一種具有防電磁輻射的抗裂混凝土及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有防電磁輻射的抗裂混凝土及其制備方法。該混凝土由135~155kg/m3水、320~380kg/m3水泥、20~40kg/m3粉煤灰、600~800kg/m3細(xì)集料、950~1150kg/m3粗集料、2.0~3.0kg/m3減縮增韌劑、10～20kg/m3內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、3.0~5.0kg/m3減水劑、40～50kg/m3鋼纖維和2.0~3.0kg/m3吸波材料等原料制得。所得混凝土的韌性、密實(shí)性、抗裂性能、抗沖擊性能和抗?jié)B性能均得到增強(qiáng)，還具有防輻射波的功能。
【專利說明】
一種具有防電磁輻射的抗裂混凝土及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有防電磁輻射的抗裂混凝土及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，作為繼水污染、空氣污染和噪聲污染之后的第四大全球性環(huán)境問題，電磁波輻射的危害日益嚴(yán)重。相應(yīng)地，各類建筑設(shè)施的電磁波輻射防護(hù)也日益重要。特別是與雷達(dá)、微波基站、大功率無線通信發(fā)射臺(tái)等鄰近的建筑，內(nèi)部安置有大量精密電子儀器的科研院所、醫(yī)院、銀行等單位的功能性建筑，與國(guó)家安全密切相關(guān)的國(guó)防和行政部門的關(guān)鍵性建筑，其電磁波的防護(hù)尤為重要?；炷潦鞘褂昧孔畲蟮慕ㄖ牧?，開發(fā)具有電磁波吸收功能，可以有效衰減建筑室內(nèi)外電磁波的混凝土材料意義重大。
[0003]發(fā)明專利ZL 201010266982.0采用高鐵磨細(xì)鋼渣、玄武巖纖維、陶砂等，制備了一種高鐵磨細(xì)鋼渣輕質(zhì)高韌性吸波混凝土，該混凝土在8?18 GHz頻率范圍內(nèi)，反射率小于-7dB的帶寬為1GHz。
[0004]隨著高層建筑的迅速發(fā)展，對(duì)混凝土的施工要求越來越高，栗送混凝土已經(jīng)成為混凝土施工的重要手段。為了提高混凝土的工作性能，不可避免地會(huì)增加混凝土的用水量，混凝土的開裂滲透問題也就更加日益突出。而且，高層建筑物對(duì)地下室結(jié)構(gòu)的要求也越來越高，特別是地下水位較高的地區(qū)，其防止?jié)B漏的問題更加突出。但是，目前高層建筑
混凝土地下室墻裂紋的現(xiàn)象普遍存在，不僅因滲漏而影響建筑物的使用，而且還嚴(yán)重降低
建筑物的耐久性，對(duì)今后處理補(bǔ)救造成極大困難。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國(guó)城市建筑物的漏水率約為60%，竣工的漏水房屋高達(dá)37%，每年因建筑物滲漏維修便消耗大量資金。
[0005]高性能混凝土已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)，因此如何得到一種增韌，抗裂，并具有防電磁輻射的高性能混凝土是一個(gè)重要的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種具有防電磁輻射的抗裂混凝土及其制備方法。所得混凝土的韌性、密實(shí)性、抗裂性能、抗沖擊性能和抗?jié)B性能均得到增強(qiáng)，還具有防輻射波的功能。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種具有防電磁福射的抗裂混凝土由如下的原料制得:135?155kg/m3水、320?380kg/m3 水泥、20?40kg/m3 粉煤灰、600?800kg/m3 細(xì)集料、950~1150kg/m3 粗集料、2.0?3.0kg/m3 減縮增韌劑、10?20kg/m3內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、3.0-5.0kg/m3減水劑、40?50kg/m3鋼纖維和2.0-3.0kg/m3吸波材料。
[0008]其制備過程如下: (1)將水泥、粉煤灰、細(xì)集料、粗集料、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、鋼纖維、吸波材料倒入混凝土攪拌機(jī)中干樣30?60s，
(2)再加入水、減水劑、和減縮增韌劑，繼續(xù)拌合60?120s，得到高韌性低收縮抗裂混凝土。
[0009]所述細(xì)集料為河砂，其細(xì)度模數(shù)為2.5?3.5，堆積密度為1500-18001^/1113。
[0010]所述粗集料為為普通碎石，其級(jí)配為5?25mm連續(xù)級(jí)配；堆積密度為1500?1700kg/m3，吸水率為0.1%?1.5%，壓碎值指標(biāo)為6%?16%。
[0011]所述的減縮增韌劑為聚醚甲基二乙氧基硅烷與氧化石墨烯的混合物;其制備方法為:將聚醚甲基二乙氧基硅烷和氧化石墨烯按1:0.5的質(zhì)量比例混合，形成減縮增韌劑。
[OO12 ]所述的減水劑為萘系高效減水劑，其減水率為18-24% ；膠黏劑為聚乙酸乙烯酯。
[00?3 ]其中吸波材料由如下原料制得:介電損耗型納米復(fù)合材料A、負(fù)載BaF e 12Ο19的埃洛石納米管、份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、介電損耗型納米復(fù)合材料B、γ-(2，3_環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、22-32份聚丙烯。
[0014]該吸波材料的制備步驟如下:
(1)將1.5-2份負(fù)載BaFe12O19的埃洛石納米管和0.4-0.6份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室溫下攪拌3 h后，加入12份聚丙烯，攪拌3 h后形成含磁損耗型納米復(fù)合材料的混合料I;
(2)在室溫下，取0.9-1.3份介電損耗型納米復(fù)合材料A，滴加0.3-0.6份γ -(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌I h后，加入10-20份聚丙烯并攪拌1.5 h;再加入0.8-1.2份介電損耗型納米復(fù)合材料B，滴加0.2份γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌Ih后，得到混合料2;
(3)將混合料I和混合料2同時(shí)裝入高速混合機(jī)中，在300-350r/min轉(zhuǎn)速下分散2_3 h；然后升溫至110-115°C，在450-550 r/min轉(zhuǎn)速下處理20-25 min后，轉(zhuǎn)入冷混鍋中，待溫度降至50-55 °C時(shí)放料得到初混料；
(4)將步驟(3)所得初混料置于溫度為170-180°C、轉(zhuǎn)速為70-80r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉1-1.5 h后擠出，得到混煉料；
(5)將步驟(4)所得混煉料粉碎處理，即得吸波材料。
[0015]其中負(fù)載BaFe12O19的埃洛石納米管的制備如下:
(1)在20-22°C下，將硝酸鐵(III)九水合物和硝酸鋇加入到去離子水中，攪拌2h后待用；
(2)在28-30°C和攪拌下，將2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸滴加入步驟(I)的水溶液中，滴加時(shí)間為0.5 h;滴加完畢后繼續(xù)攪拌3 h后室溫放置待用；
(3)將氨水滴加入步驟(2)的溶液中，滴加時(shí)間為Ih;
(4)將經(jīng)活化處理的埃洛石納米管加入到步驟(3)的溶液中，超聲2h后，劇烈攪拌I h，然后升溫至87-88°(:，攪拌5.5 h后常溫放置待用。
[0016](5)將步驟(4)的混合物在123-125°(:下處理4.5 h后，繼續(xù)在855-857°C下處理4h，得到負(fù)載BaFe12O1W^埃洛石納米管。
[0017]其中經(jīng)活化處理的埃洛石納米管的制備過程如下:
(I)取埃洛石納米管，經(jīng)機(jī)械粉碎處理并用350目篩選后待用； (2)在兩個(gè)相同的6L尼龍罐中各裝入50顆直徑為5 mm的不銹鋼球和40顆直徑為10 mm的不銹鋼球，然后分別加入步驟(I)的埃洛石納米管2.6 kg，再分別滴加360 ml無水乙醇，并用尼龍蓋密封。將兩個(gè)球磨罐對(duì)稱地放入行星式球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為350 rpm、且每30分鐘自動(dòng)轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨50 h后，得到長(zhǎng)度為210-240 nm的短切埃洛石納米管；
(3)將步驟(2)所得短切埃洛石納米管加入到pH為8、濃度為15wt°/c^Tween 20水溶液中超聲24 h，過濾，用水洗凈后，于68-70°C下真空干燥30 h后，即得經(jīng)活化處理的埃洛石納米管。
[0018]其中介電損耗型納米復(fù)合材料A的制備過程如下:
(1)室溫和攪拌條件下，將0.5份烷基酚聚氧乙烯醚和0.65份硫酸銨加入到22份去離子水中，攪拌3 h后待用；
(2)加入1.6份負(fù)載納米銅的改性埃洛石納米管，攪拌2h后，再超聲I h，降溫至1-3°C待用；
(3)再加入0.85份四氯化鈦，劇烈攪拌311;然后升溫至23-25°(:，繼續(xù)劇烈攪拌1.5 h后，滴加氨水，滴加時(shí)間為I h;滴加完畢后繼續(xù)攪拌0.5 h，過濾，將粉末用純水洗凈后，在65°C下真空干燥24 h，得到介電損耗型納米復(fù)合材料A，其中納米銅晶粒的平均粒徑為2-6nmD
[0019]其中介電損耗型納米復(fù)合材料B的制備過程如下:
(1)室溫和攪拌下，將5.4份氯化鈉加入到28份去離子水中，繼續(xù)攪拌Ih后待用；
(2)將1.95份表面改性的埃洛石納米管加入到步驟(I)的水溶液中，劇烈攪拌2h后，再超聲I h，然后加入6.2份二甲基二烯丙基氯化銨-丙烯酰胺共聚物，劇烈攪拌2 h后過濾，將粉末用純水洗凈后待用；
(3)在室溫和攪拌下，將5.85份聚苯乙烯磺酸鈉加入到16份去離子水中，繼續(xù)攪拌2h后，加入步驟(2)備好的粉末，劇烈攪拌2.5 h后過濾，將粉末用純水洗凈，待用；
(4)將步驟(3)的粉末加入到17份去離子水中，攪拌2h后，加入6.2份二甲基二烯丙基氯化銨-丙烯酰胺共聚物，劇烈攪拌3 h后過濾，將粉末用純水洗凈后待用；
(5)在室溫和攪拌下，將步驟(4)的粉末和3.0份辛基酚聚氧乙烯醚同時(shí)加入到22份去離子水中，繼續(xù)攪拌2 h后，加入103份2-羥基丙烷-1，2，3_三羧酸并攪拌0.5 h，然后加入I.5份六水合二氯化鎳，劇烈攪拌3 h，再降溫至1-3 V，得到溶液待用；
(6)在1-3°C下，將5.8份硼氫化鈉加入到20份離子水中，攪拌15min后，在1_3°C和劇烈攪拌下，滴加到步驟(5)的溶液中，滴加時(shí)間為I h;滴加完畢后過濾，將粉末用純水洗凈后，在70 °C下真空干燥30 h，得到介電損耗型納米復(fù)合材料B ο其中納米二氧化鎳顆粒的平均粒徑為3-6 nm。
[0020]其中表面改性埃洛石納米管由如下方法制得:
將經(jīng)活化處理的埃洛石納米管3.2 kg，加入到46 L三氯甲烷中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下室溫超聲處理5 h后，加入122 ml三氟化硼乙醚絡(luò)合物并室溫?cái)嚢?.5 h;再在-10?12°C和攪拌條件下，控制8 h時(shí)間緩慢滴加610 ml 3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇，滴加完畢后于-9?ITC繼續(xù)攪拌24 h;然后加入900 ml無水乙醇，按5000-5300 rpm的轉(zhuǎn)速離心處理0.5 h，分離回收溶劑，粉末經(jīng)無水乙醇洗凈，并在室溫下真空干燥20 h，得到3.47-3.61 kg表面改性的埃洛石納米管。
[0021]其中負(fù)載納米銅的改性埃洛石納米管由如下方法制得:
(1)室溫和攪拌下，將7.15份氯化鉀加入到50份去離子水中，繼續(xù)攪拌1.5h后待用；
(2)加入2.89份表面改性埃洛石納米管，攪拌2h后，再超聲2 h，然后加入7.53份聚二烯丙基二甲基氯化銨，劇烈攪拌6 h后過濾，將粉末用純水洗凈后待用；
(3)在室溫和攪拌下，將9.4份聚萘甲醛磺酸鈉加入到25份去離子水中，攪拌5h后，加入步驟(2)備好的粉末中，劇烈攪拌5 h后過濾，將粉末用純水洗凈待用；
(4)在室溫和攪拌下，將1.2份2-羥基丁二酸和6.25份烷基酚聚氧乙烯醚和步驟(3)備好的粉末同時(shí)加入到去離子水中，繼續(xù)攪拌1.5 h后，加入1.62份二水合氯化銅中，劇烈攪拌I h后超聲4 h，得到溶液待用；
(5)在1-3°C下，將7.35份硼氫化鈉加入到28份去離子水中，攪拌0.5h后，在劇烈攪拌條件下，將硼氫化鈉水溶液滴加到步驟(4)所得的溶液中；滴加完畢后繼續(xù)攪拌2.5 h，過濾，將粉末用純水洗凈后，在70°C下真空干燥30 h，得到負(fù)載納米銅的改性埃洛石納米管。
[0022]本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn):
(I)一方面，本發(fā)明開發(fā)具有電磁波輻射防護(hù)功能的吸波材料，其將磁損耗型納米復(fù)合材料、介電損耗型納米復(fù)合材料A、介電損耗型納米復(fù)合材料B相結(jié)合。其中，磁損耗型納米復(fù)合材料，即負(fù)載BaFe12O1^埃洛石納米管，具有高磁損耗角正切，能以渦流損耗、磁滯損耗等機(jī)制衰減電磁波。；介電損耗型納米復(fù)合材料A中，含平均粒徑為2-6 nm的納米銅晶粒，及平均粒徑為4-7 nm的納米二氧化鈦顆粒，其均具有強(qiáng)微波衰減特性。介電損耗型納米復(fù)合材料B中所含的平均粒徑為3-6 nm的納米二氧化鎳顆粒，同樣具有強(qiáng)微波衰減特性。并且，納米二氧化鎳、納米銅和納米二氧化鈦具備相異的微波衰減機(jī)制和吸波帶寬，性能上可以互相協(xié)同補(bǔ)充。更為重要的是，磁損耗型納米復(fù)合材料、介電損耗型納米復(fù)合材料A和介電損耗型納米復(fù)合材料B均采用埃洛石納米管作為負(fù)載體，而埃洛石納米管主要由氧化鋁和二氧化硅組成，兩者均為具有強(qiáng)微波衰減性能的材料。
[0023](2)本發(fā)明在混凝土中添加復(fù)合減縮增韌劑，增加混凝土的韌性、密實(shí)性、抗裂性能、抗沖擊性能和抗?jié)B性能；吸波材料還增加了防輻射波的功能，且制備得到的混凝土28天抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到30-60Mpa;該混凝土在7?26GHz頻率范圍內(nèi)，反射率小于-7dB的帶寬為1GHz0
【具體實(shí)施方式】
[0024]所用的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷為市售，分子量:248.35，CAS號(hào):2530-85-0，其主要產(chǎn)品規(guī)格:性狀:無色透明液體;沸點(diǎn):190 °C ;閃點(diǎn)198 ° F;折射率(25 V ):1.431;密度 1.045 g/cm3;含量:彡 99%。
[0025]所用的埃洛石納米管為市售產(chǎn)品，其主要規(guī)格:性狀:白色粉末;組成:S12:58.1、Al2O3:41.02、Ti02:0.17、Fe203:0.38、P205:0.16;管內(nèi)徑:15-22 nm;管外徑:40-70 nm;長(zhǎng)度:〈I.5 μπι;比表面積:53.4 m2/g;密度:2.5-2.6g/cm3。
[0026]所用的γ -(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷為市售，化學(xué)式:C9H20O5Si，分子量:236.34，CAS號(hào):2530-83-8，其主要產(chǎn)品規(guī)格:性狀:無色透明液體;沸點(diǎn):290 °C ;折射率(25°C):1.426-1.428；密度I.07g/cm3；pH值:6.5-7;含量:彡98.0%。
[0027]所用的吐溫20為市售產(chǎn)品，其主要規(guī)格:性狀:淺黃色粘稠液體;活性物:98-99%；酸值(KOHmg/g):彡 I.0;羥值(KOHmg/g ):80-108; HLB值:16.7;皂化值(KOHmg/g): 40-50;水份(％):彡1.00
[0028]所用的2-輕基丁二酸為市售產(chǎn)品，CAS編號(hào):6915-15-7，化學(xué)式:C4H6O5，分子量:134.09，其主要產(chǎn)品規(guī)格:性狀:無色針狀晶體粉末；密度(20°C):1.595 g/cm3 ;熔點(diǎn):100°C ;純度:彡99%;分解點(diǎn):1400C ;比旋光度:-2.3。(8.5克/100毫升水);溶解性:易溶于水、乙醇。
[0029]所用的聚丙烯優(yōu)選市售的等規(guī)聚丙烯，其主要產(chǎn)品規(guī)格:密度:1.12g/cm3;熔體流動(dòng)速率:6 g/10min(230°C,2.16 kg);熱變形溫度:162°C (0.45 Mpa，未退火)；拉伸強(qiáng)度:105 Mpa; IZOD沖擊強(qiáng)度:10 J/m(23°Cl/4〃厚);彎曲強(qiáng)度:145 Mpa;壓痕硬度:125 Mpa0
[0030]所用的三氟化硼乙醚絡(luò)合物為市售產(chǎn)品，CAS編號(hào):109-63-7，化學(xué)式:C4HiqBF3O，分子量:141.93，其主要產(chǎn)品規(guī)格:性狀:無色液體;熔點(diǎn):-58°C ;沸點(diǎn):126-129 °C ;密度:1.15 g/mL;純度:分析純;重金屬含量:彡10 ppm。
[0031]所用的聚二烯丙基二甲基氯化銨為市售，CAS號(hào):26062-79-3，其主要產(chǎn)品規(guī)格:性狀:無色粘稠液體;凝固點(diǎn)為-2.8 °C ;密度為1.04g/cm3;分解溫度286 V ；溶解性:易溶于水。
[0032]所用的聚萘甲醛磺酸鈉為市售產(chǎn)品，CAS編號(hào):9084-06-4，化學(xué)式(C11H7O4SNa)η，其主要規(guī)格:性狀:棕色粉末;溶解性:易溶于水。
[0033]所用的二水合氯化銅、硝酸鋇、四氯化鈦、氯化鉀、硫酸銨、六水合二氯化鎳、硝酸鐵(III)九水合物、氨水、無水乙醇、3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇和三氯甲烷均為市售化學(xué)純
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[0034]實(shí)施例1
1.吸波材料的制備:
(1)將1.5份負(fù)載BaFe12O19的埃洛石納米管和0.5份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室溫下攪拌3 h后，加入10份聚丙烯，攪拌3 h后形成混合料I;
(2)在室溫下，取0.9份介電損耗型納米復(fù)合材料A，滴加0.3份γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌I h后，加入12份聚丙烯并攪拌1.5 h;再加入0.8份介電損耗型納米復(fù)合材料B，滴加0.2份γ -(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌I h后，得到混合料2;
(3)將混合料I和混合料2同時(shí)裝入高速混合機(jī)中，在300r/min轉(zhuǎn)速下分散2 h;然后升溫至110°C，在550 r/min轉(zhuǎn)速下處理20 min后，轉(zhuǎn)入冷混鍋中，待溫度降至53°C時(shí)放料得到初混料；
(4)將步驟(3)所得初混料置于溫度為175°C、轉(zhuǎn)速為70r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉I h后擠出，得到混煉料；
(5)將步驟(4)制備好的混煉料粉碎處理，得到粒度為120目的吸波材料。
[0035]2.具有防電磁輻射的抗裂混凝土的制備:
(1)將320kg/m3水泥、20kg/m3粉煤灰、600kg/m3細(xì)集料、1150kg/m3粗集料、IOkg/m3 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、40kg/m3鋼纖維和2.0kg/m3吸波材料倒入混凝土攪拌機(jī)中干拌30?60s ；
(2)再加入155kg/m3水、5.0kg/m3減水劑、和2.0kg/m3減縮增韌劑，繼續(xù)拌合60?120s，得到高韌性低收縮抗裂混凝土。
[0036]所得混凝土 28天抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到36Mpa，可以得到抗裂混凝土，該混凝土在7?26GHz頻率范圍內(nèi)，反射率-6dB的帶寬為10GHz。
[0037]實(shí)施例2
1.吸波材料的制備:
(1)將1.6份負(fù)載BaFe12O19的埃洛石納米管和0.4份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室溫下攪拌3 h后，加入12份聚丙烯，攪拌3 h后形成混合料I;
(2)在室溫下，取1.2份介電損耗型納米復(fù)合材料A，滴加0.5份γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌I h后，加入10份聚丙烯并攪拌1.5 h;再加入1.0份介電損耗型納米復(fù)合材料B，滴加0.2份γ -(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌I h后，得到混合料2;
(3)將混合料I和混合料2同時(shí)裝入高速混合機(jī)中，在330r/min轉(zhuǎn)速下分散2.5 h;然后升溫至112°C，在480 r/min轉(zhuǎn)速下處理22min后，轉(zhuǎn)入冷混鍋中，待溫度降至52°C時(shí)放料得到初混料；
(4)將步驟(3)所得初混料置于溫度為178°C、轉(zhuǎn)速為75r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉
Ih后擠出，得到混煉料；
(5)將步驟(4)制備好的混煉料粉碎處理，得到粒度為200目的吸波材料；
2.具有防電磁輻射的抗裂混凝土的制備:
(1)將330kg/m3水泥、30kg/m3 粉煤灰、700kg/m3 細(xì)集料、1050kg/m3 粗集料、15kg/m3 內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、50kg/ m3鋼纖維和2.5kg/ m3吸波材料倒入混凝土攪拌機(jī)中干拌30?60s ；
(2)再加入145kg/m3水、4.0kg/m3減水劑和2.2kg/m3減縮增韌劑，繼續(xù)拌合60?120s，得到高韌性低收縮抗裂混凝土。
[0038]所得的混凝土 28天抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到46Mpa，可以得到抗裂混凝土，該混凝土在7?26GHz頻率范圍內(nèi)，反射率-6dB的帶寬為10GHz。
[0039]實(shí)施例3
1.吸波材料的制備:
(1)將2份負(fù)載BaFe12O19的埃洛石納米管和0.6份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室溫下攪拌3 h后，加入12份聚丙烯，攪拌3 h后形成含磁損耗型納米復(fù)合材料的混合料I;
(2)在室溫下，取1.3份介電損耗型納米復(fù)合材料A，滴加0.6份γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌I h后，加入20份聚丙烯并攪拌1.5 h;再加入1.2份介電損耗型納米復(fù)合材料B，滴加0.2份γ -(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌I h后，得到混合料2;
(3)將混合料I和混合料2同時(shí)裝入高速混合機(jī)中，在350r/min轉(zhuǎn)速下分散3 h;然后升溫至115°C，在550 r/min轉(zhuǎn)速下處理25 min后，轉(zhuǎn)入冷混鍋中，待溫度降至55°C時(shí)放料得到初混料；
(4)將步驟(3)所得初混料置于溫度為180°C、轉(zhuǎn)速為80r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉1.5 h后擠出，得到混煉料；
(5)將步驟(4)所得混煉料粉碎處理，過220目篩，即得所述吸波材料。
[0040]2.具有防電磁輻射的抗裂混凝土的制備:
(1)將380kg/m3水泥、40kg/m3粉煤灰、800kg/m3細(xì)集料、1150kg/m3粗集料、20kg/m3內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、45kg/ m3鋼纖維和3kg/ m3吸波材料倒入混凝土攪拌機(jī)中干拌30?60s ；
(2)再加入135kg/m3水、3.0kg/m3減水劑和3.0kg/m3減縮增韌劑，繼續(xù)拌合60?120s，得到高韌性低收縮抗裂混凝土。
[0041]所得的混凝土 28天抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到50Mpa，可以得到抗裂混凝土，該混凝土在7?26GHz頻率范圍內(nèi)，反射率-6dB的帶寬為10GHz。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:其由如下的原料制得:135?155kg/m3水、320?380kg/m3水泥、20?40kg/m3粉煤灰、600?800kg/m3細(xì)集料、950?1150kg/m3粗集料、2.0-3.0kg/m3減縮增韌劑、10?20kg/m3內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、3.0-5.0kg/m3減水劑、40?50kg/m3鋼纖維和2.0-3.0kg/m3吸波材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:所述細(xì)集料為河砂，其細(xì)度模數(shù)為2.5?3.5，堆積密度為1500-18001^/1113;所述粗集料為為普通碎石，其級(jí)配為5?25mm連續(xù)級(jí)配;堆積密度為1500?1700kg/m3，吸水率為0.1%?1.5%，壓碎值指標(biāo)為6%?16%;所述的減縮增韌劑為聚醚甲基二乙氧基硅烷與氧化石墨烯的混合物;其制備方法為:將聚醚甲基二乙氧基硅烷和氧化石墨烯按1: 0.5的質(zhì)量比例混合，形成減縮增韌劑;所述的減水劑為萘系高效減水劑，其減水率為18 - 2 4 %;膠黏劑為聚乙酸乙烯酯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:所述吸波材料的制備步驟如下: (1)將1.5-2份負(fù)載BaFe12O19的埃洛石納米管和0.4-0.6份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室溫下攪拌3 h后，加入12份聚丙烯，攪拌3 h后形成含磁損耗型納米復(fù)合材料的混合料I; (2)在室溫下，取0.9-1.3份介電損耗型納米復(fù)合材料A，滴加0.3-0.6份γ -(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌I h后，加入10-20份聚丙烯并攪拌1.5 h;再加入0.8-1.2份介電損耗型納米復(fù)合材料B，滴加0.2份γ-(2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，攪拌Ih后，得到混合料2; (3)將混合料I和混合料2同時(shí)裝入高速混合機(jī)中，在300-350r/min轉(zhuǎn)速下分散2_3 h；然后升溫至110-115°C，在450-550 r/min轉(zhuǎn)速下處理20-25 min后，轉(zhuǎn)入冷混鍋中，待溫度降至50-55 °C時(shí)放料得到初混料； (4)將步驟(3)所得初混料置于溫度為170-1800C、轉(zhuǎn)速為70-80 r/min的雙螺桿擠出機(jī)中混煉1-1.5 h后擠出，得到混煉料； (5 )將步驟(4)所得混煉料粉碎處理，即得吸波材料。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:步驟(I)中所述負(fù)載BaFe12O19的埃洛石納米管的制備如下: (1)在20-22°C下，將硝酸鐵(III)九水合物和硝酸鋇加入到去離子水中，攪拌2h后待用； (2)在28-30°C和攪拌下，將2-羥基丙烷-1，2，3-三羧酸滴加入步驟(I)的水溶液中，滴加時(shí)間為0.5 h;滴加完畢后繼續(xù)攪拌3 h后室溫放置待用； (3)將氨水滴加入步驟(2)的溶液中，滴加時(shí)間為Ih; (4)將經(jīng)活化處理的埃洛石納米管加入到步驟(3)的溶液中，超聲2h后，劇烈攪拌I h，然后升溫至87-88°(:，攪拌5.5 h后常溫放置待用； (5)將步驟(4)的混合物在123-125°(:下處理4.5h后，繼續(xù)在855_857°C下處理4 h，得至1J負(fù)載BaFei2〇i9的埃洛石納米管。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:步驟(4)中所述經(jīng)活化處理的埃洛石納米管的制備過程如下: (1)取埃洛石納米管，經(jīng)機(jī)械粉碎處理并用350目篩選后待用； (2)在兩個(gè)相同的6L尼龍罐中各裝入50顆直徑為5 mm的不銹鋼球和40顆直徑為10 mm的不銹鋼球，然后分別加入步驟(I)的埃洛石納米管2.6 kg，再分別滴加360 ml無水乙醇，并用尼龍蓋密封;將兩個(gè)球磨罐對(duì)稱地放入行星式球磨機(jī)中，在轉(zhuǎn)速為350 rpm、且每30分鐘自動(dòng)轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)方向的條件下球磨50 h后，得到長(zhǎng)度為210-240 nm的短切埃洛石納米管； (3)將步驟(2)所得短切埃洛石納米管加入到pH為8、濃度為15wt°/c^Tween 20水溶液中超聲24 h，過濾，用水洗凈后，于68-70°C下真空干燥30 h后，即得經(jīng)活化處理的埃洛石納米管。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:步驟(2)中所述介電損耗型納米復(fù)合材料A的制備過程如下: (1)室溫和攪拌條件下，將0.5份烷基酚聚氧乙烯醚和0.65份硫酸銨加入到22份去離子水中，攪拌3 h后待用； (2)加入1.6份負(fù)載納米銅的改性埃洛石納米管，攪拌2h后，再超聲I h，降溫至1-3°C待用； (3)再加入0.85份四氯化鈦，劇烈攪拌311;然后升溫至23-25°(:，繼續(xù)劇烈攪拌1.5 h后，滴加氨水，滴加時(shí)間為I h;滴加完畢后繼續(xù)攪拌0.5 h，過濾，將粉末用純水洗凈后，在65°C下真空干燥24 h，得到介電損耗型納米復(fù)合材料A。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:步驟(2)中所述負(fù)載納米銅的改性埃洛石納米管由如下方法制得: (1)室溫和攪拌下，將7.15份氯化鉀加入到50份去離子水中，繼續(xù)攪拌1.5h后待用； (2)加入2.89份表面改性埃洛石納米管，攪拌2h后，再超聲2 h，然后加入7.53份聚二烯丙基二甲基氯化銨，劇烈攪拌6 h后過濾，將粉末用純水洗凈后待用； (3)在室溫和攪拌下，將9.4份聚萘甲醛磺酸鈉加入到25份去離子水中，攪拌5h后，加入步驟(2)備好的粉末中，劇烈攪拌5 h后過濾，將粉末用純水洗凈待用； (4)在室溫和攪拌下，將1.2份2-羥基丁二酸和6.25份烷基酚聚氧乙烯醚和步驟(3)備好的粉末同時(shí)加入到去離子水中，繼續(xù)攪拌1.5 h后，加入1.62份二水合氯化銅中，劇烈攪拌I h后超聲4 h，得到溶液待用； (5)在1-3°C下，將7.35份硼氫化鈉加入到28份去離子水中，攪拌0.5 h后，在劇烈攪拌條件下，將硼氫化鈉水溶液滴加到步驟(4)所得的溶液中；滴加完畢后繼續(xù)攪拌2.5 h，過濾，將粉末用純水洗凈后，在70°C下真空干燥30 h，得到負(fù)載納米銅的改性埃洛石納米管。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:步驟(2)中所述介電損耗型納米復(fù)合材料B的制備過程如下: (1)室溫和攪拌下，將5.4份氯化鈉加入到28份去離子水中，繼續(xù)攪拌Ih后待用； (2)將1.95份表面改性的埃洛石納米管加入到步驟(I)的水溶液中，劇烈攪拌2h后，再超聲I h，然后加入6.2份二甲基二烯丙基氯化銨-丙烯酰胺共聚物，劇烈攪拌2 h后過濾，將粉末用純水洗凈后待用； (3)在室溫和攪拌下，將5.85份聚苯乙烯磺酸鈉加入到16份去離子水中，繼續(xù)攪拌2h后，加入步驟(2)備好的粉末，劇烈攪拌2.5 h后過濾，將粉末用純水洗凈，待用； (4)將步驟(3)的粉末加入到17份去離子水中，攪拌2h后，加入6.2份二甲基二烯丙基氯化銨-丙烯酰胺共聚物，劇烈攪拌3 h后過濾，將粉末用純水洗凈后待用； (5)在室溫和攪拌下，將步驟(4)的粉末和3.0份辛基酚聚氧乙烯醚同時(shí)加入到22份去離子水中，繼續(xù)攪拌2 h后，加入103份2-羥基丙烷-1，2，3_三羧酸并攪拌0.5 h，然后加入I.5份六水合二氯化鎳，劇烈攪拌3 h，再降溫至1-3 V，得到溶液待用； (6)在1-3°C下，將5.8份硼氫化鈉加入到20份離子水中，攪拌15min后，在1_3°C和劇烈攪拌下，滴加到步驟(5)的溶液中，滴加時(shí)間為I h;滴加完畢后過濾，將粉末用純水洗凈后，在70°C下真空干燥30 h，得到介電損耗型納米復(fù)合材料B。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土，其特征在于:所述表面改性埃洛石納米管由如下方法制得: 將經(jīng)活化處理的埃洛石納米管3.2 kg，加入到46 L三氯甲烷中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下室溫超聲處理5 h后，加入122 ml三氟化硼乙醚絡(luò)合物并室溫?cái)嚢?.5 h;再在-10?12°C和攪拌條件下，控制8 h時(shí)間緩慢滴加610 ml 3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷甲醇，滴加完畢后于-9?ITC繼續(xù)攪拌24 h;然后加入900 ml無水乙醇，按5000-5300 rpm的轉(zhuǎn)速離心處理0.5 h，分離回收溶劑，粉末經(jīng)無水乙醇洗凈，并在室溫下真空干燥20 h，得到3.47-3.61 kg表面改性的埃洛石納米管。10.—種如權(quán)利要求1所述的具有防電磁輻射的抗裂混凝土的制備方法，其特征在于:具體方法為: (1)將水泥、粉煤灰、細(xì)集料、粗集料、內(nèi)養(yǎng)護(hù)劑、鋼纖維、吸波材料倒入混凝土攪拌機(jī)中干摔30?60s， (2)再加入水、減水劑、和減縮增韌劑，繼續(xù)拌合60?120s，得到高韌性低收縮抗裂混凝土。
【文檔編號(hào)】C04B28/00GK106082799SQ201610400657
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】肖三霞
【申請(qǐng)人】福建江夏學(xué)院