CN107285698A - 阻燃吸波功能混凝土及其制备方法 - Google Patents

阻燃吸波功能混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于水泥及混凝土技术领域，具体涉及阻燃吸波功能混凝土及其制备方法，包括以下重量份数的组分：水泥35‑50份；粉煤灰35‑60份；减水剂0.06‑1.0份；Al(OH)3 8‑18份；聚乙二醇1‑3份；钛酸锶/石墨烯复合物0.1‑2份；粗集料160‑200份；细集料100‑150份；水适量。通过添加Al(OH)3、聚乙二醇、钛酸锶/石墨烯复合物使其发生相互作用，并和其他成份相互协同作用形成混凝土，通过加入聚乙二醇作为分散剂，能有效的使Al(OH)3阻燃材料分散而不形成团聚，并能与钛酸锶/石墨烯复合物有效的相互作用该混凝土具有阻燃性能并同时具有吸波性能，该混凝土通过相互之间的协同作用，具有优异的复合功能性，具有广泛的推广使用意义。

Description

阻燃吸波功能混凝土及其制备方法
技术领域
本发明属于水泥及混凝土技术领域，具体涉及阻燃吸波功能混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。
随着混凝土组成材料的不断发展，人们对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度，而是在立足强度的基础上，更加注重混凝土的耐久性、变形性能、防火性能、防渗水性能、韧性、耐腐蚀性、保温性、健康环保性以及降低成本等等综合指标的平衡和协调。
尤其是随着人们对电磁辐射对人类健康危害的了解，人们不断对于降低大功率高频电磁辐射对人体的危害的方法进行探索。吸波混凝土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，它对建筑物的防护、电磁污染的净化、电磁信息的保密和地面军事建筑的隐身具有重要民用与军事意义。因此，新型低廉、高效、轻质吸波混凝土的开发具有广阔的发展前景。
随着社会的发展，建筑业越来越注重节能、工效、成本、并满足环保的要求，大量的新型建材不断涌现，解决了建筑业诸多问题，但在新的尝试与变革中也普遍存在着一定的问题。因此，研制性能更加优异、功能更加强大、更适应新工艺、新建筑对象的混凝土就显得尤为重要。
发明内容
为此，本发明为了克服上述技术问题，提供一种具有吸波性能、且具有阻燃性能的混凝土。
为解决上述技术问题，本发明提供了阻燃吸波功能混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水泥35-50份；粉煤灰35-60份；减水剂0.06-1.0份；水适量；Al(OH)3 8-18份；聚乙二醇1-3份；钛酸锶/石墨烯复合物0.1-2份；粗集料160-200份；细集料100-150份。
进一步地，所述Al(OH)3为粒径为1-2μm。
进一步地，所述钛酸锶/石墨烯复合物中石墨烯与钛酸锶的质量比为2％-20％。
作为优选，所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在10-500nm的微球颗粒。
具体地，所述水泥为硅酸盐水泥，所述粗集料为石子，所述细集料为河沙。
同时，本发明还公开了所述阻燃吸波功能混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1:以氢氧化锶、钛酸和氧化石墨烯为原料，水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，80℃下回流2-24h，形成钛酸锶/石墨烯复合物；
S3：将Al(OH)3 8-18份；钛酸锶/石墨烯复合物0.2-2份，水加热至40-60℃，加入聚乙二醇1-3份搅拌1-2h，形成混合A；
S4：将水泥35-50份；粉煤灰35-60份；减水剂0.06-1.0份；水；粗集料160-200份；细集料100-150份、水适量，搅拌10-30分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应1-3h，即得阻燃吸波功能混凝土。
进一步地，所述步骤S1的水热温度为60-180℃。
作为优选，所述步骤S1的氢氧化锶和钛酸的摩尔比为1:(1-3)。
具体地，所述步骤S2中所述Al(OH)3为粒径为1-2μm。
具体地，所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在10-500nm的微球颗粒。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明的阻燃吸波功能混凝土，通过添加Al(OH)3、聚乙二醇、钛酸锶/石墨烯复合物使其发生相互作用，并和其他成份相互协同作用形成混凝土，该混凝土具有阻燃性能并同时具有吸波性能。
(2)本发明的阻燃吸波功能混凝土，通过加入聚乙二醇作为分散剂，能有效的使Al(OH)3阻燃材料分散而不形成团聚，并能与钛酸锶/石墨烯复合物有效的相互作用。
(3)本发明的阻燃吸波功能混凝土，Al(OH)3为粒径在1-2μm通过合适的配比，阻燃效果最佳。
(4)本发明的阻燃吸波功能混凝土，通过控制钛酸锶/石墨烯复合物中钛酸锶的粒径在10-500nm,以及石墨烯与钛酸锶的质量比为2％-20％的情况下，形成的混凝土吸波性能最佳。
(5)本发明的阻燃吸波功能混凝土的制备方法，步骤简单，通过合理的控制反应时间和温度，易形成具有优异阻燃性能和吸波性能的混凝土。
具体实施方式
实施例1
S1:以氢氧化锶、钛酸和氧化石墨烯为原料，水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，80℃下回流2h，形成钛酸锶/石墨烯复合物；
S3：将Al(OH)3 8份；钛酸锶/石墨烯复合物0.2份，水加热至40℃，加入聚乙二醇1份搅拌1h，形成混合A；
S4：将水泥35份；粉煤灰35份；减水剂0.06份；水；粗集料160份；细集料100份、水适量，搅拌10分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应1h，即得阻燃吸波功能混凝土。
实施例2
S1:以氢氧化锶、钛酸和氧化石墨烯为原料，水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，80℃下回流24h，形成钛酸锶/石墨烯复合物；
S3：将Al(OH)3 18份；钛酸锶/石墨烯复合物2份，水加热至60℃，加入聚乙二醇3份搅拌2h，形成混合A；
S4：将水泥50份；粉煤灰60份；减水剂1.0份；水；粗集料160份；细集料150份、水适量，搅拌0分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应3h，即得阻燃吸波功能混凝土。
实施例3
S1:以氢氧化锶、钛酸和氧化石墨烯为原料，60℃水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，80℃下回流2-24h，形成钛酸锶/石墨烯复合物；
S3：将Al(OH)3 10份；钛酸锶/石墨烯复合物1份，水加热至50℃，加入聚乙二醇2份搅拌1.5h，形成混合A；
S4：将水泥40份；粉煤灰40份；减水剂0.07份；水；粗集料180份；细集料120份、水适量，搅拌20分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应2h，即得阻燃吸波功能混凝土。
实施例4
S1:以氢氧化锶、钛酸和氧化石墨烯为原料，180℃水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，80℃下回流2-24h，形成钛酸锶/石墨烯复合物；
S3：将Al(OH)3 10份；钛酸锶/石墨烯复合物1份，水加热至50℃，加入聚乙二醇2份搅拌1.5h，形成混合A；
S4：将水泥40份；粉煤灰40份；减水剂0.07份；水；粗集料180份；细集料120份、水适量，搅拌20分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应2h，即得阻燃吸波功能混凝土。
实施例5
S1：将12.2g氢氧化锶、11.6g钛酸和4.3g氧化石墨烯为原料加入适量的水，60℃水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，60℃下回流2h，形成钛酸锶/石墨烯复合物，其中石墨烯与钛酸锶质量比为20％，钛酸锶的粒径为10-100nm的微球颗粒；
S3：将Al(OH)3 8份，Al(OH)3为粒径为1μm；钛酸锶/石墨烯复合物0.2份，水加热至40℃，加入聚乙二醇1份搅拌1h，形成混合A；
S4：将硅酸盐水泥35份；粉煤灰350份；减水剂0.06份；石子160份；河沙100份、水适量，搅拌10分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应1h，即得阻燃吸波功能混凝土。
实施例6
S1：将12.2g氢氧化锶、34.8g钛酸和0.43g氧化石墨烯为原料加入适量的水，60℃水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，180℃下回流2h，形成钛酸锶/石墨烯复合物，其中石墨烯与钛酸锶质量比为2％，钛酸锶的粒径为300-500nm的微球颗粒；
S3：将Al(OH)3 8份，Al(OH)3为粒径为2μm；钛酸锶/石墨烯复合物0.2份，水加热至40℃，加入聚乙二醇1份搅拌1h，形成混合A；
S4：将硅酸盐水泥35份；粉煤灰350份；减水剂0.06份；石子160份；河沙100份、水适量，搅拌10分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应1h，即得阻燃吸波功能混凝土。
实施例7
S1：将12.2g氢氧化锶、11.6g钛酸和0.43g氧化石墨烯为原料加入适量的水，60℃水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，120℃下回流2h，形成钛酸锶/石墨烯复合物，其中石墨烯与钛酸锶质量比为2％，钛酸锶的粒径为200-300nm的微球颗粒；
S3：将Al(OH)3 8份，Al(OH)3为粒径为1μm；钛酸锶/石墨烯复合物0.2份，水加热至40℃，加入聚乙二醇1份搅拌1h，形成混合A；
S4：将硅酸盐水泥35份；粉煤灰350份；减水剂0.06份；石子160份；河沙100份、水适量，搅拌10分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应1h，即得阻燃吸波功能混凝土。
实施例8
阻燃吸波功能混凝土，包括以下重量份数的组分：水泥35份；粉煤灰35份；减水剂0.06份；Al(OH)3 8份；聚乙二醇1份；钛酸锶/石墨烯复合物0.1份；粗集料160份；细集料100份；水适量。
阻燃吸波功能混凝土测得防火等级为A级，耐火极限为3小时43分。阻燃吸波功能混凝土产品在2-16G测试，平均反射率<15dB，最小反射率<23dB。
实施例9
阻燃吸波功能混凝土，包括以下重量份数的组分：水泥50份；粉煤灰60份；减水剂1.0份；Al(OH)3 18份；聚乙二醇3份；钛酸锶/石墨烯复合物2份；粗集料200份；细集料150份；水适量。
阻燃吸波功能混凝土测得防火等级为A级，耐火极限为5小时12分。阻燃吸波功能混凝土产品在2-16G测试，平均反射率<13dB，最小反射率<23dB。
实施例10
阻燃吸波功能混凝土，包括以下重量份数的组分：硅酸盐水泥50份；粉煤灰60份；减水剂1.0份；Al(OH)3 18份；聚乙二醇3份；钛酸锶/石墨烯复合物2份；石子200份；河沙150份；水适量。
具体地，其中所述Al(OH)3为粒径为2μm；所述钛酸锶/石墨烯复合物中石墨烯与钛酸锶的质量比为20％。所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在450-500nm的微球颗粒。
本发明的阻燃吸波功能混凝土，通过添加Al(OH)3、聚乙二醇、钛酸锶/石墨烯复合物使其发生相互作用，并和其他成份相互协同作用形成混凝土，该混凝土具有阻燃性能并同时具有吸波性能。通过加入聚乙二醇作为分散剂，能有效的使Al(OH)3阻燃材料分散而不形成团聚，并能与钛酸锶/石墨烯复合物有效的相互作用。
实施例11
阻燃吸波功能混凝土，包括以下重量份数的组分：硅酸盐水泥35份；粉煤灰35份；减水剂0.06份；Al(OH)3 8份；聚乙二醇1份；钛酸锶/石墨烯复合物0.1份；石子160份；河沙100份；水适量。
具体地，其中所述Al(OH)3为粒径为1μm；所述钛酸锶/石墨烯复合物中石墨烯与钛酸锶的质量比为2％。所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在10-50nm的微球颗粒。
本发明的阻燃吸波功能混凝土，通过添加Al(OH)3、聚乙二醇、钛酸锶/石墨烯复合物使其发生相互作用，并和其他成份相互协同作用形成混凝土，该混凝土具有阻燃性能并同时具有吸波性能。通过加入聚乙二醇作为分散剂，能有效的使Al(OH)3阻燃材料分散而不形成团聚，并能与钛酸锶/石墨烯复合物有效的相互作
实施例12
阻燃吸波功能混凝土，包括以下重量份数的组分：硅酸盐水泥35-50份；粉煤灰50份；减水剂0.090份；Al(OH)3 12份；聚乙二醇2份；钛酸锶/石墨烯复合物0.6份；石子170份；河沙110份；水适量。
具体地，其中所述Al(OH)3为粒径为1.2μm；所述钛酸锶/石墨烯复合物中石墨烯与钛酸锶的质量比为5％。所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在400-500nm的微球颗粒。
本发明的阻燃吸波功能混凝土，通过添加Al(OH)3、聚乙二醇、钛酸锶/石墨烯复合物使其发生相互作用，并和其他成份相互协同作用形成混凝土，该混凝土具有阻燃性能并同时具有吸波性能。通过加入聚乙二醇作为分散剂，能有效的使Al(OH)3阻燃材料分散而不形成团聚，并能与钛酸锶/石墨烯复合物有效的相互作用。
实施例13
阻燃吸波功能混凝土，包括以下重量份数的组分：硅酸盐水泥45份；粉煤灰50份；减水剂0.09份；Al(OH)3 16份；聚乙二醇2.5份；钛酸锶/石墨烯复合物0.3份；石子190份；河沙130份；水适量。
具体地，其中所述Al(OH)3为粒径为1.8μm；所述钛酸锶/石墨烯复合物中石墨烯与钛酸锶的质量比为8％。所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在100-200nm的微球颗粒。
阻燃吸波功能混凝土测得防火等级为A级，耐火极限为4小时52分。阻燃吸波功能混凝土产品在2-16G测试，平均反射率<14dB，最小反射率<22dB。
本发明的阻燃吸波功能混凝土，通过添加Al(OH)3、聚乙二醇、钛酸锶/石墨烯复合物使其发生相互作用，并和其他成份相互协同作用形成混凝土，该混凝土具有阻燃性能并同时具有吸波性能。通过加入聚乙二醇作为分散剂，能有效的使Al(OH)3阻燃材料分散而不形成团聚，并能与钛酸锶/石墨烯复合物有效的相互作用。
实施例14
阻燃吸波功能混凝土，包括以下重量份数的组分：硅酸盐水泥42份；粉煤灰40份；减水剂0.08份；Al(OH)3 15份；聚乙二醇2.8份；钛酸锶/石墨烯复合物1.6份；石子160份；河沙100份；水适量。
具体地，其中所述Al(OH)3为粒径为2μm；所述钛酸锶/石墨烯复合物中石墨烯与钛酸锶的质量比为10％。所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在300-400nm的微球颗粒。
阻燃吸波功能混凝土测得防火等级为A级，耐火极限为5小时20分。阻燃吸波功能混凝土产品在2-16G测试，平均反射率<13dB，最小反射率<22dB。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围。

Claims (10)

1.阻燃吸波功能混凝土，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水泥35-50份；粉煤灰35-60份；减水剂0.06-1.0份；Al(OH)3 8-18份；聚乙二醇1-3份；钛酸锶/石墨烯复合物0.1-2份；粗集料160-200份；细集料100-150份；水适量。
2.根据权利要求1所述的阻燃吸波功能混凝土，其特征在于，所述Al(OH)3为粒径为1-2μm。
3.根据权利要求1所述的阻燃吸波功能混凝土，其特征在于，所述钛酸锶/石墨烯复合物中石墨烯与钛酸锶的质量比为2％-20％。
4.根据权利要求1或3所述的阻燃吸波功能混凝土，其特征在于，所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在10-500nm的微球颗粒。
5.根据权利要求1所述的阻燃吸波功能混凝土，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥，所述粗集料为石子，所述细集料为河沙。
6.制备权利要求1-5所述的任意一项的阻燃吸波功能混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:以氢氧化锶、钛酸和氧化石墨烯为原料，水热合成钛酸锶/氧化石墨烯；
S2:将钛酸锶/氧化石墨烯溶液加入乙二胺，80℃下回流2-24h，形成钛酸锶/石墨烯复合物；
S3：将Al(OH)3 8-18份；钛酸锶/石墨烯复合物0.2-2份，水加热至40-60℃，加入聚乙二醇1-3份搅拌1-2h，形成混合A；
S4：将水泥35-50份；粉煤灰35-60份；减水剂0.06-1.0份；粗集料160-200份；细集料100-150份、水适量，搅拌10-30分钟，形成混合物B；
S5：形成混合A的溶液加入混合物B溶液中，混合搅拌反应1-3h，即得阻燃吸波功能混凝土。
7.根据权利要求6所述的阻燃吸波功能混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的水热温度为60-180℃。
8.根据权利要求6或7所述的阻燃吸波功能混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的氢氧化锶和钛酸的摩尔比为1:(1-3)。
9.根据权利要求6所述的阻燃吸波功能混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中所述Al(OH)3为粒径为1-2μm。
10.根据权利要求6所述的阻燃吸波功能混凝土的制备方法，其特征在于，所述钛酸锶/石墨烯复合物的钛酸锶为粒径在10-500nm的微球颗粒。
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