CN116477901A - 一种电磁防护板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电磁防护板及其制备方法，按重量份计，包括以下原料：碳化胶凝材料60～80份、水泥20～40份、惰性填料10～20份、减水剂1.5～2份、导电填料1～5份、发泡剂0.1～0.25份、稳泡剂0.03～0.08份和水若干份。本发明的制备方法简单、所需原料种类少、成本低、固化时间短；所得电磁防护板力学性能优秀，干密度为750kg/m3的标准试块三天强度即可达到5.8MPa以上，同时，本发明电磁防护板在电磁波低频段与高频段都有良好屏蔽性能，在10dB以上的吸收频段达到6.3～10.4GHz，20dB以上的吸收频段达到1.6～4.8GHz。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种电磁防护板及其制备方法。
背景技术
由于现代社会电子信息化设备的普及，电磁辐射、电磁干扰等电子污染已在人们的日常生活中无处不在。而长期暴露在电磁辐射下会对人体造成严重的伤害，世卫组织已将电磁辐射列为大气、水源、噪声后的第四大环境污染源。为了在一定程度上降低电磁辐射的危害，国内外学者对电磁屏蔽材料进行了大量研究，其中水泥基电磁屏蔽材料是重要的组成部分。
然而，现有水泥基电磁屏蔽材料研究最多的是金属或碳系材料填充水泥基电磁屏蔽材料，通过改善电导率在低频端起到良好的反射型电磁屏蔽性能。目前的难题在于，反射型电磁屏蔽并没有完全消除电磁屏蔽的危害，可能会造成二次污染。因此，大量学者对泡沫混凝土这种多孔材料进行了研究，试图引入多孔结构来提升材料的吸波性能。然而传统泡沫混凝土一般力学性能强度较低，成型过程复杂，成型时间久。综上所述，如何制备一种以新型材料为主体的多孔电磁防护材料，既拥有优异的电磁屏蔽性能，又能简化制备过程，加强其力学性能，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种电磁防护板及其制备方法，解决现有技术中电磁防护板的电磁屏蔽和力学综合性能较差的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种电磁防护板，包括以下原料：碳化胶凝材料60～80份、水泥20～40份、惰性填料10～20份、减水剂1.5～2份、导电填料1～5份、发泡剂0.1～0.25份、稳泡剂0.03～0.08份和水若干份。
第二方面，本发明提供一种电磁防护板的制备方法，包括以下步骤：
将碳化胶凝材料、水泥、惰性填料、减水剂和导电填料混合，得到初始浆料；
将发泡剂、稳泡剂与水混合，制备泡沫；
将所述初始浆料与所述泡沫混合，得到目标浆料；
将所述目标浆料依次进行浇筑、静养、脱模和碳化养护，得到所述电磁防护板。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
本发明的制备方法简单、所需原料种类少、成本低、固化时间短，仅为水泥基电磁屏蔽板的三到四分之一；力学性能优秀，干密度为750kg/m3的标准试块三天强度即可达到5.8MPa以上；制备过程能够同时固化二氧化碳，每一方材料可吸收CO2达95kg，符合绿色节能减排理念；
同时，本发明提供的电磁防护板在电磁波低频段与高频段都有良好屏蔽性能，在10dB以上的吸收频段达到6.3～10.4GHz，20dB以上的吸收频段达到1.6～4.8GHz，可在不同的电磁辐射环境中服役；同时轻质高强保温隔热，导热系数为0.13～0.17W/m·k，可以作为拥有优秀电磁屏蔽性能的建筑外墙。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种电磁屏蔽板及其制备方法，包括以下方面：
本发明的第一方面提供一种碳矿化电磁防护板，由以下重量份的原料组成：碳化胶凝材料60～80份、水泥20～40份、惰性填料10～20份、聚羧酸减水剂1.5～2份、导电填料1～5份、发泡剂0.1～0.25份、稳泡剂0.03～0.08份和水25～55份。
进一步地，上述碳化胶凝材料为γ型硅酸二钙、硅酸一钙、二硅酸三钙、钢渣、镁渣中的一种或多种；优选地，上述碳化胶凝材料为γ-C2S。
进一步地，所述水泥为等级≥42.5级的普通硅酸盐水泥，且所述水泥的初凝时间≥45min，终凝时间≤10h，细度＜80μm。
进一步地，所述惰性填料包括粉煤灰、石英砂粉和石灰石粉中的一种或多种。
本发明通过选用上述具有较低水化活性、较高的碳化活性的碳化胶凝材料作为主要胶凝材料组分，能够使板材吸收固化大量CO2形成优秀的力学强度；少量水泥则是使板材在碳化养护前具有基础强度，便于脱模操作；少量惰性填料的作用是增强板材的体积稳定性，防止在制备过程中出现沉降现象。
进一步地，选用的γ-C2S为粒径分布在0.5～100μm的粉末，表观密度为2.8～3.0g/cm3。更进一步地，γ-C2S由钙质原料和硅质原料高温烧结制成。其中，钙质原料为氢氧化钙、碳酸钙或富含氢氧化钙、碳酸钙的原料(如电石渣、石灰石粉、硫脲渣、单氰胺渣等)，硅质原料为二氧化硅或富含二氧化硅的原料(如石英石粉、砂岩、石英砂尾矿、黄金尾矿等)，将钙质原料与硅质原料按当量氧化钙：二氧化硅的摩尔比2：1混合后加水搅拌均匀并干燥，随后在1300～1400℃的温度烧结而成。
优选地，所述聚羧酸减水剂为固含量≥30％的聚羧酸系减水剂；本发明中，通过加入聚羧酸减水剂，能够使其吸附在颗粒表面，通过电荷互斥和空间位阻复合效应防止颗粒团聚，提高分散性能。进一步地，选用的聚羧酸减水剂的减水率为25～35％。
在本发明中，所述导电填料为短切碳纤维和石墨粉末中的一种或多种。碳纤维直径为0.5～0.7μm，长度为3～5mm，电阻率为1.0～1.3Ω/cm；石墨粉末为分析纯试剂。
在本发明中，所述发泡剂为植物蛋白质型发泡剂、动物蛋白质型发泡剂、引气剂中的一种或多种；优选地，所述发泡剂为植物蛋白质型发泡剂；所述稳泡剂为羟丙基甲基纤维素，粘度为100000Cst。
优选地，发泡剂与水混合的质量比为1:(40～60)。
本发明的第二方面提供一种碳矿化电磁防护板的制备方法，包括如下步骤：
S1：将所述碳化胶凝材料、水泥、惰性填料与水、减水剂混合，搅拌0.5～3min后得到浆料A，加入导电填料搅拌得到初始浆料B；
S2：将发泡剂、稳泡剂与水混合，用发泡机制备泡沫；
S3：将所述初始浆料B与所述泡沫混合，得到目标浆料；
S4：将所述目标浆料在模具中进行浇筑、静养，脱模后碳化养护，养护后得到碳矿化电磁屏蔽板。
本发明第二方面提供的碳矿化电磁屏蔽板的制备方法用于得到本发明第一方面提供的碳矿化电磁屏蔽板。
在本发明中，需严格控制各组分的加料顺序，避免导电填料在浆料中分散不均，影响电磁屏蔽性能。
根据本发明，上述步骤中，搅拌速度均为100～150r/min，S1搅拌1min得到浆料A，搅拌20～40s得到初始浆料B；S3搅拌时间为20～40s。在该条件下，能使固体颗粒充分分散，导电填料充分分散，泡沫与浆料混合均匀。
优选地，步骤S1中如果导电填料采用短切碳纤维，则必须先形成浆料A后再加入短切碳纤维；如果导电填料中采用石墨粉末，则对添加顺序不做要求，即可以和碳化胶凝材料等一起直接混合，也可以后加入到浆料A中。
优选地，所述初始浆体与泡沫的质量比为10：(0.6～0.9)；进一步优选为10:(0.7～0.8)。
进一步优选地，将发泡剂、稳泡剂与水以质量比1:(0.3～0.6):50混合，在发泡机中制备泡沫，在十分钟内能较稳定存在。
在本发明中，制备得到的碳矿化电磁防护板的厚度为20mm。
根据本发明，浇筑过程中，需用刮刀将高出模具边缘的浆料刮出，以保证获得标准尺寸的板材。
根据本发明，上述静养的条件为：在温度为30～50℃的鼓风干燥箱中静置2天，通过少量水泥的水化活性形成基础强度，使脱模能够顺利进行。
根据本发明，上述碳化养护的条件为：碳化温度为5～40℃，相对湿度10～60％，二氧化碳体积浓度70～99.8％，气压为0.2～0.4MPa，养护时间为6～12h，得到所述碳矿化电磁防护板。
本发明提供的碳矿化电磁防护板拥有良好的孔隙结构，也掺入导电填料改善材料的导电性，在全频段的电磁屏蔽效果优于传统水泥基电磁防护板；成型过程简单，成型时间短，并拥有优异的力学性能，在特殊建筑领域拥有良好发展前景。
下面通过具体的实施例和对比例对本发明做进一步详细说明。
为避免赘述，本发明以下各实施例和对比例中，部分原料总结如下：
γ-C2S由摩尔比为2：1的氢氧化钙和二氧化硅混合后，加入与氢氧化钙和二氧化硅混合物等质量的水继续混合后在1400℃下烧结3h而成。
稳泡剂为羟丙基甲基纤维素，粘度为100000Cst。
实施例1(γ-C2S作为主要胶材)
固体组分为：γ-C2S 75份、水泥20份，石英砂5份，HPMC 0.3份；
制备方法：
按照配比将称量好的γ-C2S 75份、水泥20份，石英砂5份和30份水2份减水剂加入搅拌装置搅拌，形成预制浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为1min；
由于少量泡沫不稳定，因此本发明实际配置过程中扩大泡沫的原料用量，再按比例取用；按照配比将称量好的植物蛋白质型发泡剂1份、HPMC 0.5份与50份水混合，用发泡机制备泡沫；
将所述制备泡沫8份(相当于实际添加了0.155份的发泡剂)加入预制浆料中，利用搅拌装置搅拌，形成目标浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
将目标浆料浇筑至180mm×180mm×20mm的模具中，在温度为30℃养护室内静养12h；
静养后，将所得板坯置于反应釜中在CO2氛围下养护，养护温度40℃，相对湿度50％，气压为0.2MPa，时间为12h；CO2气体来源为从工业废气中富集得到的高浓度CO2气体，CO2体积浓度99％；
养护结束后，得到碳矿化电磁防护板。
额外制备尺寸为100mm×100mm×100mm的标准方形试块，对其进行力学性能测试；对制备所得的碳矿化电磁防护板进行电磁防护相关测试。
按国标GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能测试方法》测定基体试块性能得到抗压强度为6.7MPa，干密度在750±10kg/m3内,导热系数为0.13W/m·k；按国标GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测定电磁防护板的电磁屏蔽效能，在10dB以上的吸收频段达到6.3GHz，20dB以上的吸收频段达到1.6GHz。
实施例2(加入碳纤维)
固体组分为：γ-C2S 75份、水泥20份，石英砂5份，HPMC 0.3份，碳纤维2份；
制备方法：
按照配比将称量好的γ-C2S 75份、水泥20份，石英砂5份和35份水2份减水剂加入搅拌装置搅拌，形成预制浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为1min；
将2份碳纤维加入预制浆料中，搅拌均匀，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
按照配比将称量好的植物蛋白质型发泡剂1份、HPMC 0.5份与50份水混合，用发泡机制备泡沫；
将所述制备泡沫10份加入预制浆料中，利用搅拌装置搅拌，形成目标浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
将目标浆料浇筑至180mm×180mm×20mm的模具中，在温度为30℃养护室内静养12h；
静养后，将所得板坯置于反应釜中在CO2氛围下养护，养护温度40℃，相对湿度50％，气压为0.2MPa，时间为12h；CO2气体来源为从工业废气中富集得到的高浓度CO2气体，CO2体积浓度99％；
养护结束后，得到碳矿化电磁防护板。
额外制备尺寸为100mm×100mm×100mm的标准方形试块，对其进行力学性能测试；对制备所得的碳矿化电磁防护板进行电磁防护相关测试。
按国标GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能测试方法》测定基体试块性能得到抗压强度为7.0MPa，干密度在750±10kg/m3内,导热系数为0.17W/m·k；按国标GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测定电磁防护板的电磁屏蔽效能，在10dB以上的吸收频段达到9.8GHz，20dB以上的吸收频段达到4.1GHz。
实施例3(加入石墨粉末)
固体组分为：γ-C2S 75份、水泥20份，石英砂5份，HPMC 0.3份，石墨粉末5份；
制备方法：
按照配比将称量好的γ-C2S 75份、水泥20份，石墨粉末5份，石英砂5份和45份水2份减水剂加入搅拌装置搅拌，形成预制浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为1.5min；
按照配比将称量好的植物蛋白质型发泡剂1份、HPMC 0.5份与50份水混合，用发泡机制备泡沫；
将所述制备泡沫12份加入预制浆料中，利用搅拌装置搅拌，形成目标浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
将目标浆料浇筑至180mm×180mm×20mm的模具中，在温度为30℃养护室内静养12h；
静养后，将所得板坯置于反应釜中在CO2氛围下养护，养护温度40℃，相对湿度50％，气压为0.2MPa，时间为12h；CO2气体来源为从工业废气中富集得到的高浓度CO2气体，CO2体积浓度99％；
养护结束后，得到碳矿化电磁防护板。
额外制备尺寸为100mm×100mm×100mm的标准方形试块，对其进行力学性能测试；对制备所得的碳矿化电磁防护板进行电磁防护相关测试。
按国标GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能测试方法》测定基体试块性能得到抗压强度为5.8MPa，干密度在750±10kg/m3内,导热系数为0.16W/m·k；按国标按国标GJB2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测定电磁防护板的电磁屏蔽效能，在10dB以上的吸收频段达到9.1GHz，20dB以上的吸收频段达到3.7GHz。
实施例4(碳矿化复合电磁防护板)
固体组分为：γ-C2S 75份、水泥20份，石英砂5份，HPMC0.3份，石墨粉末3份，碳纤维1份；
制备方法：
按照配比将称量好的γ-C2S 75份、水泥20份，石墨粉末3份，石英砂5份和45份水2份减水剂加入搅拌装置搅拌，形成预制浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为1.5min；
将2份碳纤维加入预制浆料中，搅拌均匀，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
按照配比将称量好的植物蛋白质型发泡剂1份、HPMC0.5份与50份水混合，用发泡机制备泡沫；
将所述制备泡沫10份加入预制浆料中，利用搅拌装置搅拌，形成目标浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
将目标浆料浇筑至180mm×180mm×20mm的模具中，在温度为30℃养护室内静养12h；
静养后，将所得板坯置于反应釜中在CO2氛围下养护，养护温度40℃，相对湿度50％，气压为0.2MPa，时间为12h；CO2气体来源为从工业废气中富集得到的高浓度CO2气体，CO2体积浓度99％；
养护结束后，得到碳矿化电磁防护板。
额外制备尺寸为100mm×100mm×100mm的标准方形试块，对其进行力学性能测试；对制备所得的碳矿化电磁防护板进行电磁防护相关测试。
按国标GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能测试方法》测定基体试块性能得到抗压强度为6.9MPa，干密度在750±10kg/m3内,导热系数为0.15W/m·k；按国标GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测定电磁防护板的电磁屏蔽效能，在10dB以上的吸收频段达到10.4GHz，20dB以上的吸收频段达到4.8GHz。
对比例1(水泥作为胶材)
固体组分为：水泥95份，石英砂5份，HPMC 0.3份；
制备方法：
按照配比将称量好的水泥95份，石英砂5份和20份水1份减水剂加入搅拌装置搅拌，形成预制浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为1min；
按照配比将称量好的植物蛋白质型发泡剂1份、HPMC 0.5份与50份水混合，用发泡机制备泡沫；
将所述制备泡沫7份加入预制浆料中，利用搅拌装置搅拌，形成目标浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
将目标浆料浇筑至180mm×180mm×20mm的模具中，在温度为30℃养护室内静养12h；
静养后，将所得板坯置于养护温度25℃，相对湿度95％的养护室内进行标准养护，养护时间7天。
养护结束后，得到水泥基电磁防护板。
额外制备尺寸为100mm×100mm×100mm的标准方形试块，对其进行力学性能测试；对制备所得的碳矿化电磁防护板进行电磁防护相关测试。
按国标GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能测试方法》测定基体试块性能得到抗压强度为5.7MPa，干密度在750±10kg/m3内,导热系数为0.14W/m·k；按国标GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测定电磁防护板的电磁屏蔽效能，在10dB以上的吸收频段达到5.1GHz，20dB以上的吸收频段达到0.9GHz。
对比例2(水泥+碳纤维)
固体组分为：水泥95份，石英砂5份，HPMC 0.3份，碳纤维2份；
制备方法：
按照配比将称量好的水泥95份，石英砂5份和25份水1份减水剂加入搅拌装置搅拌，形成预制浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为1min；
将2份碳纤维加入预制浆料中，搅拌均匀，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
按照配比将称量好的植物蛋白质型发泡剂1份、HPMC 0.5份与50份水混合，用发泡机制备泡沫；
将所述制备泡沫9份加入预制浆料中，利用搅拌装置搅拌，形成目标浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
将目标浆料浇筑至180mm×180mm×20mm的模具中，在温度为30℃养护室内静养12h；
静养后，将所得板坯置于养护温度25℃，相对湿度95％的养护室内进行标准养护，养护时间7天。
养护结束后，得到水泥基电磁防护板。
额外制备尺寸为100mm×100mm×100mm的标准方形试块，对其进行力学性能测试；对制备所得的碳矿化电磁防护板进行电磁防护相关测试。
按国标GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能测试方法》测定基体试块性能得到抗压强度为5.6MPa，干密度在750±10kg/m3内,导热系数为0.17W/m·k；按国标GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测定电磁防护板的电磁屏蔽效能，在10dB以上的吸收频段达到8.3GHz，20dB以上的吸收频段达到3.0GHz。
对比例3(水泥+石墨粉末)
固体组分为：水泥95份，石英砂5份，HPMC 0.3份，石墨粉末5份；
制备方法：
按照配比将称量好的水泥95份，石墨粉末5份，石英砂5份和25份水1份减水剂加入搅拌装置搅拌，形成预制浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为1.5min；
按照配比将称量好的植物蛋白质型发泡剂1份、HPMC 0.5份与50份水混合，用发泡机制备泡沫；
将所述制备泡沫11份加入预制浆料中，利用搅拌装置搅拌，形成目标浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
将目标浆料浇筑至180mm×180mm×20mm的模具中，在温度为30℃养护室内静养12h；
静养后，将所得板坯置于养护温度25℃，相对湿度95％的养护室内进行标准养护，养护时间7天。
养护结束后，得到水泥基电磁防护板。
额外制备尺寸为100mm×100mm×100mm的标准方形试块，对其进行力学性能测试；对制备所得的碳矿化电磁防护板进行电磁防护相关测试。
按国标GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能测试方法》测定基体试块性能得到抗压强度为5.8MPa，干密度在750±10kg/m3内,导热系数为0.16W/m·k；按国标GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测定电磁防护板的电磁屏蔽效能，在10dB以上的吸收频段达到7.6GHz，20dB以上的吸收频段达到2.7GHz。
对比例4(水泥基复合电磁防护板)
固体组分为：水泥95份，石英砂5份，HPMC0.3份，石墨粉末3份，碳纤维1份；
制备方法：
按照配比将称量好的水泥95份，石墨粉末3份，石英砂5份和45份水2份减水剂加入搅拌装置搅拌，形成预制浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为1.5min；
将2份碳纤维加入预制浆料中，搅拌均匀，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
按照配比将称量好的植物蛋白质型发泡剂1份、HPMC0.5份与50份水混合，用发泡机制备泡沫；
将所述制备泡沫9份加入预制浆料中，利用搅拌装置搅拌，形成目标浆料，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为30s；
将目标浆料浇筑至180mm×180mm×20mm的模具中，在温度为30℃养护室内静养12h；
静养后，将所得板坯置于养护温度25℃，相对湿度95％的养护室内进行标准养护，养护时间7天。
养护结束后，得到水泥基电磁防护板。
额外制备尺寸为100mm×100mm×100mm的标准方形试块，对其进行力学性能测试；对制备所得的碳矿化电磁防护板进行电磁防护相关测试。
按国标GB/T 11969-2020《蒸压加气混凝土性能测试方法》测定基体试块性能得到抗压强度为6.5MPa，干密度在750±10kg/m3内,导热系数为0.16W/m·k；按国标GJB 2038A-2011《雷达吸波材料反射率测试方法》测定电磁防护板的电磁屏蔽效能，在10dB以上的吸收频段达到8.9GHz，20dB以上的吸收频段达到3.6GHz。
对上述实施例和对比例进行统计，结果如下表1所示。
表1本发明各实施例和对比例测试结果
由表1可知，本发明实施例1-4采用碳化胶凝材料作为主要胶凝材料组分，复配少量水泥，能够达到甚至超过对比例1-4所得纯水泥基电磁防护板的强度，强度在5.8～7.0MPa；通过控制泡沫添加量，配合其它原料来保证干密度在750±10kg/m3范围内；实施例1-4所得碳矿化电磁防护板的导热系数与对比例1-4所得纯水泥基电磁防护板持平或略有降低，表明保温隔热性能略有提升；且实施例1-4所得碳矿化电磁防护板的电磁防护性能更好，10dB以上的吸收频段达6.3～10.4GHz，20dB以上的吸收频段达3.7～4.8GHz。
同时比较实施例1-4可知，本发明实施例2中采用碳纤维作为导电填料效果好于实施例3中采用石墨作为导电填料，且采用纯石墨粉末作为本发明导电填料，会降低所得电磁防护板的强度；实施例4中采用石墨粉末与碳纤维复配使用，产生了协同增效的作用。
碳纤维是一种含碳量在9成以上的无机高分子纤维，内部为乱层石墨结构，与人造石墨的微观结构类似，所以具有良好的导电性。石墨是一种具备多层结构的单质碳，层间呈蜂窝状的六边形排列，每个碳原子都与另外三个碳原子相连接，电子易在层间传播，因此石墨具有良好的导电性。碳纤维和石墨粉末作为碳系材料，导电性能优秀，掺入水泥基材料中可以增强材料的导电性以及电磁屏蔽性能。而在实验过程中，发现石墨粉末体积分数达到一定值时，继续增大掺量对电磁屏蔽效能的进一步提升有限。随着石墨粉末体积分数的增加，预制浆体的水固比会大大提高，导致抗压强度大幅降低。碳纤维作为一种填料，在低掺量的时候基本不影响水固比，而本身在材料基体中起到了网络联结作用，小幅增强力学性能，而继续加大掺量时，水固比增大，抗压强度会持续降低。因此，本发明中原料体系中，所用的导电填料的用量在1～5份。
与现有技术相比，本发明提供了一种电磁防护板及其制备方法，该电磁防护板，包括以下重量份的原料：碳化胶凝材料60～80份、水泥20～40份、惰性填料10～20份、聚羧酸减水剂1.5～2份、导电填料1～5份、发泡剂1～1.5份、稳泡剂0.3～0.5份和水25～35份。本发明制备方法简单、所需原料种类少、成本低、成型时间短；通过引入大量气孔结构赋予板材优秀的吸波性能；掺入具有良好电导率的导电填料使板材获得优秀的屏蔽性能，同时也起到填料的作用，使得加入泡沫后的浆料具有良好稳定性，不易沉降；本发明所用胶凝组分具有优异的CO2反应活性，能够与CO2发生矿化反应，形成优秀力学性能的同时固化大量CO2，符合绿色节能减排理念。本发明的碳矿化电磁防护板具有优异的电磁防护性能和力学性能，用于电磁屏蔽领域，能达到很好的电磁屏蔽效果，有效应对区域外的电磁辐射，同时满足建筑结构的要求，能够作为吸波及建筑外墙在军事以及民用特殊功能建筑领域具有良好的应用前景。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电磁防护板，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：碳化胶凝材料60～80份、水泥20～40份、惰性填料10～20份、减水剂1.5～2份、导电填料1～5份、发泡剂0.1～0.25份、稳泡剂0.03～0.08份和水若干份。
2.根据权利要求1所述的电磁防护板，其特征在于，所述碳化胶凝材料为γ型硅酸二钙、硅酸一钙、二硅酸三钙、钢渣、镁渣中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的电磁防护板，其特征在于，所述水泥为等级≥42.5级的普通硅酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的电磁防护板，其特征在于，所述惰性填料包括粉煤灰、石英砂粉和石灰石粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的电磁防护板，其特征在于，所述导电填料为短切碳纤维和石墨粉末中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的电磁防护板，其特征在于，所述减水剂为固含量≥30％的聚羧酸系减水剂。
7.根据权利要求1所述的电磁防护板，其特征在于，所述发泡剂为植物蛋白质型发泡剂、动物蛋白质型发泡剂和引气剂中的一种或多种；所述稳泡剂为羟丙基甲基纤维素。
8.如权利要求1-7任一项所述的电磁防护板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碳化胶凝材料、水泥、惰性填料、减水剂和导电填料混合，得到初始浆料；
将发泡剂、稳泡剂与水混合，制备泡沫；
将所述初始浆料与所述泡沫混合，得到目标浆料；
将所述目标浆料依次进行浇筑、静养、脱模和碳化养护，得到所述电磁防护板。
9.根据权利要求8所述的电磁防护板的制备方法，其特征在于，静养是在30～50℃的鼓风干燥箱中静置2天。
10.根据权利要求8所述的电磁防护板的制备方法，其特征在于，碳化养护的条件为：碳化温度为5～40℃，相对湿度10～60％，二氧化碳体积浓度70～99.8％，气压为0.2～0.4MPa，养护时间为6～12h。
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| CN (1) | CN116477901A (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102875090A (zh) * | 2012-10-12 | 2013-01-16 | 武汉理工大学 | 一种具有电磁防护功能的超轻集料泡沫混凝土板材及其制备方法 |
| CN111995340A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-27 | 盐城工学院 | 一种具有电磁吸波性能的再生细集料加气砌块及其制备方法 |
-
2023
- 2023-04-10 CN CN202310374708.2A patent/CN116477901A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102875090A (zh) * | 2012-10-12 | 2013-01-16 | 武汉理工大学 | 一种具有电磁防护功能的超轻集料泡沫混凝土板材及其制备方法 |
| CN111995340A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-27 | 盐城工学院 | 一种具有电磁吸波性能的再生细集料加气砌块及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
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| YONG ZHANG: "Research on Absorbing Property of Cement-based Material Blending with Graphite and Carbon Fibers", 《APPLIED MECHANICS AND MATERIALS》, vol. 442, 31 October 2013 (2013-10-31), pages 73 - 77 * |
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