CN109851298B

CN109851298B - 电磁屏蔽水泥板及其半干法制备工艺

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Publication number: CN109851298B
Application number: CN201910068789.7A
Authority: CN
Inventors: 芦令超; 闫振; 李来波; 黄世峰; 程新
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: University of Jinan
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2021-07-30
Anticipated expiration: 2039-01-24
Also published as: CN109851298A

Abstract

本发明属于水泥板制备技术领域，尤其涉及具有电磁屏蔽功能的采用半干法制备的水泥板。所述电磁屏蔽水泥板包括物料A和溶液B，按重量份计，所述物料A包括以下原料：水泥5～70份、玻璃纤维5～10份、硅灰3～7份、粉煤灰5～15份、聚乙烯吡咯烷酮0.3～1.5份；所述溶液B由以下重量份的原料组成：水90～98份、硅烷偶联剂1～6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯0.05～0.15份。本发明制备的水泥板坯板含水率低、水泥板致密度高，孔隙率低，吸水率低、抗折强度优异，抗冻性能好，既具有良好的力学性能，还具有优异的屏蔽性能，完全能够满足水泥板用作装饰板和外墙板时的性能要求，具有广泛的应用潜力。

Description

电磁屏蔽水泥板及其半干法制备工艺

技术领域

本发明属于水泥板制备技术领域，尤其涉及具有电磁屏蔽功能的采用半干法制备的水泥板。

背景技术

随着无线通信技术的高速发展，电磁波辐射污染已经成为继噪声污染和光污染之后日益严重的污染问题，对人的身体健康造成一定危害，严重时会导致人体生物钟发生紊乱，记忆、思考和判断能力下降等问题。电磁辐射也会导致信息的泄露，影响信息安全，同时也对其他电子设备正常工作造成影响，容易引起设备出现偏差甚至导致失灵，直接或间接造成经济损失。

目前，大多数都是在混凝土中加入金属粉末、碳纤维或其他导电材料以起到电磁屏蔽的作用，例如，专利文献201511015421.2中公开了一种电磁屏蔽混凝土，其制备方法是将粘结料、碳纤维、炭黑、云母粉、胶粉、减水剂、消泡剂与骨料混合后加水拌匀，然后浇筑到由泡沫铜构建的架构中，经养护后打磨抛光。然而，本发明认为，此种方法制备的电磁屏蔽混凝土虽电磁屏蔽效果较好，但由于碳纤维价格昂贵，导致这种混凝土成本较高；而且，将拌和后的水泥混凝土浇筑到泡沫铜中必然导致混凝土在泡沫铜中分布不密实，力学性能下降，限制了其应用范围。

专利文献201410631652.5中公开了一种具有电磁屏蔽功能的轻质混凝土及其制备方法。其原料包括硅酸盐水泥、碳纤维、废聚丙烯颗粒、铁粉、河砂、水和外加剂。所用工艺是先将碳纤维其放于浓硫酸中进行活化，再用去离子水冲洗碳纤维调节pH值为5.6～7.5，最后将其放入无水乙醇中用超声波进行分散。然而，本发明认为，所述碳纤维处理工艺复杂，此外碳纤维价格昂贵，导致混凝土成本较高，不适于大面积推广使用；并且，加入的废聚丙烯颗粒虽然能够制备出轻质混凝土，但也必然导致混凝土力学性能下降，且易发生形变。

专利文献201410174699.3中公开了一种电磁屏蔽装饰板材，主要原材料由主料和辅料构成，主料包括：蛇纹石、透闪石、尖晶石、叠层石、石英质玉石；辅料包括：透闪石尾矿、磁铁尾矿、石墨、颜料。然而，本发明认为，该专利制作的板材仅做装饰用，不能做承重或在负载情况下使用，使用范围及领域受到限制。

另外，现有的水泥板主要为湿法制备，一般的制备流程包括：湿法拌料制备料浆→布料→加压脱水成型得坯板→养护得水泥板，或者上述步骤中的一部分。例如，专利文献201010181120.8中公开了一种含改性纤维的纤维水泥板，主要工艺是用离子油改性木质纤维制得浆料后与水泥浆料混合利用抄取法工艺制备。然而，本发明认为，目前水泥板制作过程中加入大量的水先制得浆料，在经过模具加压脱水制得坯板。在制备工艺中加入了大量的水导致坯板含水量很高，成型后板材内部孔隙率高(约为25％～35％)，抗折强度低，力学性能差，应用领域受到极大地限制。

专利文献200910076707.X中发明了一种轻质纤维增强水泥板及其制造方法，主要工艺是将水泥、粉煤灰、木纤维、木粉、聚丙烯纤维、硅粉、钙粉、膨胀珍珠岩和石膏粉放入混料机内均匀混合，再将甲基纤维素、硫酸钠和氯化钠调制成溶液；将混好的物料与调制好的溶液放入捏合机内加入水制成均匀的浆料；再将浆料放入成型的模具中压制成型。然而，本发明认为，目前我国的木纤维主要依靠进口，价格较高，原材料成本上升，所制得水泥板价格较高。

综上，本发明认为，目前的水泥板材在配方、制备工艺等方面均存在一些不足，还有进一步改进的空间，因此，有必要进一步探索新的水泥板及其制备方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的还没有一种既能起到电磁屏蔽的作用又同时具有优异的力学性能的水泥板材及其制备方法的问题，为填补这一空白本发明从水泥板材制备工艺入手，本发明旨在于提供电磁屏蔽水泥板及其半干法制备工艺，本发明采用提出的半干法在制备过程中结合电磁屏蔽材料，所制得的水泥板不仅超高的抗压抗折性能同时，还具有优异的电磁屏蔽的功效，本发明的这种电磁屏蔽水泥板适用范围广，有效弥补了市场空白。

本发明的目的之一是提供电磁屏蔽水泥板。

本发明的目的之二是提供电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺。

本发明的目的之三是提供上述电磁屏蔽水泥板及其半干法制备工艺的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开电磁屏蔽水泥板，包括物料A和溶液B，按重量份计，所述物料A包括以下原料：水泥45～70份、玻璃纤维5～10份、硅灰3～7份、粉煤灰5～15份、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.3～1.5份；所述溶液B由以下重量份的原料组成：水90～98份、硅烷偶联剂1～6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯(GO-Fe₃O₄)0.05～0.15份。

进一步地，所述GO-Fe₃O₄中，本发明四氧化三铁负载在氧化石墨烯表面的形式对氧化石墨烯进行改性，负载量为2～7％，摩尔分数(即每100mol氧化石墨烯负载2～7mol四氧化三铁)。这是因为氧化石墨烯为纤维状材料，在水泥基材料中取代纤维作为增强增韧材料；但氧化石墨烯表面较光滑，与水泥水化产物的结合较弱，纤维拔出力学性能差；因此，需要对其进行表面处理，增大其表面粗糙度，常见的方法如腐蚀，但腐蚀后的石墨烯会由于侵蚀作用导致力学性能不均匀，抗拉拔能力减弱，容易断裂。为此，本发明采用四氧化三铁对氧化石墨烯进行了改性，四氧化三铁可以有效地增大GO的表面积和表面粗糙度，进而增强氧化石墨烯在水泥中拔出力学性能，使氧化石墨烯更加充分的发挥其二维桥接作用，增强水泥板抗折强度。同时，四氧化三铁还具有磁性，可以对电磁波的辐射进行屏蔽。

进一步地，所述四氧化三铁改性氧化石墨烯的制备方法为：将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，然后对得到的混合液进行水浴加热；水浴加热能够促进四氧化三铁与氧化石墨烯键合。

优选地，所述水浴加热过程中进行搅拌；而搅拌可以有效防止氧化石墨烯发生团聚。

优选地，氧化石墨烯溶液的浓度为0.3-0.5mg/ml；所述水浴加热的温度为50-65℃；所述搅拌方式为磁力搅拌，且搅拌速率为85-100r/min。

进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥价格较低，既能满足水泥板制备的需要，又不会带来额外的成本的上升。

进一步地，所述玻璃纤维为短切纤维，其长度为3～5mm，单丝直径5-15μm，玻璃纤维耐腐蚀性好，机械强度高，拉伸强度高，吸水性小，且价格便宜，可以有效的增强水泥坯板的抗折性能，减少水泥坯板的体积收缩和开裂。

进一步地，所述硅灰中粒径小于1μm的颗粒超过了90％，主要成分为SiO₂，这使得硅灰具有很强的火山灰活性，可以在水泥的碱性环境中生成胶凝物质提高水泥板的力学性能，其次由于硅灰粒径远小于水泥粒径，可以填充水泥粒径堆积产生的孔隙，形成颗粒级配，降低水泥板孔隙率，提高水泥板的致密度。

进一步地，所述粉煤灰粒径为200目筛余小于10％，比表面积为240～330m²/kg，粉煤灰是燃煤产生的固体废物，粉煤灰中含有活性的SiO₂和Al₂O₃，可以在水泥的碱性环境下发生水化反应生成胶凝材料，对水泥的强度起到一定的增强作用，

此外，本发明设计的硅灰、粉煤灰、水泥这三种原料之间也会产生良好的颗粒匹配效果，形成颗粒堆积效应，这样可以有效提高物料堆积的致密度，进一步提高水泥板的力学性能。另外，硅灰和粉煤灰颗粒尺寸小且具有水化活性，既有颗粒堆积效应又有水化特性，会在水化过程中反应生成具有良好力学性能的水化硅酸钙凝胶。

进一步地，所述聚乙烯吡咯烷酮分子量为1.3×10⁴～3.4×10⁴。聚乙烯吡咯烷酮为水溶性高分子聚合物，使用有机物聚乙烯吡咯烷酮和四氧化三铁改性氧化石墨烯取代木纤维，聚乙烯吡咯烷酮在电磁屏蔽水泥坯板高温养护过程中其能够形成交联网络结构，既能够增强水泥板抗折强度又可以减少开裂，提高力学性能。

进一步地，所述硅烷偶联剂为KH550型，KH550为氨基型硅烷偶联剂，硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。因此,当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。可以有效的增强聚合物和无机基体的界面强度，提高基体稳定性；此外KH550也是一种优良的玻璃纤维处理剂，可以提高玻璃纤维的机械性能，使得玻璃纤维在水泥中的力学性能更显优异，提高水泥板的抗折性能。

再次，本发明公开所述电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺，包括如下步骤：

(1)将粉状物料A分层加入模具中，每加完一层粉状物料A，喷洒溶液B；完成后加压成型，得电磁屏蔽水泥坯板；

(2)对步骤(1)得到的电磁屏蔽水泥坯板进行养护，完成后进行干燥，即得半干法工艺制备的电磁屏蔽水泥板。

本发明采用干法制备工艺，不仅在低水灰比条件下很好地实现了水泥与水的均匀混合，降低了坯板含水率，制备出的水泥板致密度高、孔隙率低、吸水率低、抗冻性能好，很好地解决了上述湿法制备水泥板带来的问题。同时，四氧化三铁是一种优异的电磁屏蔽材料，可以在水泥板中形成电磁屏蔽层，起到良好的电磁屏蔽的作用。

步骤(1)中，每层物料A的厚度为0.2～2.0mm，物料层数可根据所需水泥板的厚度进行调节，本发明不做限定。

步骤(1)中，所述溶液B的喷洒量为0.15～0.75kg/m²，喷洒时溶液B的雾化颗粒大小控制在40～90μm之间。

步骤(2)中，所述成型压力为35～55MPa，保压时间为10～25min。

进一步地，步骤(2)中，对步骤(1)得到的水泥坯板进行蒸汽养护；优选地，所述蒸汽养护温度为45～75℃，养护时间为4.5-12h。

步骤(3)中，所述干燥的条件为：干燥温度不超过70℃，干燥时间为0.5-4h。

最后，本发明公开了上述电磁屏蔽水泥板及其半干法制备工艺在室内装修，通信设施建造，建筑工程，防屏蔽设施保护领域中的应用。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明用四氧化三铁改性氧化石墨烯既实现了对石墨烯的改性，有效提高了水泥板的力学性能，同时使水泥板具备了电磁屏蔽功能，经过电磁屏蔽测试，本发明实施例制备的水泥板电磁屏蔽效能测试中当频率达到1GHz时，屏蔽效率能达到50dB以上，表现除了显著的电磁屏蔽效果。

(2)本发明用四氧化三铁对氧化石墨烯改性后有效增大氧化石墨烯的表面积和表面粗糙度，进而增强氧化石墨烯和水泥水化产物的结合强度，使氧化石墨烯更加充分的发挥其二维桥接作用，增强水泥板抗折强度，以及其层状结构可以阻断水分的迁移路径，有效降低了水泥板吸水率，提高其抗冻性。而且这种四氧化三铁改性氧化石墨烯能够取代木纤维，缓解了我国木纤维资源比较匮乏、价格较高导致的水泥板成本上升的问题。

(3)本发明基于现有的湿法制备水泥板存在的问题，提出了一种采用半干法制备电磁屏蔽水泥板的工艺，这种工艺能够在低水比条件下很好地实现水泥与水的均匀混合，降低坯板含水率，很好地解决了湿法水泥板的制备工艺中，原料中的加水量无论多或者少，均会影响最终水泥板的性能这一矛盾问题。

(4)本发明制备的水泥板坯板含水率低、水泥板致密度高，孔隙率低，吸水率低、抗折强度优异，抗冻性能好，既具有良好的力学性能，还具有优异的屏蔽性能，完全能够满足水泥板用作装饰板和外墙板时的性能要求，具有广泛的应用潜力。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所述，现有的电磁屏蔽类水泥混凝土都是将金属粉末或碳纤维加入到水泥混凝土中以达到电磁屏蔽的作用，抗折强度低，力学性能较差，仅做室内装饰使用。另外，传统的水泥板通过湿法制备后，初始水灰比普遍较高，而水泥水化需水量较低，水泥基板材硬化后，原来由自由水占据的空间便会形成空隙。因此，现有的水泥基板材为高隙率的多孔硬化体，造成水泥基板材强度低，防水性和抗冻性能不佳。因此，本发明提出电磁屏蔽水泥板及其半干法制备工艺；现结合具体实施方式对本发明进一步进行说明。

需要说明的是，下列实施例中，所述水泥购自山东水泥厂有限公司，型号为42.5硅酸盐水泥。所述玻璃纤维购自德州皓月新玻璃钢有限公司，该玻璃纤维为短切纤维，其规格为：长度在3～5mm之间，单丝直径在5-15μm之间。所述硅灰购自山东淄博博肯硅材料有限公司，其规格为：硅灰中粒径小于1μm的颗粒超过了90％，主要成分为SiO₂。所述粉煤灰购自山东永锋钢铁有限公司，该粉煤灰的规格为：粒径为200目筛余小于10％，比表面积在240～330m²/kg之间。所述木纤维购自山东鲁泰建材科技集团有限公司。

实施例1

1、一种电磁屏蔽水泥板，包括物料A和溶液B，按重量份计，所述物料A包括以下原料：硅酸盐水泥60份、玻璃纤维8份、硅灰3份、粉煤灰12份、聚乙烯吡咯烷酮(分子量为2.0×10⁴)1.5份；所述溶液B由以下重量份的原料组成：水95份、KH550型硅烷偶联剂3份、四氧化三铁改性氧化石墨烯(GO-Fe₃O₄)0.1份，其中；所述GO-Fe₃O₄中四氧化三铁的负载量为5％(摩尔分数)。

2、本实施例中，所述四氧化三铁改性氧化石墨烯的制备方法为：(1)将氧化石墨烯溶液稀释至0.5mg/ml，然后按比例将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，将得到的混合液置于带有水浴加热功能的磁力搅拌器中在55℃下搅拌15min，搅拌速率为95r/min，完成后即得。

3、本实施例电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺，包括如下步骤：

(1)利用布料机将物料A制成粉状，分层铺设在可拆卸的正方体模具中，每层物料A的厚度为0.8mm，每加完一层粉状物料A，用喷雾设备喷洒溶液B，溶液B喷洒量为0.5kg/m²，设置雾化颗粒大小设置在40～90μm之间，物料A的铺设层数为20层，得到坯料层；

(2)用压力机对步骤(1)得到的坯料层在40MPa的压力下进行加压成型，并在该压力下保持25min，得到水泥坯板；

(3)将步骤(2)得到的水泥坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护，养护温度控制在45～48℃之间，时间为10h，得硬化水泥坯板。

(4)将步骤(3)得到的硬化水泥坯板置于60℃的干燥环境中干燥1.5小时，即得通过半干法制备的电磁屏蔽水泥板。

实施例2

1、一种电磁屏蔽水泥板，包括物料A和溶液B，按重量份计，所述物料A包括以下原料：硅酸盐水泥70份、玻璃纤维5份、硅灰6份、粉煤灰5份、聚乙烯吡咯烷酮(分子量为3.4×10⁴)1.2份；所述溶液B由以下重量份的原料组成：水98份、KH550型硅烷偶联剂5份、四氧化三铁改性氧化石墨烯(GO-Fe₃O₄)0.15份，其中；所述GO-Fe₃O₄中四氧化三铁的负载量为2％(摩尔分数)。

2、本实施例中，所述四氧化三铁改性氧化石墨烯的制备方法为：(1)将氧化石墨烯溶液稀释至0.3mg/ml，然后按比例将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，将得到的混合液置于带有水浴加热功能的磁力搅拌器中在65℃下搅拌20min，搅拌速率为85r/min，完成后即得。

(1)利用布料机将物料A制成粉状，分层铺设在可拆卸的正方体模具中，每层物料A的厚度为1.5mm，每加完一层粉状物料A，用喷雾设备喷洒溶液B，溶液B喷洒量为0.3kg/m²，设置雾化颗粒大小设置在40～90μm之间，物料A的铺设层数为10层，得到坯料层；

(2)用压力机对步骤(1)得到的坯料层在35MPa的压力下进行加压成型，并在该压力下保持25min，得到水泥坯板；

(3)将步骤(2)得到的水泥坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护，养护温度控制在50～55℃之间，时间为12h，得硬化水泥坯板。

(4)将步骤(3)得到的硬化水泥坯板置于50℃的干燥环境中干燥3小时，即得通过半干法制备的电磁屏蔽水泥板。

实施例3

1、一种电磁屏蔽水泥板，包括物料A和溶液B，按重量份计，所述物料A包括以下原料：硅酸盐水泥50份、玻璃纤维10份、硅灰7份、粉煤灰10份、聚乙烯吡咯烷酮(分子量为1.3×10⁴)0.5份；所述溶液B由以下重量份的原料组成：水92份、KH550型硅烷偶联剂6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯(GO-Fe₃O₄)0.05份，其中；所述GO-Fe₃O₄中四氧化三铁的负载量为7％(摩尔分数)。

2、本实施例中，所述四氧化三铁改性氧化石墨烯的制备方法为：(1)将氧化石墨烯溶液稀释至0.4mg/ml，然后按比例将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，将得到的混合液置于带有水浴加热功能的磁力搅拌器中在50℃下搅拌25min，搅拌速率为100r/min，完成后即得。

(1)利用布料机将物料A制成粉状，分层铺设在可拆卸的正方体模具中，每层物料A的厚度为0.2mm，每加完一层粉状物料A，用喷雾设备喷洒溶液B，溶液B喷洒量为0.75kg/m²，设置雾化颗粒大小设置在40～90μm之间，物料A的铺设层数为50层，得到坯料层；

(2)用压力机对步骤(1)得到的坯料层在35MPa的压力下进行加压成型，并在该压力下保持20min，得到水泥坯板；

(3)将步骤(2)得到的水泥坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护，养护温度控制在72～75℃之间，时间为4.5h，得硬化水泥坯板。

(4)将步骤(3)得到的硬化水泥坯板置于65℃的干燥环境中干燥0.5小时，即得通过半干法制备的电磁屏蔽水泥板。

实施例4

1、一种电磁屏蔽水泥板，包括物料A和溶液B，按重量份计，所述物料A包括以下原料：硅酸盐水泥45份、玻璃纤维8份、硅灰4份、粉煤灰15份、聚乙烯吡咯烷酮(分子量为1.3×10⁴)0.3份；所述溶液B由以下重量份的原料组成：水90份、KH550型硅烷偶联剂1份、四氧化三铁改性氧化石墨烯(GO-Fe₃O₄)0.1份，其中；所述GO-Fe₃O₄中四氧化三铁的负载量为5％(摩尔分数)。

2、本实施例中，所述四氧化三铁改性氧化石墨烯的制备方法为：(1)将氧化石墨烯溶液稀释至0.45mg/ml，然后按比例将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，将得到的混合液置于带有水浴加热功能的磁力搅拌器中在60℃下搅拌20min，搅拌速率为90r/min，完成后即得。

(1)利用布料机将物料A制成粉状，分层铺设在可拆卸的正方体模具中，每层物料A的厚度为2mm，每加完一层粉状物料A，用喷雾设备喷洒溶液B，溶液B喷洒量为0.15kg/m²，设置雾化颗粒大小设置在40～90μm之间，物料A的铺设层数为7层，得到坯料层；

(2)用压力机对步骤(1)得到的坯料层在55MPa的压力下进行加压成型，并在该压力下保持10min，得到水泥坯板；

(3)将步骤(2)得到的水泥坯板置于蒸汽养护室蒸汽养护，养护温度控制在68～71℃之间，时间为6h，得硬化水泥坯板。

(4)将步骤(3)得到的硬化水泥坯板置于45℃的干燥环境中干燥4小时，即得通过半干法制备的电磁屏蔽水泥板。

试验例1

1、一种湿法制备的电磁屏蔽水泥板，其原料有以下重量份的原料组成：水600份、本发明实施例1中物料A和溶液B，备用。

2、本实施例电磁屏蔽水泥板的湿法制备，包括如下步骤：

(1)将本实施例的各原料按比例加入均化池中搅拌0.5h，得浆料；

(2)将步骤(1)得到的浆料注入毛毡模具中，然后40MPa的压力下加压脱水成型，并在该压力下保持25min，得到水泥坯板；

试验例2

一种电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺，同实施例1，区别在于：所述溶液B中不包含四氧化三铁改性氧化石墨烯。

试验例3

一种电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺，同实施例2，区别在于：用木纤维浆料代替所述B溶液。

试验例4

一种电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺，同实施例3，区别在于：所述B溶液中的氧化石墨烯未经过四氧化三铁的改性；具体为：所述溶液B由以下重量份的原料组成：水97.95份、KH570型硅烷偶联剂1份、氧化石墨烯0.05份。

试验例5

一种电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺，同实施例4，区别在于：所述粉状物料A中不包含造聚乙烯吡咯烷酮。

性能测试：

(1)对实施例1-4以及试验例1-5制备的水泥板的电磁屏蔽效率进行测试，具体为：采用AglientHP4291B阻抗分析仪对样品在100MHz～1GHz范围内的电磁屏蔽传输系数曲线进行扫描，得出屏蔽效率数据如表1所示。

表1

2、对实施例1-4以及试验例1-5制备的水泥坯板的含水率、水泥板的孔隙率、吸水率以及抗折强度进行测试；其中：所述电磁屏蔽水泥坯板含水率的测定方法:先取一定质量(m₀)的电磁屏蔽水泥坯板浸泡于无水乙醇中，浸泡24h；然后取出坯板置于105℃干燥环境中干燥24h，并称取干燥后坯板的质量(m₁)；坯板含水率计算公式为：含水率＝[(m₀-m₁)/m₁]×100％。

所述孔隙率测定使用的是压汞法。仪器为美国Quantachrome Instruments公司生产Pore Master 60型全自动孔隙度分析仪。所述吸水率、抗折强度和抗冻性是根据GB/T7019-1997《纤维水泥制品试验方法》进行测定。所述水泥坯板的含水率，以及水泥板的孔隙率、吸水率以及抗折强度的测试结果如表2所示：

表2

从表1、2中可以看出，实施例1-4制备的电磁屏蔽水泥板在电磁屏蔽、孔隙率、吸水率、抗折强度以及水泥坯板的含水率方面均显著优于试验例1-5，其中，经过电磁屏蔽测试，当频率达到1GHz时，屏蔽效率能达到50dB以上，表现除了显著的电磁屏蔽效果。同时，该水泥板坯板的含水率低、致密度高、孔隙率低、吸水率低、抗折强度优异，制备的水泥板既具有良好的力学性能，还具有优异的电磁屏蔽功能。

3、抗冻性能测试：对实施例1-4和试验例1-5制备的电磁屏蔽水泥板进行抗冻性能测试，经过冻融循环50次后，实施例1-4的电磁屏蔽水泥板表面无起皮和龟裂现象，而实验例1-4的水泥板表面出现了起皮和龟裂现象。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述电磁屏蔽水泥板包括物料A和溶液B，按重量份计，所述物料A包括以下原料：水泥45~70份、玻璃纤维5~10份、硅灰3~7份、粉煤灰5~15份、聚乙烯吡咯烷酮0.3~1.5份；所述溶液B由以下重量份的原料组成：水90~98份、硅烷偶联剂1~6份、四氧化三铁改性氧化石墨烯0.05~0.15份；所述四氧化三铁改性氧化石墨烯中，四氧化三铁的负载量为2~7mol%，即每100mol氧化石墨烯负载2~7mol四氧化三铁；四氧化三铁改性氧化石墨烯的制备方法为：将四氧化三铁加入氧化石墨烯溶液中，然后对得到的混合液进行水浴加热，即得。

2.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述水浴加热过程中进行搅拌。

3.如权利要求2所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述搅拌方式为磁力搅拌，且搅拌速率为85-100r/min。

4.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述氧化石墨烯溶液的浓度为0.3-0.5mg/ml。

5.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述水浴加热的温度为50-65℃。

6.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述玻璃纤维为短切纤维，其长度为3~5mm，单丝直径5-15µm。

7.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述硅灰中粒径小于1µm的颗粒超过90%，主要成分为SiO₂。

8.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述粉煤灰粒径为200目筛余小于10%，比表面积为240~330m²/kg。

9.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥。

10.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550型。

11.如权利要求1所述的电磁屏蔽水泥板，其特征在于：所述聚乙烯吡咯烷酮分子量为1.3×10⁴~3.0×10⁴。

12.如权利要求1-11任一项所述的电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将粉状物料A分层加入模具中，每加完一层粉状物料A，喷洒溶液B；完成后加压成型，得电磁屏蔽水泥坯板；

（2）对步骤（1）得到的电磁屏蔽水泥坯板进行养护，完成后进行干燥，即得。

13.如权利要求12所述的半干法制备工艺，其特征在于：步骤（1）中，每层物料A的厚度为0.2~2.0mm。

14.如权利要求12所述的半干法制备工艺，其特征在于：步骤（1）中，所述溶液B的喷洒量为0.15~0.75kg/m²。

15.如权利要求14所述的半干法制备工艺，其特征在于：喷洒时溶液B的雾化颗粒大小控制在40~90µm之间。

16.如权利要求12所述的半干法制备工艺，其特征在于：步骤（2）中，所述成型压力为35~55MPa，保压时间为10~25min。

17.如权利要求12所述的半干法制备工艺，其特征在于：步骤（2）中，对步骤（1）得到的电磁屏蔽水泥坯板进行蒸汽养护。

18.如权利要求17所述的半干法制备工艺，其特征在于：所述蒸汽养护温度为45~75℃，养护时间为4.5-12h。

19.如权利要求12所述的半干法制备工艺，其特征在于：步骤（3）中，所述干燥的条件为：干燥温度不超过70℃，干燥时间为0.5-4h。

20.如权利要求1-11任一项所述的电磁屏蔽水泥板和/或如权利要求12-19任一项所述的电磁屏蔽水泥板的半干法制备工艺在建筑工程领域中的应用。