CN106045404B - 一种环保型再生骨料透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型再生骨料透水混凝土及其制备方法，其所用原料按重量份计为：水泥320‑360份、细沙240‑360份、三乙醇胺1‑1.2份、葡萄糖酸钠0.05‑0.1份、氯化钙1‑2份、超细矿粉60‑90份、再生粗骨料1000‑1300份、减水剂3‑4份、水100‑120份，聚丙烯酸酯10‑20份，胶黏剂10‑20份，氧化石墨烯10‑15份，吸波材料10‑15份。本发明所得混凝土为高强高韧性再生骨料透水混凝土，且由于使用了特殊制备的吸波材料，还具有防辐射的功能，适合海绵城市使用。

Description

一种环保型再生骨料透水混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种环保型再生骨料透水混凝土及其制备方法。
背景技术
海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。建设“海绵城市”并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种“减负”付出和补充，最大程度地发挥城市本身的作用。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。作为城市发展理念和建设方式转型的重要标志，我国海绵城市建设“时间表”已经明确且“只能往前，不可能往后”。全国已有130多个城市制定了海绵城市建设方案。
利用透水混凝土铺设城市道路及广场是实现高效“渗”、“排”的重要技术手段。与普通混凝土相比，透水混凝土最显著的特点是不含细骨料、具有较大孔隙率，水分可以通过孔隙迅速渗透。利用再生骨料制备透水混凝土，一方面可以提高建筑垃圾的利用率，促进固体废弃物的资源化利用，另一方面将其应用于城市道路、广场，可将雨水还原为地下水，减小城市排水压力，解决城市内涝，改善城市生态环境，提高城市宜居水平。海绵城市还讲究环保性，透水混凝土主要用在道路与隔离带上，这让人们忽视了辐射波的污染作用，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。对于透水混凝土用在隔离带中，开发吸波透水混凝土可以增加透水混凝土的环保性能，同时，海绵城市中如果采用再生骨料，可以大大提高城市的环保性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型再生骨料透水混凝土及其制备方法，所得混凝土为高强高韧性再生骨料透水混凝土，且由于使用了特殊制备的吸波材料，还具有防辐射的功能，适合海绵城市使用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种环保型再生骨料透水混凝土，其所用原料按重量份计为：水泥320-360份、细沙240-360份、三乙醇胺1-1.2份、葡萄糖酸钠0.05-0.1份、氯化钙1-2份、超细矿粉60-90份、再生粗骨料1000-1300份、减水剂3-4份、水100-120份，聚丙烯酸酯10-20份，胶黏剂10-20份，氧化石墨烯10-15份，吸波材料10-15份。
其中，所用细沙为50~200目；所用减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%；所用胶黏剂为聚乙酸乙烯酯。
所述吸波材料是将磁损耗型纳米复合材料和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌后，加入部分聚丙烯搅拌形成含磁损耗型纳米复合材料的混合料；同时，在室温下另取介电损耗型纳米复合材料A，滴加部分γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷搅拌，再加入剩余聚丙烯搅拌后，加入介电损耗型纳米复合材料B并滴加剩余γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷搅拌；将其与前述混合料一同装入高速混合机中进行分散，然后升温，在高转速下处理后转入冷混锅中，冷却后放料得到初混料；将初混料置于双螺杆挤出机中混炼后挤出，得到混炼料；最后将混炼料粉碎处理，即得；其制备方法具体包括如下步骤：
1）按重量份数取介电损耗型纳米复合材料A 0.9-1.3份、磁损耗型纳米复合材料1.5-2份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.4-0.6份、介电损耗型纳米复合材料B 0.8-1.2份、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷0.5-0.8份、聚丙烯22-32份备用；
2）将磁损耗型纳米复合材料和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌3h后，加入12份聚丙烯，搅拌3 h后形成含磁损耗型纳米复合材料的混合料；
3）在室温下，向介电损耗型纳米复合材料A中滴加0.3-0.6份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，加入10-20份聚丙烯并搅拌1.5 h，再加入介电损耗型纳米复合材料B，并滴加0.2份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h；
4）将步骤2）、3）所得混合料同时装入高速混合机中，在300-350 r/min的转速下分散2-3 h；然后升温至110-115℃，在450-550 r/min的转速下处理20-25 min后转入冷混锅中，待温度降至50-55℃时放料，得到初混料；
5）将步骤4）所得初混料置于温度为170-180℃、转速为70-80 r/min的双螺杆挤出机中混炼1-1.5 h后挤出，得到混炼料；
6）将步骤5）所得混炼料粉碎处理，过150-220目筛，即得所述吸波材料。
所述磁损耗型纳米复合材料的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份数取硝酸钡1.1份、经活化处理的埃洛石纳米管3.3份、2-羟基丁二酸15.1份、硝酸铁(III)九水合物20.41份、体积浓度为20%的氨水溶液6.1份、去离子水150份备用；
2）在20-22℃下，将硝酸钡和硝酸铁(III)九水合物加入到去离子水中，搅拌3 h后待用；
3）在28-30℃和搅拌条件下，将2-羟基丁二酸滴加入步骤2）所得水溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后搅拌3.5 h，然后室温放置待用；
4）在28-30℃和剧烈搅拌条件下，将氨水溶液滴加入步骤3）制得的水溶液中，滴加时间为1.5 h；
5）将经活化处理的埃洛石纳米管加入到步骤4）所得水溶液中，在40 kHz、1800 W的超声仪中超声3 h后，剧烈搅拌2 h，然后升温至87-88℃搅拌6.5 h，常温放置待用；
6）将步骤5）所得混合物在123-125℃下搅拌处理5 h后，继续在858-860℃下搅拌处理4.5 h，得到所述磁损耗型纳米复合材料，即负载BaFe12O19的埃洛石纳米管。
埃洛石纳米管的活化处理方法为：
1）将埃洛石纳米管经机械粉碎后，过350目筛备用；
2）在两个相同的6 L尼龙球磨罐中各装入50颗直径为5 mm的不锈钢球和40颗直径为10 mm的不锈钢球，然后分别加入步骤1）处理后的埃洛石纳米管粉各2.6 kg，再分别滴加360 mL无水乙醇，并用尼龙盖密封；
3）将两个尼龙球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为350 rpm且每30min自动转换旋转方向的条件下球磨50 h后，得到长度为210-240 nm的短切埃洛石纳米管；
4）将所得短切埃洛石纳米管加入到pH为8、质量浓度为15%的Tween 20水溶液中超声24 h，过滤，用水洗净后，于68-70℃下真空干燥30 h，即得。
所述介电损耗型纳米复合材料B的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份数取经表面改性的埃洛石纳米管1.95份、六水合二氯化镍1.5份、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物6.2份、硼氢化钠5.8份、氯化钠5.4份、聚苯乙烯磺酸钠5.85份、辛基酚聚氧乙烯醚3.0份、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸0.9份、去离子水103份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将氯化钠加入到28份去离子水中，继续搅拌1 h后待用；
3）将经表面改性的埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，剧烈搅拌2 h后在40 kHz、1800 W的超声仪中超声1 h，然后加入二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物3.1份，剧烈搅拌2 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净后待用；
4）在室温和搅拌条件下，将聚苯乙烯磺酸钠加入到16份去离子水中，继续搅拌2 h后，加入步骤3）所得粉末，剧烈搅拌2.5 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净，待用；
5）将步骤4）制备的粉末加入到17份去离子水中，搅拌2 h后，加入二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物3.1份，剧烈搅拌3 h后过滤，所得粉末用纯水洗净后待用；
6）在室温和搅拌条件下，将步骤5）所得粉末和辛基酚聚氧乙烯醚同时加入到22份去离子水中，继续搅拌2 h后，加入2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸并搅拌0.5 h，然后加入六水合二氯化镍，剧烈搅拌3 h，再降温至1-3℃待用；
7）在1-3℃下，将硼氢化钠加入到20份去离子水中，搅拌15 min后，在1-3℃和剧烈搅拌条件下滴加到步骤6）所得溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后过滤，将所得粉末用纯水洗净后，在70℃下真空干燥30 h，得到介电损耗型纳米复合材料B，其中所含纳米二氧化镍颗粒的平均粒径为3-6 nm。
所述表面改性的埃洛石纳米管的制备方法为：将经活化处理的埃洛石纳米管3.2kg加入到46 L三氯甲烷中，在氮气保护下室温超声处理5 h后，加入122 mL三氟化硼乙醚络合物并室温搅拌4.5 h；再在-10~12℃和搅拌条件下，控制8 h内缓慢滴加610 mL 3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇，滴加完毕后于-9~11℃继续搅拌24 h；然后加入900 mL无水乙醇，按5000-5300 rpm的转速离心处理0.5 h，分离回收溶剂，所得粉末经无水乙醇洗净，并在室温下真空干燥20 h，得到3.47-3.61 kg表面改性的埃洛石纳米管。
所述介电损耗型纳米复合材料A的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份数取负载纳米铜的改性埃洛石纳米管1.6份、四氯化钛0.85份、烷基酚聚氧乙烯醚0.5份、硫酸铵0.65份、体积浓度为20%的氨水溶液0.9份、去离子水22份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将烷基酚聚氧乙烯醚和硫酸铵加入到去离子水中，继续搅拌3 h后待用；
3）将负载纳米铜的改性埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，搅拌2 h并在40 kHz、1800 W的超声仪中超声1 h，然后降温至1-3℃待用；
4）在1-3℃和搅拌条件下，将四氯化钛加入到步骤3）所得溶液中，剧烈搅拌3 h；然后升温至23-25℃，继续剧烈搅拌1.5 h后，滴加氨水溶液，滴加时间为1 h；滴加完毕后继续搅拌0.5 h，过滤，所得粉末用纯水洗净后，在65℃下真空干燥24 h，得到所述介电损耗型纳米复合材料A；其所含纳米铜晶粒的平均粒径为2-6 nm，纳米二氧化钛颗粒的平均粒径为4-7 nm；
所述负载纳米铜的改性埃洛石纳米管的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份数取经表面改性的埃洛石纳米管2.89份、二水合氯化铜1.62份、聚萘甲醛磺酸钠盐9.4份、去离子水125份、2-羟基丁二酸1.2份、硼氢化钠7.35份、氯化钾7.15份、聚二烯丙基二甲基氯化铵7.53份、烷基酚聚氧乙烯醚6.25份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将氯化钾加入到50份去离子水中，继续搅拌1.5 h后待用；
3）将表面改性的埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，搅拌2 h后在40 kHz、1800 W的超声仪中超声2 h，然后加入聚二烯丙基二甲基氯化铵，剧烈搅拌6 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净后待用；
4）在室温和搅拌条件下，将聚萘甲醛磺酸钠盐加入到25份去离子水中，继续搅拌5h后，加入步骤3）制得的粉末，剧烈搅拌5 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净，待用；
5）在室温和搅拌条件下，将步骤4）制得的粉末与2-羟基丁二酸、烷基酚聚氧乙烯醚同时加入到22份去离子水中，继续搅拌1.5 h后，加入二水合氯化铜，剧烈搅拌1 h后超声4 h，待用；
6）在1-3℃下，将硼氢化钠加入到28份去离子水中，继续搅拌0.5 h后，在1-3℃和剧烈搅拌条件下，将制备的硼氢化钠水溶液滴加到步骤5）所得溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后继续搅拌2.5 h，过滤，将所得粉末用纯水洗净后，在70℃下真空干燥30 h，得到负载纳米铜的改性埃洛石纳米管，其中纳米铜晶粒的平均粒径为2-6 nm。
所述环保型再生骨料透水混凝土的制备方法包括以下步骤：
1）将水泥、再生粗骨料与细沙混合均匀形成干粉料，然后加水搅拌5~8分钟使其均匀；
2）将减水剂加入步骤1）形成的混合物中，搅拌5~8分钟使其均匀；
3）将三乙醇胺、葡萄糖酸钠、氯化钙、超细矿粉、聚丙烯酸酯、胶黏剂、氧化石墨烯与吸波材料同时加入步骤2）制得的混合物中，快速搅拌均匀，然后通过压力泵泵送到指定工程位置。
与已有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：
一方面，本发明开发相互具有电磁波辐射防护功能的吸波材料，其将磁损耗型纳米复合材料、介电损耗型纳米复合材料A、介电损耗型纳米复合材料B相结合。其中，磁损耗型纳米复合材料，即负载BaFe12O19的埃洛石纳米管具有高磁损耗角正切，能以涡流损耗、磁滞损耗等机制衰减电磁波；介电损耗型纳米复合材料A中含平均粒径为2-6 nm的纳米铜晶粒及平均粒径为4-7 nm的纳米二氧化钛颗粒，其均具有强微波衰减特性；介电损耗型纳米复合材料B中所含的平均粒径为3-6 nm的纳米二氧化镍颗粒同样具有强微波衰减特性；并且，纳米二氧化镍、纳米铜和纳米二氧化钛具备相异的微波衰减机制和吸波带宽，性能上可以互相协同补充。更为重要的是，磁损耗型纳米复合材料、介电损耗型纳米复合材料A和介电损耗型纳米复合材料B均采用埃洛石纳米管作为负载体，而埃洛石纳米管主要由氧化铝和二氧化硅组成，两者均为具有强微波衰减性能的材料。
本发明在所制备的再生骨料混凝土中添加聚丙烯酸酯与氧化石墨烯，可增加混凝土的韧性、密实性、抗裂性能、抗冲击性能和抗渗性能，复合增韧与吸波材料还增加了再生骨料混凝土的韧性与防辐射波的功能，且制备得到的混凝土28天抗压强度可以达到30-60MPa，可以得到高强高韧性再生骨料透水混凝土，同时，该混凝土在7~26GHz 频率范围内，反射率小于-7dB的带宽为10.5GHz。因此，制备的再生骨料混凝土适合海绵城市使用。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
所用埃洛石纳米管为市售产品，其主要规格：性状：白色粉末；组成：SiO2：58.1、Al2O3：41.02、TiO2：0.17、Fe2O3：0.38、P2O5：0.16；管内径：15-22 nm；管外径：40-70 nm；长度：<1.5 μm；比表面积：53.4 m2/g；密度：2.5-2.6g/cm3。
所用甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为市售，分子量：248.35，CAS号：2530-85-0，其主要产品规格：性状：无色透明液体；沸点：190℃；闪点 198 ；折射率（25℃）：1.431；密度1.045 g/cm3；含量：≥99%。
所用γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷为市售，化学式：C9H20O5Si，分子量：236.34，CAS号：2530-83-8，其主要产品规格：性状：无色透明液体；沸点：290℃；折射率（25℃）：1.426-1.428；密度1.07g/cm3；pH值：6.5-7；含量：≥98.0%。
所用Tween 20为市售产品，其主要规格：性状：浅黄色粘稠液体；活性物：98-99%；酸值（KOHmg/g）：≤1.0；羟值（KOHmg/g）：80-108；HLB值：16.7；皂化值（KOHmg/g）：40-50；水份(%)：≤1.0。
所用2-羟基丁二酸为市售产品，CAS号：6915-15-7，化学式：C4H6O5，分子量：134.09，其主要产品规格：性状：无色针状晶体粉末；密度（20℃）：1.595 g/cm3；熔点：100℃；纯度：≥99%；分解点：140℃；比旋光度：-2.3°（8.5克/100毫升水）；溶解性：易溶于水、乙醇。
所用聚丙烯优选市售的等规聚丙烯，其主要产品规格：密度：1.12 g/cm3；熔体流动速率：6 g/10min（230℃，2.16 kg）；热变形温度：162℃（0.45 MPa，未退火）；拉伸强度：105 MPa；IZOD冲击强度：10 J/m（23℃1/4"厚）；弯曲强度：145 MPa；压痕硬度：125 MPa。
所用三氟化硼乙醚络合物为市售产品，CAS号：109-63-7，化学式：C4H10BF3O，分子量：141.93，其主要产品规格：性状：无色液体；熔点：-58℃；沸点：126-129 ℃；密度：1.15g/mL；纯度：分析纯；重金属含量：≤10 ppm。
所用聚二烯丙基二甲基氯化铵为市售，CAS号：26062-79-3，其主要产品规格：性状：无色粘稠液体；凝固点为-2.8℃；密度为1.04g/cm3；分解温度286℃；溶解性：易溶于水。
所用聚萘甲醛磺酸钠为市售产品，CAS号：9084-06-4，化学式(C11H7O4SNa)n，其主要规格：性状：棕色粉末；溶解性：易溶于水。
所用二水合氯化铜、硝酸钡、四氯化钛、氯化钾、硫酸铵、六水合二氯化镍、硝酸铁(III)九水合物、氨水、无水乙醇、3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇和三氯甲烷均为市售化学纯产品。
所用细沙为50~200目；所用减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%；所用胶黏剂为聚乙酸乙烯酯；所用超细矿粉的粒径小于30μm。
实施例1
1. 埃洛石纳米管的活化：
1）将埃洛石纳米管经机械粉碎后，过350目筛备用；
2）在两个相同的6 L尼龙球磨罐中各装入50颗直径为5 mm的不锈钢球和40颗直径为10 mm的不锈钢球，然后分别加入步骤1）处理后的埃洛石纳米管粉各2.6 kg，再分别滴加360 mL无水乙醇，并用尼龙盖密封；
3）将两个尼龙球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为350 rpm且每30min自动转换旋转方向的条件下球磨50 h后，得到长度为210-240 nm的短切埃洛石纳米管；
4）将所得短切埃洛石纳米管加入到pH为8、质量浓度为15%的Tween 20水溶液中超声24 h，过滤，用水洗净后，于68-70℃下真空干燥30 h，即得。
2. 磁损耗型纳米复合材料的制备：
1）按重量份数取硝酸钡1.1份、经活化处理的埃洛石纳米管3.3份、2-羟基丁二酸15.1份、硝酸铁(III)九水合物20.41份、体积浓度为20%的氨水溶液6.1份、去离子水150份备用；
2）在20℃下，将硝酸钡和硝酸铁(III)九水合物加入到去离子水中，搅拌3 h后待用；
3）在30℃和搅拌条件下，将2-羟基丁二酸滴加入步骤2）所得水溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后搅拌3.5 h，然后室温放置待用；
4）在30℃和剧烈搅拌条件下，将氨水溶液滴加入步骤3）制得的水溶液中，滴加时间为1.5 h；
5）将经活化处理的埃洛石纳米管加入到步骤4）所得水溶液中，在40 kHz、1800 W的超声仪中超声3 h后，剧烈搅拌2 h，然后升温至88℃搅拌6.5 h，常温放置待用；
6）将步骤5）所得混合物在125℃下搅拌处理5 h后，继续在860℃下搅拌处理4.5h，得到所述磁损耗型纳米复合材料，即负载BaFe12O19的埃洛石纳米管。
3. 表面改性的埃洛石纳米管的制备：
将经活化处理的埃洛石纳米管3.2 kg加入到46 L三氯甲烷中，在氮气保护下室温超声处理5 h后，加入122 mL三氟化硼乙醚络合物并室温搅拌4.5 h；再在-10℃和搅拌条件下，控制8 h内缓慢滴加610 mL 3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇，滴加完毕后于-5℃继续搅拌24h；然后加入900 mL无水乙醇，按5000 rpm的转速离心处理0.5 h，分离回收溶剂，所得粉末经无水乙醇洗净，并在室温下真空干燥20 h，得到3.47 kg表面改性的埃洛石纳米管。
4. 介电损耗型纳米复合材料B的制备：
1）按重量份数取经表面改性的埃洛石纳米管1.95份、六水合二氯化镍1.5份、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物6.2份、硼氢化钠5.8份、氯化钠5.4份、聚苯乙烯磺酸钠5.85份、辛基酚聚氧乙烯醚3.0份、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸0.9份、去离子水103份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将氯化钠加入到28份去离子水中，继续搅拌1 h后待用；
3）将经表面改性的埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，剧烈搅拌2 h后在40 kHz、1800 W的超声仪中超声1 h，然后加入二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物3.1份，剧烈搅拌2 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净后待用；
4）在室温和搅拌条件下，将聚苯乙烯磺酸钠加入到16份去离子水中，继续搅拌2 h后，加入步骤3）所得粉末，剧烈搅拌2.5 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净，待用；
5）将步骤4）制备的粉末加入到17份去离子水中，搅拌2 h后，加入二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物3.1份，剧烈搅拌3 h后过滤，所得粉末用纯水洗净后待用；
6）在室温和搅拌条件下，将步骤5）所得粉末和辛基酚聚氧乙烯醚同时加入到22份去离子水中，继续搅拌2 h后，加入2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸并搅拌0.5 h，然后加入六水合二氯化镍，剧烈搅拌3 h，再降温至1℃待用；
7）在1℃下，将硼氢化钠加入到20份去离子水中，搅拌15 min后，在1℃和剧烈搅拌条件下滴加到步骤6）所得溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后过滤，将所得粉末用纯水洗净后，在70℃下真空干燥30 h，得到介电损耗型纳米复合材料B，其中所含纳米二氧化镍颗粒的平均粒径为3 nm。
5. 负载纳米铜的改性埃洛石纳米管的制备：
1）按重量份数取经表面改性的埃洛石纳米管2.89份、二水合氯化铜1.62份、聚萘甲醛磺酸钠盐9.4份、去离子水125份、2-羟基丁二酸1.2份、硼氢化钠7.35份、氯化钾7.15份、聚二烯丙基二甲基氯化铵7.53份、烷基酚聚氧乙烯醚6.25份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将氯化钾加入到50份去离子水中，继续搅拌1.5 h后待用；
3）将表面改性的埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，搅拌2 h后在40 kHz、1800 W的超声仪中超声2 h，然后加入聚二烯丙基二甲基氯化铵，剧烈搅拌6 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净后待用；
4）在室温和搅拌条件下，将聚萘甲醛磺酸钠盐加入到25份去离子水中，继续搅拌5h后，加入步骤3）制得的粉末，剧烈搅拌5 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净，待用；
5）在室温和搅拌条件下，将步骤4）制得的粉末与2-羟基丁二酸、烷基酚聚氧乙烯醚同时加入到22份去离子水中，继续搅拌1.5 h后，加入二水合氯化铜，剧烈搅拌1 h后超声4 h，待用；
6）在1℃下，将硼氢化钠加入到28份去离子水中，继续搅拌0.5 h后，在1℃和剧烈搅拌条件下，将制备的硼氢化钠水溶液滴加到步骤5）所得溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后继续搅拌2.5 h，过滤，将所得粉末用纯水洗净后，在70℃下真空干燥30 h，得到负载纳米铜的改性埃洛石纳米管，其中纳米铜晶粒的平均粒径为6 nm。
6. 介电损耗型纳米复合材料A的制备：
1）按重量份数取负载纳米铜的改性埃洛石纳米管1.6份、四氯化钛0.85份、烷基酚聚氧乙烯醚0.5份、硫酸铵0.65份、体积浓度为20%的氨水溶液0.9份、去离子水22份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将烷基酚聚氧乙烯醚和硫酸铵加入到去离子水中，继续搅拌3 h后待用；
3）将负载纳米铜的改性埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，搅拌2 h并在40 kHz、1800 W的超声仪中超声1 h，然后降温至1℃待用；
4）在1℃和搅拌条件下，将四氯化钛加入到步骤3）所得溶液中，剧烈搅拌3 h；然后升温至25℃，继续剧烈搅拌1.5 h后，滴加氨水溶液，滴加时间为1 h；滴加完毕后继续搅拌0.5 h，过滤，所得粉末用纯水洗净后，在65℃下真空干燥24 h，得到所述介电损耗型纳米复合材料A；其所含纳米铜晶粒的平均粒径为6 nm，纳米二氧化钛颗粒的平均粒径为5 nm；
7. 吸波材料的制备：
1）按重量份数取介电损耗型纳米复合材料A 0.9份、磁损耗型纳米复合材料1.5份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份、介电损耗型纳米复合材料B 0.8份、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷0.5份、聚丙烯22份备用；
2）将磁损耗型纳米复合材料和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌3h后，加入12份聚丙烯，搅拌3 h后形成含磁损耗型纳米复合材料的混合料；
3）在室温下，向介电损耗型纳米复合材料A中滴加0.3份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，加入10份聚丙烯并搅拌1.5 h，再加入介电损耗型纳米复合材料B，并滴加0.2份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h；
4）将步骤2）、3）所得混合料同时装入高速混合机中，在300 r/min的转速下分散3h；然后升温至110℃，在450 r/min的转速下处理25 min后转入冷混锅中，待温度降至50℃时放料，得到初混料；
5）将步骤4）所得初混料置于温度为170℃、转速为70 r/min的双螺杆挤出机中混炼1.5 h后挤出，得到混炼料；
6）将步骤5）所得混炼料粉碎处理，过150目筛，即得所述吸波材料。
8. 环保型再生骨料透水混凝土的制备：
1）按重量份数取水泥320份、细沙240份、三乙醇胺1份、葡萄糖酸钠0.05份、氯化钙1份、超细矿粉60份、再生粗骨料1000份、减水剂3份、水100份，聚丙烯酸酯10份，胶黏剂10份，氧化石墨烯10份，吸波材料10份备用；
2）将水泥、再生粗骨料与细沙混合均匀形成干粉料，然后加水搅拌5分钟使其均匀；
3）将减水剂加入步骤2）形成的混合物中，搅拌5分钟使其均匀；
4）将三乙醇胺、葡萄糖酸钠、氯化钙、超细矿粉、聚丙烯酸酯、胶黏剂、氧化石墨烯与吸波材料同时加入步骤2）制得的混合物中，快速搅拌均匀，然后通过压力泵泵送到指定工程位置。
实施例1制备得到的混凝土28天抗压强度可以达到46MPa，为高强高韧性再生骨料透水混凝土，且该混凝土在7~26GHz 频率范围内，反射率小于-7dB的带宽为10.5GHz，并具有很好的抗裂性能。
实施例2
埃洛石纳米管的活化、表面改性、负载纳米铜的改性埃洛石纳米管的制备及磁损耗型纳米复合材料的制备、介电损耗型纳米复合材料A和B的制备同实施例1。
1. 吸波材料的制备：
1）按重量份数取介电损耗型纳米复合材料A 1.0份、磁损耗型纳米复合材料1.8份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.5份、介电损耗型纳米复合材料B 1.0份、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷0.6份、聚丙烯25份备用；
2）将磁损耗型纳米复合材料和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌3h后，加入12份聚丙烯，搅拌3 h后形成含磁损耗型纳米复合材料的混合料；
3）在室温下，向介电损耗型纳米复合材料A中滴加0.4份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，加入15份聚丙烯并搅拌1.5 h，再加入介电损耗型纳米复合材料B，并滴加0.2份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h；
4）将步骤2）、3）所得混合料同时装入高速混合机中，在320 r/min的转速下分散2h；然后升温至112℃，在500 r/min的转速下处理23 min后转入冷混锅中，待温度降至52℃时放料，得到初混料；
5）将步骤4）所得初混料置于温度为175℃、转速为75 r/min的双螺杆挤出机中混炼1.2 h后挤出，得到混炼料；
6）将步骤5）所得混炼料粉碎处理，过200目筛，即得所述吸波材料。
2. 环保型再生骨料透水混凝土的制备：
1）按重量份数取水泥330份、细沙340份、三乙醇胺1.1份、葡萄糖酸钠0.08份、氯化钙1.5份、超细矿粉80份、再生粗骨料1200份、减水剂3份、水100份，聚丙烯酸酯15份，胶黏剂15份，氧化石墨烯12份，吸波材料12份备用；
2）将水泥、再生粗骨料与细沙混合均匀形成干粉料，然后加水搅拌6分钟使其均匀；
3）将减水剂加入步骤2）形成的混合物中，搅拌6分钟使其均匀；
4）将三乙醇胺、葡萄糖酸钠、氯化钙、超细矿粉、聚丙烯酸酯、胶黏剂、氧化石墨烯与吸波材料同时加入步骤2）制得的混合物中，快速搅拌均匀，然后通过压力泵泵送到指定工程位置。
实施例2制备得到的混凝土28天抗压强度可以达到52MPa，为高强高韧性再生骨料透水混凝土，且该混凝土在7~26GHz 频率范围内，反射率小于-7dB的带宽为10.5GHz，并具有很好的抗裂性能。
实施例3
埃洛石纳米管的活化、表面改性、负载纳米铜的改性埃洛石纳米管的制备及磁损耗型纳米复合材料的制备、介电损耗型纳米复合材料A和B的制备同实施例1。
1. 吸波材料的制备：
1）按重量份数取介电损耗型纳米复合材料A 1.3份、磁损耗型纳米复合材料2份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.6份、介电损耗型纳米复合材料B 1.2份、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷0.8份、聚丙烯32份备用；
2）将磁损耗型纳米复合材料和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌3h后，加入12份聚丙烯，搅拌3 h后形成含磁损耗型纳米复合材料的混合料；
3）在室温下，向介电损耗型纳米复合材料A中滴加0.6份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，加入20份聚丙烯并搅拌1.5 h，再加入介电损耗型纳米复合材料B，并滴加0.2份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h；
4）将步骤2）、3）所得混合料同时装入高速混合机中，在350 r/min的转速下分散2h；然后升温至115℃，在550 r/min的转速下处理20 min后转入冷混锅中，待温度降至55℃时放料，得到初混料；
5）将步骤4）所得初混料置于温度为180℃、转速为80 r/min的双螺杆挤出机中混炼1 h后挤出，得到混炼料；
6）将步骤5）所得混炼料粉碎处理，过220目筛，即得所述吸波材料。
2. 环保型再生骨料透水混凝土的制备：
1）按重量份数取水泥360份、细沙360份、三乙醇胺1.2份、葡萄糖酸钠0.1份、氯化钙2份、超细矿粉90份、再生粗骨料1300份、减水剂4份、水120份，聚丙烯酸酯20份，胶黏剂20份，氧化石墨烯15份，吸波材料15份备用；
2）将水泥、再生粗骨料与细沙混合均匀形成干粉料，然后加水搅拌8分钟使其均匀；
3）将减水剂加入步骤2）形成的混合物中，搅拌8分钟使其均匀；
4）将三乙醇胺、葡萄糖酸钠、氯化钙、超细矿粉、聚丙烯酸酯、胶黏剂、氧化石墨烯与吸波材料同时加入步骤2）制得的混合物中，快速搅拌均匀，然后通过压力泵泵送到指定工程位置。
实施例3制备得到的混凝土28天抗压强度可以达到56MPa，为高强高韧性再生骨料透水混凝土，且该混凝土在7~26GHz 频率范围内，反射率小于-7dB的带宽为10.5GHz，并具有很好的抗裂性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种环保型再生骨料透水混凝土，其特征在于：所用原料按重量份计为：水泥320-360份、细沙240-360份、三乙醇胺1-1.2份、葡萄糖酸钠0.05-0.1份、氯化钙1-2份、超细矿粉60-90份、再生粗骨料1000-1300份、减水剂3-4份、水100-120份，聚丙烯酸酯10-20份，胶黏剂10-20份，氧化石墨烯10-15份，吸波材料10-15份；
所述吸波材料的制备方法包括如下步骤：
1）按重量份数取介电损耗型纳米复合材料A 0.9-1.3份、磁损耗型纳米复合材料1.5-2份、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.4-0.6份、介电损耗型纳米复合材料B 0.8-1.2份、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷0.5-0.8份、聚丙烯22-32份备用；
2）将磁损耗型纳米复合材料和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌3 h后，加入12份聚丙烯，搅拌3 h后形成含磁损耗型纳米复合材料的混合料；
3）在室温下，向介电损耗型纳米复合材料A中滴加0.3-0.6份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，加入10-20份聚丙烯并搅拌1.5 h，再加入介电损耗型纳米复合材料B，并滴加0.2份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h；
4）将步骤2）、3）所得混合料同时装入高速混合机中，在300-350 r/min的转速下分散2-3 h；然后升温至110-115℃，在450-550 r/min的转速下处理20-25 min后转入冷混锅中，待温度降至50-55℃时放料，得到初混料；
5）将步骤4）所得初混料置于温度为170-180℃、转速为70-80 r/min的双螺杆挤出机中混炼1-1.5 h后挤出，得到混炼料；
6）将步骤5）所得混炼料粉碎处理，过150-220目筛，即得所述吸波材料；
其中，所述磁损耗型纳米复合材料的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份数取硝酸钡1.1份、经活化处理的埃洛石纳米管3.3份、2-羟基丁二酸15.1份、硝酸铁(III)九水合物20.41份、体积浓度为20%的氨水溶液6.1份、去离子水150份备用；
2）在20-22℃下，将硝酸钡和硝酸铁(III)九水合物加入到去离子水中，搅拌3 h后待用；
3）在28-30℃和搅拌条件下，将2-羟基丁二酸滴加入步骤2）所得水溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后搅拌3.5 h，然后室温放置待用；
4）在28-30℃和剧烈搅拌条件下，将氨水溶液滴加入步骤3）制得的水溶液中，滴加时间为1.5 h；
5）将经活化处理的埃洛石纳米管加入到步骤4）所得水溶液中，在40 kHz、1800 W的超声仪中超声3 h后，剧烈搅拌2 h，然后升温至87-88℃搅拌6.5 h，常温放置待用；
6）将步骤5）所得混合物在123-125℃下搅拌处理5 h后，继续在858-860℃下搅拌处理4.5 h，得到所述磁损耗型纳米复合材料，即负载BaFe12O19的埃洛石纳米管；
埃洛石纳米管的活化处理方法为：
1）将埃洛石纳米管经机械粉碎后，过350目筛备用；
2）在两个相同的6 L尼龙球磨罐中各装入50颗直径为5 mm的不锈钢球和40颗直径为10mm的不锈钢球，然后分别加入步骤1）处理后的埃洛石纳米管粉各2.6 kg，再分别滴加360mL无水乙醇，并用尼龙盖密封；
3）将两个尼龙球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为350 rpm且每30min自动转换旋转方向的条件下球磨50 h后，得到长度为210-240 nm的短切埃洛石纳米管；
4）将所得短切埃洛石纳米管加入到pH为8、质量浓度为15%的Tween 20水溶液中超声24h，过滤，用水洗净后，于68-70℃下真空干燥30 h，即得；
所述介电损耗型纳米复合材料B的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份数取经表面改性的埃洛石纳米管1.95份、六水合二氯化镍1.5份、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物6.2份、硼氢化钠5.8份、氯化钠5.4份、聚苯乙烯磺酸钠5.85份、辛基酚聚氧乙烯醚3.0份、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸0.9份、去离子水103份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将氯化钠加入到28份去离子水中，继续搅拌1 h后待用；
3）将经表面改性的埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，剧烈搅拌2 h后在40kHz、1800 W的超声仪中超声1 h，然后加入二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物3.1份，剧烈搅拌2 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净后待用；
4）在室温和搅拌条件下，将聚苯乙烯磺酸钠加入到16份去离子水中，继续搅拌2 h后，加入步骤3）所得粉末，剧烈搅拌2.5 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净，待用；
5）将步骤4）制备的粉末加入到17份去离子水中，搅拌2 h后，加入二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物3.1份，剧烈搅拌3 h后过滤，所得粉末用纯水洗净后待用；
6）在室温和搅拌条件下，将步骤5）所得粉末和辛基酚聚氧乙烯醚同时加入到22份去离子水中，继续搅拌2 h后，加入2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸并搅拌0.5 h，然后加入六水合二氯化镍，剧烈搅拌3 h，再降温至1-3℃待用；
7）在1-3℃下，将硼氢化钠加入到20份去离子水中，搅拌15 min后，在1-3℃和剧烈搅拌条件下滴加到步骤6）所得溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后过滤，将所得粉末用纯水洗净后，在70℃下真空干燥30 h，得到介电损耗型纳米复合材料B，其中所含纳米二氧化镍颗粒的平均粒径为3-6 nm；
所述表面改性的埃洛石纳米管的制备方法为：将经活化处理的埃洛石纳米管3.2 kg加入到46 L三氯甲烷中，在氮气保护下室温超声处理5 h后，加入122 mL三氟化硼乙醚络合物并室温搅拌4.5 h；再在-10~12℃和搅拌条件下，控制8 h内缓慢滴加610 mL 3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇，滴加完毕后于-9~11℃继续搅拌24 h；然后加入900 mL无水乙醇，按5000-5300 rpm的转速离心处理0.5 h，分离回收溶剂，所得粉末经无水乙醇洗净，并在室温下真空干燥20 h，得到3.47-3.61 kg表面改性的埃洛石纳米管；
所述介电损耗型纳米复合材料A的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份数取负载纳米铜的改性埃洛石纳米管1.6份、四氯化钛0.85份、烷基酚聚氧乙烯醚0.5份、硫酸铵0.65份、体积浓度为20%的氨水溶液0.9份、去离子水22份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将烷基酚聚氧乙烯醚和硫酸铵加入到去离子水中，继续搅拌3h后待用；
3）将负载纳米铜的改性埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，搅拌2 h并在40kHz、1800 W的超声仪中超声1 h，然后降温至1-3℃待用；
4）在1-3℃和搅拌条件下，将四氯化钛加入到步骤3）所得溶液中，剧烈搅拌3 h；然后升温至23-25℃，继续剧烈搅拌1.5 h后，滴加氨水溶液，滴加时间为1 h；滴加完毕后继续搅拌0.5 h，过滤，所得粉末用纯水洗净后，在65℃下真空干燥24 h，得到所述介电损耗型纳米复合材料A；其所含纳米铜晶粒的平均粒径为2-6 nm，纳米二氧化钛颗粒的平均粒径为4-7nm；
所述负载纳米铜的改性埃洛石纳米管的制备方法包括以下步骤：
1）按重量份数取经表面改性的埃洛石纳米管2.89份、二水合氯化铜1.62份、聚萘甲醛磺酸钠盐9.4份、去离子水125份、2-羟基丁二酸1.2份、硼氢化钠7.35份、氯化钾7.15份、聚二烯丙基二甲基氯化铵7.53份、烷基酚聚氧乙烯醚6.25份备用；
2）在室温和搅拌条件下，将氯化钾加入到50份去离子水中，继续搅拌1.5 h后待用；
3）将表面改性的埃洛石纳米管加入到步骤2）所得水溶液中，搅拌2 h后在40 kHz、1800W的超声仪中超声2 h，然后加入聚二烯丙基二甲基氯化铵，剧烈搅拌6 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净后待用；
4）在室温和搅拌条件下，将聚萘甲醛磺酸钠盐加入到25份去离子水中，继续搅拌5 h后，加入步骤3）制得的粉末，剧烈搅拌5 h后过滤，将所得粉末用纯水洗净，待用；
5）在室温和搅拌条件下，将步骤4）制得的粉末与2-羟基丁二酸、烷基酚聚氧乙烯醚同时加入到22份去离子水中，继续搅拌1.5 h后，加入二水合氯化铜，剧烈搅拌1 h后超声4 h，待用；
6）在1-3℃下，将硼氢化钠加入到28份去离子水中，继续搅拌0.5 h后，在1-3℃和剧烈搅拌条件下，将制备的硼氢化钠水溶液滴加到步骤5）所得溶液中，滴加时间为1 h；滴加完毕后继续搅拌2.5 h，过滤，将所得粉末用纯水洗净后，在70℃下真空干燥30 h，得到负载纳米铜的改性埃洛石纳米管，其中纳米铜晶粒的平均粒径为2-6 nm。
2.根据权利要求1所述环保型再生骨料透水混凝土，其特征在于：所用细沙为50~200目；
所用减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%；
所用胶黏剂为聚乙酸乙烯酯。
3.根据权利要求1所述环保型再生骨料透水混凝土，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
1）将水泥、再生粗骨料与细沙混合均匀形成干粉料，然后加水搅拌5~8分钟使其均匀；
2）将减水剂加入步骤1）形成的混合物中，搅拌5~8分钟使其均匀；
3）将三乙醇胺、葡萄糖酸钠、氯化钙、超细矿粉、聚丙烯酸酯、胶黏剂、氧化石墨烯与吸波材料同时加入步骤2）制得的混合物中，快速搅拌均匀，然后通过压力泵泵送到指定工程位置。
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