CN106380164A - 防电磁脉冲混凝土及利用其筑成的复合墙体及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
防电磁脉冲混凝土及利用其筑成的复合墙体及其施工方法，防电磁脉冲混凝土所含组分及各组分的重量份数为：水性凝胶材料0.8~1.5份、磁性骨料0.21~0.58份、复合粘合剂0.47~0.88份、活性剂0.8~1.2和水1份，磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料，符合粘合剂是由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.1~0.5:0.1~0.4:0.3~0.4:0.8~1.1:1的重量比组成，复合墙体包括基础墙体，基础墙体外侧墙体上设有第一层屏蔽层、第一层钢丝网、第二层屏蔽层、第二层钢丝网和第三层屏蔽层。本发明解决了普通混凝土防电磁脉冲时屏蔽效能差和高性能混凝土耐久性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料及建筑施工领域，尤其涉及防电磁脉冲混凝土及利用其筑成的复合墙体及其施工方法。
背景技术
随着现代电子工业的高速发展和各类电子产品的普遍使用，动通讯、广播、雷达、磁疗、计算机等成为人们日常生活中经常接触电子设备的同时也使电磁波辐射成为了一种新的社会公害。电磁辐射会影响人们的身体健康，长期接触电磁辐射会诱发疾病，同时电磁辐射还能够诱发植物的基因突变、危害农作物生长，破坏生态环境。此外，电磁辐射还会对周围的电子仪器设备造成严重干扰，使它们的工作程序发生序乱，产生错误动作；同时，电磁辐射会泄露信息，使计算机等仪器无信息安全保障。利用钢板对电磁脉冲进行屏蔽，技术成熟，适用于较小空间的局部防护，针对作用频域宽、强度峰值高电磁脉冲，还缺少大空间的整体屏蔽防护技术。国内外现有的复合屏蔽技术，只能在某一窄频段具有一定的屏蔽能力，无法满足宽频的电磁脉冲的屏蔽需要。
发明内容
本发明提供防电磁脉冲混凝土及利用其筑成的复合墙体及其施工方法，目的是利用防电磁脉冲混凝土与钢丝网的复合效应，充分发挥防电磁脉冲混凝土对高频电场的屏蔽作用和钢丝网对低频磁场屏蔽作用，使其在大空间内实现对宽频域、高峰值电磁脉冲的整体屏蔽防护，以解决普通混凝土屏蔽效能差、高性能混凝土耐久性差技术问题。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
防电磁脉冲混凝土，其特征在于：所含组分及各组分的重量份数为：
水性凝胶材料0.8~1.5份、磁性骨料0.21~0.58份、复合粘合剂0.47~0.88份、活性剂0.8~1.2和水1份。
进一步优选地，所述水性凝胶材料是超细水泥，其比表面积>600㎡/kg；所述活性剂是导电石墨。
进一步地，所述磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料。
更加优选地，所述复合粘合剂是由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.1~0.5:0.1~0.4:0.3~0.4:0.8~1.1:1的重量比组成。
一种用如上述防电磁脉冲混凝土筑成的复合墙体，包括基础墙体，其特征在于：所述基础墙体外侧墙体上由内而外依次设有第一层屏蔽层、第一层钢丝网、第二层屏蔽层、第二层钢丝网和第三层屏蔽层。
进一步优选地，所述基础墙体的内侧设有一层内屏蔽层，所述基础墙体与第一层屏蔽层之间还设有半导体纤维布层；
所述内屏蔽层与基础墙体之间、基础墙体与半导体纤维布层之间、半导体纤维布层与第一层屏蔽层之间、第一层屏蔽层与第二层屏蔽层之间和第二层屏蔽层与第三层屏蔽层之间均设有粘结剂层，所述半导体纤维布层上均匀设有孔洞，所述基础墙体与半导体纤维布层之间的粘结剂层和半导体纤维布层与第一层屏蔽层之间的粘结剂层通过半导体纤维布层上的孔洞连接成为一体，将半导体纤维布层与第一层屏蔽层共同粘固在基础墙体上，所述第一层钢丝网和第二层钢丝网分别通过水泥钢钉固定在第一层屏蔽层和第二层屏蔽层上。
进一步地，所述内屏蔽层包括第一层半导体纤维布层、第二层半导体纤维布层和夹在两者中间的Fe3O4磁性材料层。
更加优选地，所述第一层屏蔽层、第二层屏蔽层和第三层屏蔽层的厚度比为2.2~3:1.2~1.5:1，均由防电磁脉冲混凝土涂抹而成，所述第一层钢丝网网孔直径为8~15mm，所述第二层钢丝网网孔直径为8~15mm。
一种如上述防电磁脉冲混凝土复合墙体的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，施工前准备：施工前清除墙体表面装饰层，对于光滑的墙体表面进行凿毛；
步骤二，铺贴内屏蔽层和半导体纤维布层：在基础墙体内侧和外侧分别通过粘结剂层铺贴内屏蔽层和半导体纤维布层；
步骤三，铺设第一层屏蔽层和第一层钢丝网：在半导体纤维布层上通过粘结剂层铺设第一层屏蔽层，在所述第一层屏蔽层上通过均匀布置的水泥钢钉固定第一层钢丝网；
步骤四，铺设第二层屏蔽层和第二层钢丝网：在第一层钢丝网涂刷粘结剂层，将第二层屏蔽层铺设在粘结剂层上，在所述第二层屏蔽层上通过均匀布置的水泥钢钉固定第二层钢丝网；
步骤五，铺设第三层屏蔽层：在第二层钢丝网上涂刷粘结剂层，将第三层屏蔽层铺设在粘结剂层上，至此，防电磁脉冲混凝土复合墙体施工完成。
更加优选地，步骤二中第一层钢丝网中的各钢丝网块之间和步骤三中第二层钢丝网中的各钢丝网块之间均通过不锈钢导电条连接。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明提供防电磁脉冲混凝土及利用其筑成的复合墙体及其施工方法，其利用防电磁脉冲混凝土与钢丝网的复合效应，充分发挥了防电磁脉冲混凝土对高频电场的屏蔽作用和钢丝网对低频磁场屏蔽作用，使其在大空间内，实现对宽频域、高峰值电磁脉冲的整体屏蔽防护；与现有防电磁脉冲混凝土技术相比，本发明原材料种类较少，且原材料来源广泛，配比简单，使用范围较广；本发明掺入的复合粘合剂，与水性凝胶材料粘结性能较好，砂浆整体强度提高，不易发生脱落。此外，本发明还解决了普通混凝土屏蔽效能差和高性能混凝土耐久性差的问题。
附图说明
图1是本发明防电磁脉冲混凝土复合墙体的实施例一的结构示意图；
图2是本发明防电磁脉冲混凝土复合墙体的实施例二的结构示意图；
图3是本发明所涉及的第一层钢丝网与水泥钢钉的结构示意图；
图4是本发明所涉及的内屏蔽层的结构示意图。
附图标记：1-基础墙体；2-半导体纤维布层；3-第一层屏蔽层；4-第二层屏蔽层；5-第三层屏蔽层；6-内屏蔽层；61-第一层半导体纤维布层；62- Fe3O4磁性材料层；63-第二层半导体纤维布层；7-第一层钢丝网；8-第二层钢丝网。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
一种防电磁脉冲混凝土复合墙体，包括基础墙体1，如图1为本发明涉及的实施例一，基础墙体1外侧墙体上由内而外依次设有第一层屏蔽层3、第一层钢丝网7、第二层屏蔽层4、第二层钢丝网8和第三层屏蔽层5，优选的，如图2为本发明涉及的实施例二，基础墙体1的内侧还可以设一层内屏蔽层6，基础墙体1与第一层屏蔽层3之间还设有半导体纤维布层2；基础墙体1内侧设有一层内屏蔽层6，如图4所示，内屏蔽层6包括第一层半导体纤维布层61、Fe3O4磁性材料层62和第二层半导体纤维布层63，Fe3O4磁性材料层62夹设在第一层半导体纤维布层61和第二层半导体纤维布层63之间；其外侧墙体上由内而外依次设有半导体纤维布层2、第一层屏蔽层3、第二层屏蔽层4和第三层屏蔽层5，内屏蔽层6与基础墙体1之间、基础墙体1与半导体纤维布层2之间、半导体纤维布层2与第一层屏蔽层3之间、第一层屏蔽层3与第二层屏蔽层4之间和第二层屏蔽层4与第三层屏蔽层5之间均设有粘结剂层，半导体纤维布层2上设有孔洞，基础墙体1与半导体纤维布层2之间的粘结剂层和半导体纤维布层2与第一层屏蔽层3之间的粘结剂层通过半导体纤维布层2上的孔洞连接成为一体结构，将半导体纤维布层2与第一层屏蔽层3共同粘固在基础墙体1上，第一层屏蔽层3与第二层屏蔽层4之间和第二层屏蔽层4与第三层屏蔽层5之间分别设有第一层钢丝网7和第二层钢丝网8，如图3所示，第一层钢丝网7和第二层钢丝网8均通过水泥钢钉分别固定在第一层屏蔽层3和第二层屏蔽层4上，第二层屏蔽层4通过涂刷在第一层钢丝网7上的粘结剂层和第一层屏蔽层3固定，第三层屏蔽层5通过涂刷在第二层钢丝网8上的粘结剂层和第二层屏蔽层4固定；第一层钢丝网7网孔直径为0.1~0.5mm，第二层钢丝网8网孔直径为0.2~0.6mm；第一层屏蔽层3、第二层屏蔽层4和第三层屏蔽层5的厚度比为2.2~3:1.2~1.5:1，均由防电磁脉冲混凝土涂抹而成，防电磁脉冲混凝土所含组分及各组分的重量份数为：水性凝胶材料0.8~1.5份、磁性骨料0.21~0.58份、复合粘合剂0.47~0.88份、活性剂0.8~1.2和水1份，水性凝胶材料是超细水泥，其比表面积>600㎡/kg，磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料，复合粘合剂是由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.1~0.5:0.1~0.4:0.3~0.4:0.8~1.1:1的重量比组成，活性剂是导电石墨。
根据防电磁脉冲混凝土各组分含量的不同，本发明提供防电磁脉冲混凝土具体实施例如下：
实施例1
防电磁脉冲混凝土所含组分及各组分的重量份数为：水性凝胶材料0.8份、磁性骨料0.21份、复合粘合剂0.47份、活性剂0.8和水1份，水性凝胶材料是超细水泥，磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料，复合粘合剂是由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.1:0.1:0.3:0.8:1的重量比组成，活性剂是导电石墨。
实施例2
防电磁脉冲混凝土所含组分及各组分的重量份数为：水性凝胶材料1.5份、磁性骨料0.58份、复合粘合剂0.88份、活性剂1.2和水1份，水性凝胶材料是超细水泥，磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料，复合粘合剂是由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.5: 0.4:0.4: 1.1:1的重量比组成，活性剂是导电石墨。
实施例3
防电磁脉冲混凝土所含组分及各组分的重量份数为：水性凝胶材料0.9份、磁性骨料0.3份、复合粘合剂0.61份、活性剂0.89和水1份，水性凝胶材料是超细水泥，磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料，复合粘合剂是由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.3:0.3:0.33:0.9:1的重量比组成，活性剂是导电石墨。
实施例4
防电磁脉冲混凝土所含组分及各组分的重量份数为：水性凝胶材料0.9份、磁性骨料0.58份、复合粘合剂0.47份、活性剂1.1和水1份，水性凝胶材料是超细水泥，磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料，复合粘合剂是由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.5:0.1:0.3:0.89:1的重量比组成，活性剂是导电石墨。
实施例5
防电磁脉冲混凝土所含组分及各组分的重量份数为：水性凝胶材料1.4份、磁性骨料0.5份、复合粘合剂0.6份、活性剂1.0和水1份，水性凝胶材料是超细水泥，磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料，复合粘合剂是由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.44:0.13:0.35:0.94:1的重量比组成，活性剂是导电石墨。
分别测定单层实施例1~5的防电磁脉冲混凝土抗压强度和抗折强度，见下表1
表1：单层实施例1~5的防电磁脉冲混凝土抗压强度和抗折强度
| 测定项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 抗压强度/Mpa | 35.66 | 36.89 | 33.56 | 39.55 | 43.56 |
| 抗折强度/ Mpa | 8.68 | 7.63 | 7.52 | 7.95 | 8.05 |
分别测定单层实施例1~5的防电磁脉冲混凝土的屏蔽效果，见下表2。
表2：单层实施例1~5的防电磁脉冲混凝土的屏蔽效能(dB)
| 频率/Hz | 实施例1（dB） | 实施例2（dB） | 实施例3（dB） | 实施例4（dB） | 实施例5（dB） |
| 15K | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 150k | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
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| 10G | 111 | 108 | 112 | 108 | 101 |
| 18G | 101 | 99 | 89 | 100 | 98 |
由表1和2可知，与普通混凝土相比，使用本发明中的单层防电磁脉冲混凝土抗压强度和抗折强度较好，掺入的复合粘合剂，与水性凝胶材料粘结性能较好，砂浆整体强度提高，不易发生脱落，能够很好的提高电磁屏蔽效果，但是也可以看出单层对于低频的电磁脉冲屏蔽效果不理想，因此本发明还加入钢丝网，两者结合实现对宽频域、高峰值电磁脉冲的整体屏蔽防护。
在具体实施例中可以根据所需要屏蔽的电磁脉冲电场屏蔽效能和电磁脉冲磁场屏蔽效能，来确定所需要屏蔽层和钢丝网的层数。具体方法如下：
计算电磁脉冲屏蔽效能：
――电磁脉冲电场屏蔽效能，dB；
――电磁脉冲磁场屏蔽效能，dB；
――电磁脉冲环境电场强度峰值，V/m；
――电磁脉冲环境磁感应强度峰值，mT；
――允许电磁脉冲电场强度峰值，V/m；
――允许电磁脉冲磁感应强度峰值，mT。
依据和的数值，按表3确定屏蔽混凝土的层数和钢丝网的层数，表3如下所示。
表3：不同屏蔽层+钢丝网层的屏蔽效能(dB)
| 频率/Hz | 单层屏蔽层 | 屏蔽层+钢丝网层 | 屏蔽层+钢丝网层+屏蔽层 | 屏蔽层+钢丝网层+屏蔽层+钢丝网层 | 屏蔽层+钢丝网层+屏蔽层+钢丝网层+屏蔽层 | 屏蔽层+钢丝网+屏蔽层+钢丝网+屏蔽层+钢丝网 |
| 15K | 0 | 25 | 19 | 37 | 37 | 38 |
| 150k | 0 | 26 | 30 | 45 | 48 | 56 |
| 15M | 14 | 36 | 39 | 49 | 55 | 68 |
| 60M | 38 | 38 | 41 | 55 | 57 | 70 |
| 100M | 47 | 53 | 51 | 56 | 60 | 71 |
| 450M | 50 | 55 | 73 | 75 | 75 | 90 |
| 950M | 69 | 70 | 86 | 88 | 86 | 102 |
| 3G | 97 | 102 | 101 | 108 | 110 | 103 |
| 6G | 100 | 103 | 105 | 107 | 111 | 110 |
| 10G | 112 | 79 | 85 | 99 | 102 | 102 |
| 18G | 101 | 103 | 103 | 102 | 103 | 101 |
本发明结合施工要求及节约环保要求优先选用屏蔽层+钢丝网层+屏蔽层+钢丝网层+屏蔽层，将第一层屏蔽层3、第二层屏蔽层4和第三层屏蔽层5的厚度比限制为2.2~3:1.2~1.5:1，能够使各屏蔽层及钢丝网层间的连接紧固，并且防电磁脉冲混凝土与钢丝网的复合效应，充分发挥了防电磁脉冲混凝土对高频电场的屏蔽作用和钢丝网对低频磁场屏蔽作用，建立的复合整体屏蔽技术，实现了在大空间对14kHz~18GHz频段电磁脉冲的屏蔽，方法简便、经济，具有良好的屏蔽效能。
本发明还提供防电磁脉冲混凝土复合墙体的施工方法，包括以下步骤：
步骤一，施工前准备：施工前清除墙体表面装饰层，对于光滑的墙体表面应凿毛，凿坑均匀分布，间距保持100-150mm，对于混凝土浇筑的墙体，凿坑深度3-5mm，对于其它结构的墙体凿坑深度5-10mm.凿毛后需用钢丝刷满刷一遍，冲洗表面碎屑；
步骤二，铺贴内屏蔽层6和半导体纤维布层2：在墙体内侧和外侧分别通过粘结剂层铺贴内屏蔽层6和半导体纤维布层2，内屏蔽层6的屏蔽墙布块之间通过粘贴布连接成内屏蔽层；
步骤三，铺设第一层屏蔽层3：在半导体纤维布层2上通过粘结剂层铺设第一层屏蔽层3，在第一层屏蔽层3上通过均匀布置的水泥钢钉固定第一层钢丝网7；
步骤四，铺设第二层屏蔽层4：在第一层钢丝网7涂刷粘结剂层，将第二层屏蔽层4铺设在粘结剂层上，在第二层屏蔽层4上通过均匀布置的水泥钢钉固定第二层钢丝网8；
步骤五，铺设第三层屏蔽层5：在第二层钢丝网8上涂刷粘结剂层，将第三层屏蔽层5铺设在粘结剂层上，至此，防电磁脉冲混凝土复合墙体施工完成。
其中步骤三和步骤四中水泥钢钉之间的间距不大于200mm。
其中步骤二中第一层钢丝网7的各钢丝网块之间和步骤三第二层钢丝网8的各钢丝网块之间均通过不锈钢导电条连接。
其中步骤三、步骤四和步骤五中的第一层屏蔽层3、第二层屏蔽层4和第三层屏蔽层5铺设完成后的洒水养护不少于5d，洒水周期白天不大于4h，晚上不大于8h。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.防电磁脉冲混凝土，其特征在于：所含组分及各组分的重量份数为：水性凝胶材料0.8~1.5份、磁性骨料0.21~0.58份、复合粘合剂0.47~0.88份、活性剂0.8~1.2和水1份。
2.如权利要求1所述的防电磁脉冲混凝土，其特征在于：所述水性凝胶材料是超细水泥，其比表面积>600㎡/kg；所述活性剂是导电石墨。
3.如权利要求1所述的防电磁脉冲混凝土，其特征在于：所述磁性骨料是鳞片状Fe3O4磁性材料。
4.如权利要求1所述的防电磁脉冲混凝土，其特征在于：所述复合粘合剂由硅胶粉、消泡剂、粘结料、离子粘合剂和水按0.1~0.5:0.1~0.4:0.3~0.4:0.8~1.1:1的重量比组成。
5.一种用如权利要求1~4任意一项所述的防电磁脉冲混凝土筑成的复合墙体，包括基础墙体（1），其特征在于：所述基础墙体（1）外侧墙体上由内而外依次设有第一层屏蔽层（3）、第一层钢丝网（7）、第二层屏蔽层（4）、第二层钢丝网（8）和第三层屏蔽层（5）。
6.如权利要求5所述的防电磁脉冲混凝土复合墙体，其特征在于：所述基础墙体（1）的内侧设有一层内屏蔽层（6），所述基础墙体（1）与第一层屏蔽层（3）之间还设有半导体纤维布层（2）；
所述内屏蔽层（6）与基础墙体（1）之间、基础墙体（1）与半导体纤维布层（2）之间、半导体纤维布层（2）与第一层屏蔽层（3）之间、第一层屏蔽层（3）与第二层屏蔽层（4）之间和第二层屏蔽层（4）与第三层屏蔽层（5）之间均设有粘结剂层，所述半导体纤维布层（2）上均匀设有孔洞，所述基础墙体（1）与半导体纤维布层（2）之间的粘结剂层和半导体纤维布层（2）与第一层屏蔽层（3）之间的粘结剂层通过半导体纤维布层（2）上的孔洞连接成为一体，将半导体纤维布层（2）与第一层屏蔽层（3）共同粘固在基础墙体（1）上，所述第一层钢丝网（7）和第二层钢丝网（8）分别通过水泥钢钉固定在第一层屏蔽层（3）和第二层屏蔽层（4）上。
7.如权利要求6所述的防电磁脉冲混凝土复合墙体，其特征在于：所述内屏蔽层（6）包括第一层半导体纤维布层（61）、第二层半导体纤维布层（63）和夹在两者中间的Fe3O4磁性材料层（62）。
8.如权利要求6所述的防电磁脉冲混凝土复合墙体，其特征在于：所述第一层屏蔽层（3）、第二层屏蔽层（4）和第三层屏蔽层（5）的厚度比为2.2~3:1.2~1.5:1，均由防电磁脉冲混凝土涂抹而成，所述第一层钢丝网（7）网孔直径为8~15mm，所述第二层钢丝网（8）网孔直径为8~15mm。
9.一种如权利要求6-8任意一项所述的防电磁脉冲混凝土复合墙体的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，施工前准备：施工前清除墙体表面装饰层，对于光滑的墙体表面进行凿毛；
步骤二，铺贴内屏蔽层（6）和半导体纤维布层（2）：在基础墙体（1）内侧和外侧分别通过粘结剂层铺贴内屏蔽层（6）和半导体纤维布层（2）；
步骤三，铺设第一层屏蔽层（3）和第一层钢丝网（7）：在半导体纤维布层（2）上通过粘结剂层铺设第一层屏蔽层（3），在所述第一层屏蔽层（3）上通过均匀布置的水泥钢钉固定第一层钢丝网（7）；
步骤四，铺设第二层屏蔽层（4）和第二层钢丝网（8）：在第一层钢丝网（7）涂刷粘结剂层，将第二层屏蔽层（4）铺设在粘结剂层上，在所述第二层屏蔽层（4）上通过均匀布置的水泥钢钉固定第二层钢丝网（8）；
步骤五，铺设第三层屏蔽层（5）：在第二层钢丝网（8）上涂刷粘结剂层，将第三层屏蔽层（5）铺设在粘结剂层上，至此，防电磁脉冲混凝土复合墙体施工完成。
10.如权利要9所述的防电磁脉冲混凝土复合墙体的施工方法，其特征在于：步骤二中第一层钢丝网（7）中的各钢丝网块之间和步骤三中第二层钢丝网（8）中的各钢丝网块之间均通过不锈钢导电条连接。
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