CN115636648A - 一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法 - Google Patents
一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115636648A CN115636648A CN202211546515.2A CN202211546515A CN115636648A CN 115636648 A CN115636648 A CN 115636648A CN 202211546515 A CN202211546515 A CN 202211546515A CN 115636648 A CN115636648 A CN 115636648A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wave
- cement
- absorbing
- concrete
- absorbing heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 199
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 15
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 105
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 90
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 88
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 80
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 52
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 45
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 40
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 30
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 19
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 19
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 18
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 17
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 claims description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 17
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 16
- 239000011381 foam concrete Substances 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 16
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 15
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 11
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 9
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 8
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 8
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 7
- DGVVJWXRCWCCOD-UHFFFAOYSA-N naphthalene;hydrate Chemical compound O.C1=CC=CC2=CC=CC=C21 DGVVJWXRCWCCOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 7
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 6
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 claims description 6
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 6
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 5
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 5
- KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [K+].[O-][Al]=O KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 3
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims description 3
- 239000004872 foam stabilizing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 claims description 3
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007123 defense Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009270 solid waste treatment Methods 0.000 abstract 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 16
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 16
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 7
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003738 black carbon Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000019794 sodium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
本发明公开了一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法。以水泥为主要胶凝材料，二次铝灰、掺合料、吸波剂、外加剂（包括减水剂、稳泡剂、速凝剂、分散剂等）、碱激发剂、改性材料、水为主要原料，利用二次铝灰在碱激发剂下的发泡作用构建水泥基多孔吸波保温结构。本发明中的水泥基发泡吸波保温混凝土吸波性能优良（500MHz~40GHz吸波性能优于‑12dB，最优吸波性能可达到‑55dB）、吸波频带宽（吸波性能优于‑20dB的频宽超20GHz）、保温性能及力学强度较优，解决了二次铝灰固废处理问题，同时满足人居环境及国防工程对电磁防护应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及电磁波吸收防护和保温混凝土领域，尤其涉及一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法。
背景技术
随着电子科技与通讯技术的迅速发展，电磁辐射已成为危及人居生活健康的隐患，雷达技术的迭代使得国防工程对电磁防护的需求同样不可忽视。吸波泡沫混凝土是一种水泥基多孔材料，内部大量的多孔结构使其具有优异的电磁波阻抗匹配性能，同时电磁波入射至水泥基多孔结构内部后会发生散射、折射、谐振等电磁损耗机制，因此泡沫混凝土具备良好的电磁波损耗性能。
但传统的吸波泡沫混凝土目前处于开发产品少、吸波频带窄、吸波效能低、强度低的劣势，已报道的吸波泡沫混凝土均采用无电磁损耗能力的传统物理泡沫剂或双氧水、铝粉等化学发泡剂，泡孔形状受发泡剂制约，在吸波泡沫混凝土内部仅通过外加吸波剂和多孔结构协同产生电磁损耗，发泡剂本身并未对电磁损耗机制做出贡献，限制了吸波泡沫混凝土的电磁损耗能力。例如发明专利202010356675.5公开的一种导电吸波功能型加气混凝土，以铝粉为发泡剂，氧化石墨烯、碳纤维为吸波剂，在-10dB的吸波频宽最大仅有2.1GHz，抗压强度不超过5.2MPa。又如发明专利202210392830.8公开的炭黑-碳纤维复合吸波泡沫混凝土，以炭黑为吸波剂，采用物理发泡方式制备，0.1~5GHz内反射率小于-10dB的频宽最大仅为0.7GHz。而发明专利202210484379.2公开的分层功能化泡沫混凝土材料，在低频段1.1~2.4GHz时最佳吸波性能达到-17dB，但材料表面为异形结构，不利于实际应用且制备工艺繁琐、增加成本。因此，亟需开发新型吸波泡沫混凝土多孔材料。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法。
本发明采取如下技术方案：一种水泥基发泡吸波保温混凝土，按质量百分比计，包括以下组分：水泥30%~75%，二次铝灰5%~50%，掺合料1%~50%，吸波剂1%~10%，减水剂0.5%~2%，稳泡剂0.5%~2.5%，碱激发剂0.5%~5%，速凝剂0.5%~4%，改性材料0.5%~2%，分散剂0.2%~2%；还包括水，水与水泥的质量比为0.5~1.1。
进一步，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等水泥中的任意一种。
进一步，所述二次铝灰为一次铝灰经炒灰或压榨等方法提纯后的二次铝灰，二次铝灰的粒径在40目到300目之间。
进一步，所述掺合料为生石灰、石膏、粉煤灰、硅灰等掺合料中的一种或任意几种组合。
进一步，所述吸波剂为纳米炭黑、纳米石墨粉、碳纳米管、纳米金属氧化物、纳米金属粉中的一种或任意几种组合，吸波剂的粒径在10nm~500nm范围。
进一步，所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂等市售减水剂的一种或任意几种组合，减水剂为液体或粉体。
进一步，所述稳泡剂为硬脂酸钙、羧甲基纤维素、硅树脂聚醚乳液类、非离子表面活性剂或其它市售发泡混凝土稳泡剂的任意一种。
进一步，所述碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钙、水玻璃等碱性激发剂的任意一种。
进一步，所述速凝剂为硫酸铝水溶液、铝酸钠、铝酸钾、硅酸钠、硅酸钾或其它市售速凝剂任意一种。
进一步，所述改性材料为聚丙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维等纤维中的一种或任意一种组合。
进一步，所述利用二次铝灰在碱激发剂下的发泡作用构建的水泥基多孔吸波保温结构可以设置为单层平板结构，也可以设置为多层复合结构。
进一步，所述单层水泥基发泡吸波保温混凝土为平板型，单层吸波保温混凝土密度在200kg/m3~1000kg/m3。
进一步，所述多层复合水泥基发泡吸波保温混凝土包括至少两层，多层复合吸波保温混凝土平均密度在220kg/m3~900kg/m3。
一种水泥基发泡吸波保温混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1）发泡浆体制备：按前述水泥基发泡吸波保温混凝土的配比，首先将水泥、掺合料预先混合均匀成组分A1，在将吸波剂、减水剂、稳泡剂、碱激发剂、速凝剂、改性材料、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将二次铝灰掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到二次铝灰发泡水泥浆体C1。
2）单层水泥基发泡吸波保温混凝土成型：将1）制备得到的二次铝灰发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1。
3）多层水泥基发泡复合吸波保温混凝土成型：按多层设计的配比重复1）步骤制备其余层的二次铝灰发泡水泥浆体C2，然后将板N1表面的发气面包头切割后，将发泡浆体C2浇注至板N1表面，静置发泡成型为板N2，制备板N3依次循环步骤3）即可，制备板Nn以此类推，n大于3。
4）试件切割：待2）或3）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块。
5）试件养护：将4）中分割后的试件放置于标准养护室内进行养护，或放置于混凝土加速养护箱中进行加速养护得到成品。
本发明以水泥为主要胶凝材料，二次铝灰、掺合料、吸波剂、外加剂（包括减水剂、稳泡剂、速凝剂、分散剂等）、碱激发剂、改性材料、水为主要原料，利用二次铝灰在碱激发剂下的发泡作用构建水泥基多孔吸波保温结构，拓宽了吸波频带，增强吸波效能，同时保证多孔材料具备较高的力学强度。
本发明采用二次铝灰作为新型水泥发泡剂，二次铝灰内含有大量的金属氧化物微粉，具备传统水泥发泡剂所未有的电磁损耗能力，可协同外加高效吸波剂共同产生电磁损耗，扩展电磁损耗机制，增强水泥基体吸波性能。
同时将二次铝灰结合高效吸波剂进行化学发泡，形成三维方向排列的单层或多层复合的吸波谐振群结构，发泡形成的大量泡孔结构可达到良好的阻抗匹配，使电磁波尽可能多的入射进入吸波保温混凝土内部，在内部由无数个谐振器组合而成的吸波谐振群结构中发生散射、干涉、谐振等损耗机制，同时在每个谐振器的孔壁处产生电磁损耗，结合调控孔结构参数和λ/4吸波体干涉相消原理，利用水泥基吸波材料基体和谐振群结构的耦合损耗机制提升吸波效能，拓宽吸波频宽，并且大量的孔结构保证良好的保温效果。
同时二次铝灰内含有硫酸盐类化合物，在泡孔形成早期可起到一定速凝及早强效果，使得二次铝灰发泡产生的气泡在泡孔未破灭或未发生形貌损坏时便由外部包裹的水泥浆体凝固成型，可形成形貌良好的泡孔结构，提升了多孔材料的抗压强度，而传统水泥发泡剂不具备这一优点。
基于上述技术手段制备的水泥基发泡吸波保温混凝土具备高效能的宽带吸波特性、良好的保温效果和力学强度，电磁波吸收范围覆盖500MHz~40GHz，吸波性能在-12~-55dB范围内，导热系数在0.06~0.21W/(m·K)范围内，抗压强度达到0.5~11MPa。
具体实施方式
以下结合具体实施案例对本发明的内容作进一步详细说明，但并不以此作为本发明专利申请保护范围的限定。
本发明提供如下技术方案：一种水泥基发泡吸波保温混凝土，按质量百分比计，包括以下组分：水泥30%~75%，二次铝灰5%~50%，掺合料1%~50%，吸波剂1%~10%，减水剂0.5%~2%，稳泡剂0.5%~2.5%，碱激发剂0.5%~5%，速凝剂0.5%~4%，改性材料0.5%~2%，分散剂0.2%~2%；还包括水，水与水泥的质量比为0.5~1.1。
本发明以水泥为主要胶凝材料，二次铝灰、掺合料、吸波剂、外加剂（包括减水剂、稳泡剂、速凝剂、分散剂等）、碱激发剂、改性材料、水为主要原料，利用二次铝灰在碱激发剂下的发泡作用构建水泥基多孔吸波保温结构，拓宽了吸波频带，增强吸波效能，同时保证多孔材料具备较高的力学强度。
本发明利用固废材料二次铝灰作为新型发泡剂制备多孔吸波材料。二次铝灰中含有铝粉和氮化铝，在碱性液体环境中可生成氢气、氨气，经有效利用后可作为一种良好的水泥发泡剂。将二次铝灰等量替代胶凝材料，辅以合适优选的掺合料、外加剂、速凝剂、改性材料及碱激发剂，控制发泡环境温湿度，可制备二次铝灰发泡水泥基材料；选择损耗性能优异的吸波剂，将其掺入水泥发泡浆体中，通过对发泡浆体配比调控优化，可以得到二次铝灰发泡水泥基吸波保温混凝土。通过调控孔结构参数和λ/4吸波体设计原理，构建高效吸波谐振群结构，既解决了二次铝灰固废材料处理问题，又可获得宽频带、高吸波效能的新型水泥基发泡吸波保温混凝土。
所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等水泥中的任意一种。
所述二次铝灰为一次铝灰经炒灰或压榨提纯后获得，所述二次铝灰的粒径在40目到300目之间。
所述掺合料为生石灰、石膏、粉煤灰、硅灰中的一种或任意几种组合。
所述吸波剂为纳米炭黑、纳米石墨粉、碳纳米管、纳米金属氧化物、纳米金属粉中的一种或任意几种组合，吸波剂的粒径在10nm~500nm范围。
所述碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钙、水玻璃等碱性激发剂的任意一种。
所述改性材料为聚丙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维等纤维中的一种或任意一种组合。
所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂或其它市售减水剂的一种或任意几种组合；
所述稳泡剂为硬脂酸钙、羧甲基纤维素、硅树脂聚醚乳液类、非离子表面活性剂或其它市售发泡混凝土稳泡剂的任意一种；
所述速凝剂为硫酸铝水溶液、铝酸钠、铝酸钾、硅酸钠、硅酸钾或其它市售速凝剂任意一种。
所述混凝土为单层平板结构或多层复合结构，
所述单层平板结构为：单层水泥基发泡吸波保温混凝土为平板型，密度在200kg/m3~1000kg/m3；
所述多层复合结构为：多层复合水泥基发泡吸波保温混凝土包括至少两层，平均密度在220kg/m3~900kg/m3。
所述多层复合水泥基发泡吸波保温混凝土为阻抗渐变结构，由表层至底层阻抗依次递进分别为匹配层、吸收层和反射层。
匹配层指与空气阻抗匹配性能较好的表层，利于电磁波进入吸波材料内部；吸收层指电磁损耗层，在吸收层内部可大幅吸收损耗电磁波，将电磁波损耗掉；反射层指阻抗匹配性能较差，电磁损耗性能较强的层，电磁波在此层发生大量反射，可与入射电磁波发生干涉相消作用，进一步损耗电磁波。
1、若吸波剂掺量相同时，匹配层、吸收层和反射层每层铝灰掺量依次减少，也即每层的干表观密度依次增加，每层的孔隙率依次减小；
2、若吸波剂掺量不同，匹配层、吸收层和反射层每层的吸波剂依次增加，即每层的电磁损耗性能在依次增加，此时匹配层、吸收层和反射层每层干表观密度可保持一致，也可通过减小铝灰掺量来依次增加干表观密度。
如果层数为两层，可以设置为匹配层/吸收层+吸收层/反射层，如果层数为三层及以上，吸收层层数可大于1。
一种水泥基发泡吸波保温混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1）发泡浆体制备：按水泥基发泡吸波保温混凝土的配比，首先将水泥、掺合料预先混合均匀成组分A1，再将吸波剂、减水剂、稳泡剂、碱激发剂、速凝剂、改性材料、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将二次铝灰掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到二次铝灰发泡水泥浆体C1；
2）单层水泥基发泡吸波保温混凝土成型：将步骤1）制备得到的二次铝灰发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1；
3）多层复合水泥基发泡吸波保温混凝土成型：按多层设计的配比重复步骤1）制备其余层的二次铝灰发泡水泥浆体C2，然后将板N1表面的发气面包头切割后，将发泡浆体C2浇注至板N1表面，静置发泡成型为板N2；
制备板N3时，依次循环步骤3）即可，制备板Nn以此类推，n大于3；
其中，多层设计的配比为：
1、如果吸波剂掺量相同，匹配层、吸收层和反射层每层配比的铝灰掺量依次减少，减少量依需求自配；
2、如果吸波剂掺量不同，则匹配层、吸收层和反射层每层配比的吸波剂掺量依次增加，增加量依需求自配，且此时匹配层、吸收层和反射层每层的铝灰掺量可相同，也可依次减少，具体按照实际应用配料。（匹配层铝灰掺量推荐为35%~50%，吸收层铝灰掺量推荐为10%~35%，反射层铝灰掺量推荐为5%~10%，仅为推荐掺量，并不局限于此，实际用量可根据使用场景自配。）
4）试件切割：待步骤2）或3）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块；
5）试件养护：将步骤4）中分割后的试件放置于标准养护室内进行养护，或放置于混凝土加速养护箱中进行加速养护得到成品。
具体应用中，
实施例1
本实施例提供了一种单层水泥基发泡吸波保温混凝土，其配比的原料以质量百分比计分别为：水泥53.9%，二次铝灰30%，掺合料5%，吸波剂3%，减水剂1%，稳泡剂1%，碱激发剂3%，速凝剂1.5%，改性材料1%，分散剂0.6%，水与胶凝材料的质量比为0.8。
所述水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
所述二次铝灰的粒径为60目。
所述掺合料为生石灰。
所述吸波剂为纳米炭黑，粒径为10~50nm。
所述减水剂为聚羧酸减水剂，白色粉末状。
所述稳泡剂为硬脂酸钙粉体。
所述碱激发剂为氢氧化钠粉体，分析纯95%。
所述速凝剂为50%浓度的硫酸铝水溶液。
所述改性材料为聚丙烯纤维，直径为18μm，长度为3~5mm。
所述水泥基发泡吸波保温混凝土为单层平板结构，厚度为15cm。
上述水泥基发泡吸波保温混凝土的制备步骤为：
1）发泡浆体制备：首先将水泥、生石灰预先混合均匀成组分A1，在将纳米炭黑、聚羧酸减水剂、硬脂酸钙、氢氧化钠、硫酸铝水溶液、聚丙烯纤维、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将二次铝灰掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到二次铝灰发泡水泥浆体C1。
2）单层吸波保温混凝土成型：将1）制备得到的二次铝灰发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1。
3）试件切割：待2）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块。
4）试件养护：将3）中分割后的试件放置于标准养护室内进行28天养护得到成品，最终得到的水泥基发泡吸波保温混凝土厚度为15cm。
实施例2
本实施例提供了一种单层水泥基发泡吸波保温混凝土，其配比的原料以质量百分比计分别为：水泥30%，二次铝灰50%，掺合料2%，吸波剂5%，减水剂1.5%，稳泡剂1.5%，碱激发剂5%，速凝剂2.5%，改性材料1.5%，分散剂1%，水与胶凝材料的质量比为1.1。
所述水泥为复合硅酸盐水泥，强度等级为52.5。
所述二次铝灰的粒径为80目。
所述掺合料为硅灰。
所述吸波剂为纳米炭黑和纳米石墨粉，纳米炭黑粒径为50~100nm，纳米石墨粉粒径为200~400nm，两者质量比为1:1。
所述减水剂为萘系减水剂，棕色粉末状。
所述稳泡剂为羧甲基纤维素粉体。
所述碱激发剂为氢氧化钠粉体和氢氧化钙粉体，两者质量比为3:1。
所述速凝剂为铝酸钠。
所述改性材料为玄武岩纤维，直径为50μm，长度为5~8mm。
所述水泥基发泡吸波保温混凝土为单层平板结构，厚度为20cm。
上述水泥基发泡吸波保温混凝土的制备步骤为：
1）发泡浆体制备：首先将水泥、硅灰预先混合均匀成组分A1，在将纳米炭黑、纳米石墨粉、萘系减水剂、羧甲基纤维素、氢氧化钠、氢氧化钙、铝酸钠、玄武岩纤维、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将二次铝灰掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到二次铝灰发泡水泥浆体C1。
2）单层吸波保温混凝土成型：将1）制备得到的二次铝灰发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1。
3）试件切割：待2）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块。
4）试件养护：将3）中分割后的试件放置于标准养护室内进行28天养护得到成品，最终得到的水泥基发泡吸波保温混凝土厚度为20cm。
实施例3
本实施例提供了一种双层复合水泥基发泡吸波保温混凝土，板N1配比的原料以质量百分比计分别为：水泥30%，二次铝灰5%，掺合料50%，吸波剂10%，减水剂0.8%，稳泡剂0.5%，碱激发剂0.5%，速凝剂0.5%，改性材料0.7%，分散剂2%，水与胶凝材料的质量比为0.5。
板N2配比的原料以质量百分比计分别为：水泥37.5%，二次铝灰20%，掺合料30%，吸波剂4%，减水剂1.5%，稳泡剂2%，碱激发剂2%，速凝剂1%，改性材料1%，分散剂1%，水与胶凝材料的质量比为0.7。
所述水泥为硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
所述二次铝灰的粒径为150目。
所述掺合料为粉煤灰。
所述吸波剂为纳米金属粉和碳纳米管，纳米金属粉粒径为60~130nm，碳纳米管粒径为70~160nm，两者质量比为5:1。
所述减水剂为聚羧酸减水剂，透明液体状。
所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液。
所述碱激发剂为氢氧化钠粉体，分析纯98%。
所述速凝剂为铝酸钾。
所述改性材料为碳纤维，直径为100nm，长度为3~5mm。
所述水泥基发泡吸波保温混凝土为双层复合结构，顶层板N2厚度为6cm，底层板N1厚度为10cm，总厚度为16cm。
上述水泥基发泡吸波保温混凝土的制备步骤为：
1）发泡浆体制备：首先将水泥、粉煤灰预先混合均匀成组分A1，在将纳米金属粉、碳纳米管、聚羧酸减水剂、硅树脂聚醚乳液、氢氧化钠、铝酸钾、碳纤维、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将二次铝灰掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到二次铝灰发泡水泥浆体C1。
2）双层复合吸波保温混凝土成型：将1）制备得到的二次铝灰发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1。按板N2的配比重复1）步骤制备二次铝灰发泡水泥浆体C2，然后将板N1表面的发气面包头切割后，将发泡浆体C2浇注至板N1表面，静置发泡成型为板N2。
3）试件切割：待2）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块。
4）试件养护：将3）中分割后的试件放置于混凝土加速养护箱以70℃养护48小时后得到成品，最终得到的水泥基发泡吸波保温混凝土厚度为16cm。
实施例4
本实施例提供了一种三层复合水泥基发泡吸波保温混凝土，板N1配比的原料以质量百分比计分别为：水泥59.5%，二次铝灰10%，掺合料15%，吸波剂9%，减水剂0.5%，稳泡剂1%，碱激发剂1.5%，速凝剂1%，改性材料0.5%，分散剂2%，水与胶凝材料的质量比为0.6。板N2配比的原料以质量百分比计分别为：水泥39.5%，二次铝灰25%，掺合料20%，吸波剂6%，减水剂1%，稳泡剂1.5%，碱激发剂3%，速凝剂2%，改性材料1%，分散剂1%，水与胶凝材料的质量比为0.75。板N3配比的原料以质量百分比计分别为：水泥30.5%，二次铝灰39%，掺合料15%，吸波剂2%，减水剂1.5%，稳泡剂2%，碱激发剂5%，速凝剂3%，改性材料1.5%，分散剂0.5%，水与胶凝材料的质量比为0.85。
所述水泥为普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥，两者质量比为5:1，强度等级为42.5。
所述二次铝灰的粒径为120目。
所述掺合料为粉煤灰和石膏，两者质量比为4:1。
所述吸波剂为纳米炭黑和碳纳米管，纳米炭黑粒径为50~100nm，碳纳米管粒径为60~150nm，两者质量比为4:1。
所述减水剂为聚羧酸减水剂，透明液体状。
所述稳泡剂为硬脂酸钙粉体。
所述碱激发剂为氢氧化钠粉体和水玻璃，两者质量比为1:1。
所述速凝剂为硅酸钠。
所述改性材料为聚丙烯纤维和玻璃纤维，聚丙烯纤维直径为25μm，长度为3~5mm，玻璃纤维直径为10μm，长度为4~6mm，两者质量比为1:2。
所述水泥基发泡吸波保温混凝土为三层复合结构，匹配层板N3厚度为4cm，吸收层板N2厚度为10cm，反射层板N1厚度为2cm，总厚度为16cm。
上述水泥基发泡吸波保温混凝土的制备步骤为：
1）发泡浆体制备：首先将水泥、粉煤灰和石膏预先混合均匀成组分A1，在将纳米炭黑、碳纳米管、聚羧酸减水剂、硬脂酸钙、氢氧化钠、水玻璃、硅酸钠、聚丙烯纤维、玻璃纤维、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将二次铝灰掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到二次铝灰发泡水泥浆体C1。
2）三层复合吸波保温混凝土成型：将1）制备得到的二次铝灰发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1。按板N2的配比重复1）步骤制备二次铝灰发泡水泥浆体C2，然后将板N1表面的发气面包头切割后，将发泡浆体C2浇注至板N1表面，静置发泡成型为板N2。然后再按板N3的配比重复1）步骤制备二次铝灰发泡水泥浆体C3，然后将板N2表面的发气面包头切割后，将发泡浆体C3浇注至板N2表面，静置发泡成型为板N3。
3）试件切割：待2）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块。
4）试件养护：将3）中分割后的试件放置于标准养护室内进行28天养护得到成品，最终得到的水泥基发泡吸波保温混凝土厚度为16cm。
实施例5
本实施例提供了一种三层复合水泥基发泡吸波保温混凝土，板N1配比的原料以质量百分比计分别为：水泥62.5%，二次铝灰5%，掺合料20%，吸波剂8%，减水剂1%，稳泡剂0.5%，碱激发剂0.5%，速凝剂0.5%，改性材料0.5%，分散剂1.5%，水与胶凝材料的质量比为0.55。板N2配比的原料以质量百分比计分别为：水泥44.5%，二次铝灰30%，掺合料10%，吸波剂6%，减水剂1.5%，稳泡剂1%，碱激发剂3%，速凝剂2%，改性材料1%，分散剂1%，水与胶凝材料的质量比为0.8。板N3配比的原料以质量百分比计分别为：水泥35.5%，二次铝灰45%，掺合料5%，吸波剂2%，减水剂2%，稳泡剂1.5%，碱激发剂4.5%，速凝剂2.5%，改性材料1.5%，分散剂0.5%，水与胶凝材料的质量比为0.95。
所述水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
所述二次铝灰的粒径为90目。
所述掺合料为硅灰。
所述吸波剂为纳米金属氧化物，粒径为40~80nm。
所述减水剂为萘系减水剂，棕色粉末状。
所述稳泡剂为羧甲基纤维素粉体。
所述碱激发剂为氢氧化钠粉体，分析纯98%。
所述速凝剂为50%浓度的硫酸铝水溶液。
所述改性材料为聚丙烯纤维，直径为20μm，长度为3~5mm。
所述水泥基发泡吸波保温混凝土为三层复合结构，匹配层板N3厚度为3cm，吸收层板N2厚度为8cm，反射层板N1厚度为2cm，总厚度为13cm。
上述水泥基发泡吸波保温混凝土的制备步骤为：
1）发泡浆体制备：首先将水泥、硅灰预先混合均匀成组分A1，在将纳米金属氧化物、萘系减水剂、羧甲基纤维素、氢氧化钠、硫酸铝水溶液、聚丙烯纤维、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将二次铝灰掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到二次铝灰发泡水泥浆体C1。
2）三层复合吸波保温混凝土成型：将1）制备得到的二次铝灰发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1。按板N2的配比重复1）步骤制备二次铝灰发泡水泥浆体C2，然后将板N1表面的发气面包头切割后，将发泡浆体C2浇注至板N1表面，静置发泡成型为板N2。然后再按板N3的配比重复1）步骤制备二次铝灰发泡水泥浆体C3，然后将板N2表面的发气面包头切割后，将发泡浆体C3浇注至板N2表面，静置发泡成型为板N3。
3）试件切割：待2）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块。
4）试件养护：将3）中分割后的试件放置于标准养护室内进行28天养护得到成品，最终得到的水泥基发泡吸波保温混凝土厚度为13cm。
对比例1
本对比例提供了一种单层过氧化氢发泡水泥基吸波保温混凝土，其配比的原料以质量百分比计分别为：水泥76.9%，过氧化氢发泡剂5%，掺合料10%，吸波剂3%，减水剂1%，稳泡剂1%，速凝剂1.5%，改性材料1%，分散剂0.6%，水与胶凝材料的质量比为0.85。
所述水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
所述发泡剂为50%浓度的过氧化氢溶液。
所述掺合料为生石灰。
所述吸波剂为纳米炭黑，粒径为10~50nm。
所述减水剂为聚羧酸减水剂，白色粉末状。
所述稳泡剂为硬脂酸钙粉体。
所述速凝剂为50%浓度的硫酸铝水溶液。
所述改性材料为聚丙烯纤维，直径为18μm，长度为3~5mm。
所述过氧化氢发泡水泥基吸波保温混凝土为单层平板结构，厚度为15cm。
上述过氧化氢发泡水泥基吸波保温混凝土的制备步骤为：
1）发泡浆体制备：首先将水泥、生石灰预先混合均匀成组分A1，在将纳米炭黑、聚羧酸减水剂、硬脂酸钙、硫酸铝水溶液、聚丙烯纤维、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将50%浓度的过氧化氢溶液掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到过氧化氢发泡水泥浆体C1。
2）单层吸波保温混凝土成型：将1）制备得到的过氧化氢发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1。
3）试件切割：待2）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块。
4）试件养护：将3）中分割后的试件放置于标准养护室内进行28天养护得到成品，最终得到的过氧化氢发泡水泥基吸波保温混凝土厚度为15cm。
对比例2
本对比例提供了一种单层水泥基吸波材料，其配比的原料以质量百分比计分别为：水泥79.4%，掺合料15%，吸波剂3%，减水剂1%，改性材料1%，分散剂0.6%，水与胶凝材料的质量比为0.5。
所述水泥为普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5。
所述掺合料为生石灰。
所述吸波剂为纳米炭黑，粒径为10~50nm。
所述减水剂为聚羧酸减水剂，白色粉末状。
所述改性材料为聚丙烯纤维，直径为18μm，长度为3~5mm。
所述水泥基吸波材料为单层平板结构，厚度为15cm。
上述水泥基吸波材料的制备步骤为：
1）吸波水泥浆体制备：首先将水泥、生石灰预先混合均匀成组分A1，在将纳米炭黑、聚羧酸减水剂、聚丙烯纤维、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体C1。
2）单层吸波材料成型：将1）制备得到的吸波水泥浆体C1浇注至预备好的模具中，成型为板N1。
3）试件养护：将板N1放置于标准养护室内进行28天养护得到成品，最终得到的水泥基吸波材料厚度为15cm。
对上述实施例1~5制备的水泥基发泡吸波保温混凝土和对比例1、2制备的水泥基吸波材料进行电磁吸波性能、导热系数和力学性能测试，电磁吸波性能测试频段为500MHz~40GHz，测试结果如表1所示。
表1 实施例1~5和对比例1、2的吸波性能、整体导热系数和抗压强度测试结果
从表1的吸波性能测试结果数据可以看出，采用二次铝灰发泡工艺制备的水泥基吸波保温混凝土具备良好的吸波性能，提升了水泥基吸波材料的吸波效能，拓宽了吸波频宽。本发明实施例1~5的水泥基发泡吸波保温混凝土具备宽频吸波特性，500MHz~40GHz频率范围内的吸波性能优于-12dB，最优吸波性能可达到-55dB，且吸波性能优于-20dB的频带宽度超过20GHz，同时保温性能和力学强度较优，参照JG/T 266-2011《泡沫混凝土》标准，均优于同密度下泡沫混凝土性能指标。
比较对比例1、2与实施例1~5的吸波性能可以发现，构建多孔结构能够大幅提升水泥基吸波材料的吸波性能，这是因为多孔结构能提升水泥基材料的阻抗匹配特性，使更多的电磁波能够入射进入吸波材料内部，同时在多孔结构构建而成的吸波谐振群内部可以发生散射、折射、谐振、干涉等电磁损耗机制，增强了吸波材料的电磁损耗途径。并且对比其它发泡剂发泡而成的多孔吸波材料，由二次铝灰发泡而成的水泥基吸波保温混凝土吸波性能更好，说明二次铝灰内部大量的金属氧化物微粉协同外加高效吸波剂一同作用于电磁波吸收损耗，具备其它发泡剂无法媲美的电磁波损耗能力。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1）本发明制备的水泥基发泡吸波保温混凝土，采用二次铝灰作为新型水泥发泡剂，具备传统发泡剂所未有的电磁损耗能力，同时获得的泡孔结构比传统发泡剂造孔形貌良好，提升了多孔材料力学强度。
通过利用二次铝灰，解决了二次铝灰产生的环境污染和资源浪费问题，降低水泥基发泡吸波材料生产成本。
2）本发明制备得到的水泥基发泡吸波保温混凝土，构建了三维方向排列的单层或多层复合的吸波谐振群结构，在500MHz~40GHz吸波性能均优于-10dB，达到对电磁波90%以上的吸收率，极大拓宽了吸波频宽，基本覆盖军民两用的微波频段，同时密度可控在200kg/m3~1000kg/m3，满足轻质化应用需求。
3）本发明制备得到的水泥基发泡吸波保温混凝土，导热系数在0.06~0.21W/(m·K)范围内，抗压强度达到0.5~11MPa，性能均优于现有泡沫混凝土相应标准项，具备良好的保温效果和力学性能。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，便于技术人员了解此发明内容，并非对本发明进行限制，本发明包括但不限于以上实施方案。本发明内容覆盖权利要求书/说明书中所描述的全部范围，权利要求书/说明书中的技术特征可任意组合，组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合，通过各种组合得到的技术方案，也在本发明的保护范围内，同时权利要求范围内的各种变型和等效变化，仍均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，按质量百分比计，包括以下组分：水泥30%~75%，二次铝灰5%~50%，掺合料1%~50%，吸波剂1%~10%，减水剂0.5%~2%，稳泡剂0.5%~2.5%，碱激发剂0.5%~5%，速凝剂0.5%~4%，改性材料0.5%~2%，分散剂0.2%~2%；还包括水，水与水泥的质量比为0.5~1.1。
2.如权利要求1所述一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等水泥中的任意一种。
3.如权利要求1所述一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，所述二次铝灰为一次铝灰经炒灰或压榨提纯后获得，所述二次铝灰的粒径在40目到300目之间。
4.如权利要求1所述一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，所述掺合料为生石灰、石膏、粉煤灰、硅灰中的一种或任意几种组合。
5.如权利要求1所述一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，所述吸波剂为纳米炭黑、纳米石墨粉、碳纳米管、纳米金属氧化物、纳米金属粉中的一种或任意几种组合，吸波剂的粒径在10nm~500nm范围。
6.如权利要求1所述一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，所述碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钙、水玻璃等碱性激发剂的任意一种。
7.如权利要求1所述一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，所述改性材料为聚丙烯纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维等纤维中的一种或任意一种组合。
8.如权利要求1所述一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，
所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂或其它市售减水剂的一种或任意几种组合；
所述稳泡剂为硬脂酸钙、羧甲基纤维素、硅树脂聚醚乳液类、非离子表面活性剂或其它市售发泡混凝土稳泡剂的任意一种；
所述速凝剂为硫酸铝水溶液、铝酸钠、铝酸钾、硅酸钠、硅酸钾或其它市售速凝剂任意一种。
9.如权利要求1所述一种水泥基发泡吸波保温混凝土，其特征在于，所述混凝土为单层平板结构或多层复合结构，
所述单层平板结构为：单层水泥基发泡吸波保温混凝土为平板型，密度在200kg/m3~1000kg/m3；
所述多层复合结构为：多层复合水泥基发泡吸波保温混凝土包括至少两层，平均密度在220kg/m3~900kg/m3。
10.一种权利要求9所述水泥基发泡吸波保温混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1）发泡浆体制备：按水泥基发泡吸波保温混凝土的配比，首先将水泥、掺合料预先混合均匀成组分A1，再将吸波剂、减水剂、稳泡剂、碱激发剂、速凝剂、改性材料、分散剂和水进行混合、搅拌，形成分散均匀的组分B1，然后将组分A1和组分B1搅拌至混合均匀，得到吸波水泥浆体，最后将二次铝灰掺入吸波水泥浆体中快速搅拌，得到二次铝灰发泡水泥浆体C1；
2）单层水泥基发泡吸波保温混凝土成型：将步骤1）制备得到的二次铝灰发泡水泥浆体C1快速浇注至预备好的模具中，静置发泡成型为板N1；
3）多层复合水泥基发泡吸波保温混凝土成型：按多层设计的配比重复步骤1）制备其余层的二次铝灰发泡水泥浆体C2，然后将板N1表面的发气面包头切割后，将发泡浆体C2浇注至板N1表面，静置发泡成型为板N2；
制备板N3时，依次循环步骤3）即可，制备板Nn以此类推，n大于3；
4）试件切割：待步骤2）或3）中吸波保温混凝土达到可脱模强度时，将试件表面发气面包头切割掉，在将试件按照应用规格进行切割分块；
5）试件养护：将步骤4）中分割后的试件放置于标准养护室内进行养护，或放置于混凝土加速养护箱中进行加速养护得到成品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211546515.2A CN115636648A (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211546515.2A CN115636648A (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115636648A true CN115636648A (zh) | 2023-01-24 |
Family
ID=84948716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211546515.2A Pending CN115636648A (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115636648A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115947611A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-04-11 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种二次铝灰制备耐火材料的方法 |
| CN116332543A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-27 | 宁波大学 | 二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用和含有该粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料 |
| CN116947380A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-10-27 | 山东科技大学 | 一种用于防控时滞型岩爆的吸波材料及其制备方法与应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114685071A (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-01 | 湖北湖大天沭新能源材料工业研究设计院有限公司 | 一种利用铅锌尾矿和铝灰制备防辐射硫铝酸盐胶凝材料的方法 |
| CN114853400A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-05 | 湖北工业大学 | 一种炭黑-碳纤维复合吸波泡沫混凝土及其制备方法 |
| CN115321887A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 常熟理工学院 | 利用垃圾焚烧飞灰和二次铝灰制备轻质保温材料的方法 |
-
2022
- 2022-12-05 CN CN202211546515.2A patent/CN115636648A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114685071A (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-01 | 湖北湖大天沭新能源材料工业研究设计院有限公司 | 一种利用铅锌尾矿和铝灰制备防辐射硫铝酸盐胶凝材料的方法 |
| CN114853400A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-08-05 | 湖北工业大学 | 一种炭黑-碳纤维复合吸波泡沫混凝土及其制备方法 |
| CN115321887A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-11 | 常熟理工学院 | 利用垃圾焚烧飞灰和二次铝灰制备轻质保温材料的方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 李博等: "电磁屏蔽泡沫混凝土的性能研究", 《材料导报》, vol. 28, no. 6, 25 June 2014 (2014-06-25), pages 119 - 122 * |
| 杨航: "二次铝灰工艺矿物学特性研究", 《有色金属工程》, vol. 9, no. 10, 25 October 2019 (2019-10-25), pages 117 - 124 * |
| 杨航: "二次铝灰工艺矿物学特性研究", 《有色金属工程》, vol. 9, no. 10, pages 117 - 124 * |
| 董泓江: "铝灰—粉煤灰免蒸压加气混凝土物理力学性能及抗冻性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, vol. 1, no. 02, 15 February 2020 (2020-02-15), pages 015 - 560 * |
| 董泓江: "铝灰—粉煤灰免蒸压加气混凝土物理力学性能及抗冻性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, vol. 1, no. 02, pages 015 - 560 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115947611A (zh) * | 2023-03-06 | 2023-04-11 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种二次铝灰制备耐火材料的方法 |
| CN115947611B (zh) * | 2023-03-06 | 2023-07-25 | 江西省科学院应用物理研究所 | 一种二次铝灰制备耐火材料的方法 |
| CN116332543A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-27 | 宁波大学 | 二次铝灰高温烧结渣料磨细粉体的应用和含有该粉体的快硬高强硫铝酸盐水泥基注浆料 |
| CN116947380A (zh) * | 2023-06-16 | 2023-10-27 | 山东科技大学 | 一种用于防控时滞型岩爆的吸波材料及其制备方法与应用 |
| CN116947380B (zh) * | 2023-06-16 | 2024-06-07 | 山东科技大学 | 一种用于防控时滞型岩爆的吸波材料及其制备方法与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115636648A (zh) | 一种水泥基发泡吸波保温混凝土及其制备方法 | |
| US6214454B1 (en) | Electromagnetic wave absorbing material | |
| CN102674771B (zh) | 一种掺加高铁矿渣粉吸波泡沫混凝土及其制备方法 | |
| CN110606769B (zh) | 一种具有电磁屏蔽和吸收效能的轻质高强石膏复合材料 | |
| KR101865877B1 (ko) | 플라이애시, 바텀애시 및 폐유리분말을 이용한 경량 발포 성형체 조성물 및 그 제조방법 | |
| CN113336570B (zh) | 一种新型复合发泡石膏吸声材料及其制备方法 | |
| Xingjun et al. | A new absorbing foam concrete: preparation and microwave absorbing properties | |
| CN108751900B (zh) | 高性能反射隔热石膏基复合保温材料及其制备方法 | |
| CN102515820A (zh) | 一种环保型轻质多孔莫来石陶瓷及其制备方法 | |
| CN112551979A (zh) | 一种蒸压加气混凝土及其制备方法 | |
| CN111818785A (zh) | 一种批量制备薄层碳负载纳米ZnO吸波材料低温发泡工艺 | |
| CN109305793B (zh) | 一种松脂岩保温材料及其制备方法 | |
| CN102791655A (zh) | 陶瓷组合物、包含所述陶瓷组合物的多孔陶瓷热绝缘材料及其制备方法 | |
| CN115925426A (zh) | 一种气凝胶复合材料及其制备方法 | |
| CN112062515A (zh) | 一种利用碳化硅制备的高强地聚合物闭孔发泡材料及其制备方法 | |
| CN111924822B (zh) | 一种低频高效吸波的SiC/多孔碳复合材料的制备方法 | |
| CN111072358A (zh) | 一种保温砂浆、保温板及其制备方法 | |
| CN115385654A (zh) | 一种轻质硫氧镁水泥材料及其制备方法 | |
| CN112521123B (zh) | 一种碱式硫酸镁水泥泡沫混凝土保温材料的制备方法 | |
| JP4046900B2 (ja) | 電磁波吸収材の製造方法 | |
| CN111908880A (zh) | 以磷石膏基水硬性复合胶凝材料制备的保温板及其制备 | |
| CN113415800A (zh) | 一种碳泡沫材料及其制备方法和应用 | |
| CN114656810A (zh) | 一种吸波涂料及其制备方法 | |
| CN108357161B (zh) | 石墨烯基电磁隐身与屏蔽一体化材料及制备方法 | |
| CN110950609A (zh) | 一种装配式预制构件用超轻保温加气混凝土及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |