吸波功能集料混凝土的制備與性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，電磁輻射造成的“電磁污染”被列為繼大氣污染、水源污染、噪聲污染之后的第四大環(huán)境污染。吸波混凝土是一種多功能型建筑材料，能吸收、衰減入射的電磁波，并將電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能或其它形式能量損耗掉，在電磁干擾的防護(hù)、電磁信息的保密和減少輻射傷害等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)有的吸波混凝土存在吸收效能低、吸收頻帶窄、結(jié)構(gòu)功能性差和價(jià)格昂貴等問(wèn)題，使其難以大規(guī)模應(yīng)用到建筑物的電磁防護(hù)中。
　　本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目

2、，針對(duì)傳統(tǒng)吸波混凝土中無(wú)吸波性能集料占據(jù)混凝土體積大部分，影響混凝土中吸波功能組分的摻量及空間分布的問(wèn)題，開(kāi)展了包括集料在內(nèi)的完整吸波功能結(jié)構(gòu)混凝土的設(shè)計(jì)與制備方法的研究，為高性能吸波混凝土材料的設(shè)計(jì)與研究提供了新的思路。
　　本文進(jìn)行的主要研究工作和取得的成果如下：
　　依據(jù)電磁波吸收原理，設(shè)計(jì)出具有吸波功能的集料，在此基礎(chǔ)上結(jié)合水泥混凝土材料自身特征，提出兼顧吸波性能和力學(xué)性能的高性能吸波功能集料混凝土的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)摻

3、膨脹珍珠巖改善混凝土表面的阻抗匹配，損耗層中吸波功能集料均勻分布在混凝土中起到吸波及承重作用，與摻吸波劑的水泥漿體形成完整吸波功能結(jié)構(gòu)混凝土。
　　以二氧化鈦為吸波劑，粘土為基體材料，經(jīng)過(guò)原料預(yù)處理、造粒和煅燒等工藝制備吸波功能集料。研究吸波劑的摻量、煅燒制度對(duì)吸波功能集料物理性能的影響，確定了吸波功能集料的制備工藝，制備出兼顧吸波性能和強(qiáng)度性能的吸波功能集料。
　　用燒制的功能集料制備吸波混凝土，測(cè)試混凝土吸波性能和力學(xué)性

4、能。結(jié)果表明，集料種類(lèi)、匹配層和試樣厚度對(duì)混凝土吸波性能有較大的影響。摻30％TiO2的功能集料制備的混凝土吸波性能最佳，當(dāng)雙層混凝土厚度為20mm時(shí)，在8~15GHz頻段內(nèi)，反射率均小于-8dB；雙層混凝土厚度為30mm時(shí)，在高頻處吸波效能較好，在18GHz處最小反射率值達(dá)-9.0dB，混凝土28d抗壓強(qiáng)度為35.5MPa。
　　用摻30%TiO2的吸波功能集料分別與高結(jié)構(gòu)炭黑、鐵氧體和納米二氧化鈦共同制備復(fù)合吸波功能集料混凝土