水中，搅拌至完全溶解后，在搅拌下缓慢滴加上述步骤(1)备好的丙酮，滴加时间为1h；滴加完毕后将黑色固体滤出。
（7）在室温下，将上述步骤(6)得到的黑色固体置于工业离心机中，按300r/min的转速离心15min后取出，室温放置24h后，在65℃下真空干燥24小时待用。
（8）将上述步骤(7)得到的黑色粉末球磨处理10h后，得到30.7kg含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其平均粒径为210nm。
制备纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即水20kg、氧化石墨烯0.3kg、(NH4)2S2O81.6kg和MnSO4·H2O2.3kg，选取水、氧化石墨烯、(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O加入水中，搅拌至完全溶解后待用。
（3）在室温下，将上述步骤(2)备好的水溶液转入高压反应釜中，在200℃下反应26h后室温放置待用。
（4）在室温下，将上述步骤(3)的混合物离心并用水洗净后，置于工业离心机中，按200r/min的转速离心5min后取出，在55℃下真空干燥36小时，得到β-MnO2纳米粉末。
（5）将上述步骤(1)备好的氧化石墨烯与上述步骤(4)备好的β-MnO2粉末混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理36h后，得到1.1.kg纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其中β-MnO2的平均粒径为31nm。
制备吸波混凝土:
按各组分的配比，即含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料1.5kg/m3、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料1kg/m3、水145kg/m3、水泥400kg/m3、矿渣粉27kg/m3、粉煤灰45kg/m3、减水剂1.7kg/m3、细集料580kg/m3和碎石950kg/m3，选取含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石备用。
将减水剂加入上一步骤备好的水中，室温搅拌至其完全溶解后待用；将含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、矿渣粉和粉煤灰装入高速混合机中，在240r/min转速下分散0.5后，加入纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，在280r/min转速下分散1h；再将上述经高速混合处理后的粉料，以及水泥、细集料和碎石，装入混凝土搅拌机中搅拌1.5h；然后在搅拌状态下，将上述含减水剂的水溶液在5min内缓慢导入搅拌机内，待导入完毕后继续搅拌12min，得到混凝土搅拌料；最后，将搅拌料导出进行浇注，并采用振动台振捣成型后,在相对湿度90±5%、温度20±2℃的条件下，养护至28天龄期。
所述的水泥、矿渣粉、粉煤灰、细集料、碎石、减水剂和双氧水的规格同实施例1。
按照与实施例1相同的测试方法，本发明所提供的混凝土，其抗压强度为78MPa，抗弯强度为15MPa，拉伸强度为6Mpa；在2-18GHz内低于-7dB的带宽为12.5GHz，低于-10dB的带宽为8.4GHz，能应用于建筑的电磁波防护领域。
实施例5
首先制备纳米氧化石墨烯，其制备步骤方法同实施例1。
然后制备纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末：
（1）取37.8kg、220目的Fe2O3，与3.5kg、220目的Li2CO3混合均匀，然后采用高能球磨机，将混合物球磨处理170h后待用。
（2）将上述步骤(1)球磨处理后的混合物，在空气气氛和650℃下处理0.5h后室温放置待用。
（3）将上述步骤(2)备好的粉末与1.4kg氧化石墨烯混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理120h后，得到纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末37.5kg，其中LiFe5O8的平均粒径为39nm。
制备含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即7.5kg纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、50kg甲基丙烯酸、12.5kg(NH4)2S2O8、2kgNaHCO3、2.5kg十二烷基磺酸钠、150kg环己烷、150kg丙酮和585kg水，选取纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、甲基丙烯酸、(NH4)2S2O8、NaHCO3、十二烷基磺酸钠、环己烷、丙酮和水备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和十二烷基磺酸钠，同时加入到上述步骤(1)备好的435kg水中，搅拌至完全溶解后，再加入NaHCO3搅拌至完全溶解待用。
（3）在室温下，将上述步骤(1)备好的甲基丙烯酸到上述步骤(2)备好的水溶液中，搅拌1h后待用。
（4）在室温下，将上述步骤(1)备好的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末加入到上述步骤(3)备好的水溶液中，在40kHz、1600W的超声仪中超声1h后，升温至70-72℃，剧烈搅拌16h后冷却至室温。
（5）在室温和搅拌下，取上述步骤(4)的水溶液缓慢滴加到上述步骤(1)备好的环己烷中，滴加时间为1.5h；滴加完毕后继续搅拌2h，然后将絮状黑色固体滤出。
（6）取上述步骤(1)备好的剩余150kg水，升温至95-97℃后，将上述步骤(5)得到的黑色固体加入到水中，搅拌至完全溶解后，在搅拌下缓慢滴加上述步骤(1)备好的丙酮，滴加时间为1h；滴加完毕后将黑色固体滤出。
（7）在室温下，将上述步骤(6)得到的黑色固体置于工业离心机中，按300r/min的转速离心15min后取出，室温放置24h后，在65℃下真空干燥24小时待用。
（8）将上述步骤(7)得到的黑色粉末球磨处理10h后，得到52.4kg含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其平均粒径为175nm。
制备纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料：
（1）按各组分的用量，即水80kg、氧化石墨烯1.2kg、(NH4)2S2O86.4kg和MnSO4·H2O9.2kg，选取水、氧化石墨烯、(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O备用。
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O加入水中，搅拌至完全溶解后待用。
（3）在室温下，将上述步骤(2)备好的水溶液转入高压反应釜中，在200℃下反应26h后室温放置待用。
（4）在室温下，将上述步骤(3)的混合物离心并用水洗净后，置于工业离心机中，按200r/min的转速离心5min后取出，在55℃下真空干燥36小时，得到β-MnO2纳米粉末。
（5）将上述步骤(1)备好的氧化石墨烯与上述步骤(4)备好的β-MnO2粉末混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理36h后，得到4.9kg纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其中β-MnO2的平均粒径为40nm。
制备吸波混凝土:
按各组分的配比，即含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料1.9kg/m3、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料1.2kg/m3、水155kg/m3、水泥420kg/m3、矿渣粉33kg/m3、粉煤灰55kg/m3、减水剂2.3kg/m3、细集料620kg/m3和碎石1020kg/m3，选取含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石备用。
将减水剂加入上一步骤备好的水中，室温搅拌至其完全溶解后待用；将含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、矿渣粉和粉煤灰装入高速混合机中，在240r/min转速下分散0.5后，加入纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，在280r/min转速下分散1h；再将上述经高速混合处理后的粉料，以及水泥、细集料和碎石，装入混凝土搅拌机中搅拌1.5h；然后在搅拌状态下，将上述含减水剂的水溶液在7min内缓慢导入搅拌机内，待导入完毕后继续搅拌14min，得到混凝土搅拌料；最后，将搅拌料导出进行浇注，并采用振动台振捣成型后,在相对湿度90±5%、温度20±2℃的条件下，养护至28天龄期。
所述的水泥、矿渣粉、粉煤灰、细集料、碎石、减水剂和双氧水的规格同实施例1。
按照与实施例1相同的测试方法，本发明所提供的混凝土，其抗压强度为86MPa，抗弯强度为18MPa，拉伸强度为9Mpa；在2-18GHz内低于-7dB的带宽为13.4GHz，低于-10dB的带宽为9.5GHz，能应用于建筑的电磁波防护领域。
本发明并不限于以上实施方式，只要是本权利要求书中提及的方案均是可以实施的。

Claims (6)

1.一种具有吸收电磁波功能的混凝土，其特征在于它由含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石组成，而且各组分的配比为：
水：140-160kg/m3；
含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料：1.4-2.0kg/m3；
纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料：0.8-1.3kg/m3；
水泥：390-430kg/m3；
矿渣粉：25-35kg/m3；
粉煤灰：40-60kg/m3；
减水剂：1.5-2.5kg/m3；
细集料：550-650kg/m3；
碎石：900-1050kg/m3。
2.根据权利要求1所述的具有吸收电磁波功能的混凝土，其特征在于：所述的含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其制备方法如下：
（1）按各组分的用量，即纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末1.5份、甲基丙烯酸10份、(NH4)2S2O82.5份、NaHCO30.4份、十二烷基磺酸钠0.5份、环己烷30份、丙酮30份和水117份，选取纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末、甲基丙烯酸、(NH4)2S2O8、NaHCO3、十二烷基磺酸钠、环己烷、丙酮和水备用；
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和十二烷基磺酸钠，同时加入到上述步骤(1)备好的87份水中，搅拌至完全溶解后，再加入NaHCO3搅拌至完全溶解待用；
（3）在室温下，将上述步骤(1)备好的甲基丙烯酸加到上述步骤(2)备好的水溶液中，搅拌1h后待用；
（4）在室温下，将上述步骤(1)备好的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末加入到上述步骤(3)备好的水溶液中，在40kHz、1600W的超声仪中超声1h后，升温至70-72℃，剧烈搅拌16h后冷却至室温；
（5）在室温和搅拌下，取上述步骤(4)的水溶液缓慢滴加到上述步骤(1)备好的环己烷中，滴加时间为1.5h；滴加完毕后继续搅拌2h，然后将絮状黑色固体滤出；
（6）取上述步骤(1)备好的剩余30份水，升温至95-97℃后，将上述步骤(5)得到的黑色固体加入到水中，搅拌至完全溶解后，在搅拌下缓慢滴加上述步骤(1)备好的丙酮，滴加时间为1h；滴加完毕后将黑色固体滤出；
（7）在室温下，将上述步骤(6)得到的黑色固体置于工业离心机中，按300r/min的转速离心15min后取出，室温放置24h后，在65℃下真空干燥24小时待用；
（8）将上述步骤(7)得到的黑色粉末球磨处理10h后，得到含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料，其平均粒径为160-210nm，上述各步骤中各组分的用量份为重量份。
3.根据权利要求2所述的具有吸收电磁波功能的混凝土，其特征在于：所述的纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末，其制备方法如下：
（1）取220目的Fe2O310.8份，与1份220目的Li2CO3混合均匀，然后采用高能球磨机，将混合物球磨处理170h后待用；
（2）将上述步骤(1)球磨处理后的混合物，在空气气氛和650℃下处理0.5h后室温放置待用；
（3）将上述步骤(2)备好的粉末与0.4份氧化石墨烯混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理120h后，得到纳米LiFe5O8/氧化石墨烯粉末，其中LiFe5O8的平均粒径为30-50nm，上述各步骤中各组分的用量份为重量份。
4.根据权利要求1所述的具有吸收电磁波功能的混凝土，其特征在于：所述的纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其制备方法如下：
（1）按各组分的用量，即水20份、氧化石墨烯0.3份、(NH4)2S2O81.6份和MnSO4·H2O2.3份，选取水、氧化石墨烯、(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O备用；
（2）在室温下，将上述步骤(1)备好的(NH4)2S2O8和MnSO4·H2O加入水中，搅拌至完全溶解后待用；
（3）在室温下，将上述步骤(2)备好的水溶液转入高压反应釜中，在200℃下反应26h后室温放置待用；
（4）在室温下，将上述步骤(3)的混合物离心并用水洗净后，置于工业离心机中，按200r/min的转速离心5min后取出，在55℃下真空干燥36小时，得到β-MnO2纳米粉末；
（5）将上述步骤(1)备好的氧化石墨烯与上述步骤(4)备好的β-MnO2粉末混合均匀后，采用高能球磨机，将混合物球磨处理36h后，得到纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料，其中β-MnO2的平均粒径为25-40nm，上述各步骤中各组分的用量份为重量份。
5.根据权利要求3或4所述的具有吸收电磁波功能的混凝土，其特征在于：所述氧化石墨烯的制备步骤如下：在0-2℃下，将200目天然鳞片石墨1kg加入到20L浓硫酸中，搅拌3h后，分别加入0.6kg硝酸钠与3.2kg高锰酸钾，控制温度1-3℃并搅拌12h；升温至33-35℃搅拌3h后，在搅拌下缓慢加入46L水，再升温至93-95℃继续搅拌1h；然后，在20min内缓慢加入70L水，再在搅拌下、在1h内缓慢加入3L双氧水，继续搅拌5h，得到亮黄色粉末的悬浊液；将亮黄色粉末物滤出并用水洗净后，在65℃下真空干燥24h，得到纳米氧化石墨烯。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的具有吸收电磁波功能的混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按各组分的配比，即含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料1.4-2.0kg/m3、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料0.8-1.3kg/m3、水140-160kg/m3、水泥390-430kg/m3、矿渣粉25-35kg/m3、粉煤灰40-60kg/m3、减水剂1.5-2.5kg/m3、细集料550-650kg/m3和碎石900-1050kg/m3，选取含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料、水、水泥、矿渣粉、粉煤灰、减水剂、细集料和碎石备用；
（2）选取上述步骤（1）的减水剂和水，将减水剂加入水中，室温搅拌至其完全溶解后待用；
（3）将上述步骤（1）的含纳米LiFe5O8/氧化石墨烯的聚甲基丙烯酸复合吸波材料、矿渣粉和粉煤灰装入高速混合机中，在240r/min转速下分散0.5h后待用；
（4）将上述步骤（1）的纳米β-MnO2/氧化石墨烯复合吸波材料装入上述步骤（3）的高速混合机中，在280r/min转速下分散1h后待用；
（5）将上述步骤（4）经高速混合处理后的粉料，以及上述步骤（1）的水泥、细集料和碎石，装入混凝土搅拌机中搅拌1.5h；
（6）在搅拌状态下，将上述步骤（2）的水溶液在5-8min内缓慢导入上述步骤（5）的搅拌机内，待导入完毕后继续搅拌10-15min，得到混凝土搅拌料；
（7）将上述步骤（6）中的搅拌料导出进行浇注，并采用振动台振捣成型后标养28d。
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