一种具有防电磁辐射的抗裂混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有防电磁辐射的抗裂混凝土及其制备方法。该混凝土由135~155kg/m3水、320~380kg/m3水泥、20~40kg/m3粉煤灰、600~800kg/m3细集料、950~1150kg/m3粗集料、2.0~3.0kg/m3减缩增韧剂、10～20kg/m3内养护剂、3.0~5.0kg/m3减水剂、40～50kg/m3钢纤维和2.0~3.0kg/m3吸波材料等原料制得。所得混凝土的韧性、密实性、抗裂性能、抗冲击性能和抗渗性能均得到增强，还具有防辐射波的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种具有防电磁辐射的抗裂混凝土及其制备方法。
技术介绍
目前，作为继水污染、空气污染和噪声污染之后的第四大全球性环境问题，电磁波辐射的危害日益严重。相应地，各类建筑设施的电磁波辐射防护也日益重要。特别是与雷达、微波基站、大功率无线通信发射台等邻近的建筑，内部安置有大量精密电子仪器的科研院所、医院、银行等单位的功能性建筑，与国家安全密切相关的国防和行政部门的关键性建筑，其电磁波的防护尤为重要。混凝土是使用量最大的建筑材料，开发具有电磁波吸收功能，可以有效衰减建筑室内外电磁波的混凝土材料意义重大。专利技术专利ZL 201010266982.0采用高铁磨细钢渣、玄武岩纤维、陶砂等，制备了一种高铁磨细钢渣轻质高韧性吸波混凝土，该混凝土在8~18 GHz 频率范围内，反射率小于-7dB 的带宽为10GHz。随着高层建筑的迅速发展， 对混凝土的施工要求越来越高， 泵送混凝土已经成为混凝土施工的重要手段。为了提高混凝土的工作性能， 不可避免地会增加混凝土的用水量， 混凝土的开裂渗透问题也就更加日益突出。 而且， 高层建筑物对地下室结构的要求也越来越高， 特别是地下水位较高的地区， 其防止渗漏的问题更加突出。但是， 目前高层建筑混凝土地下室墙裂纹的现象普遍存在， 不仅因渗漏而影响建筑物的使用， 而且还严重降低建筑物的耐久性， 对今后处理补救造成极大困难。 据统计， 当前我国城市建筑物的漏水率约为60%， 竣工的漏水房屋高达37%， 每年因建筑物渗漏维修便消耗大量资金。高性能混凝土已经成为一种发展趋势，因此如何得到一种增韧，抗裂，并具有防电磁辐射的高性能混凝土是一个重要的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有防电磁辐射的抗裂混凝土及其制备方法。所得混凝土的韧性、密实性、 抗裂性能、 抗冲击性能和抗渗性能均得到增强，还具有防辐射波的功能。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具有防电磁辐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细集料、950~1150kg/m3粗集料、2.0~3.0kg/m3减缩增韧剂、10～20kg/m3内养护剂、3.0~5.0kg/m3减水剂、40～50kg/m3钢纤维和2.0~3.0kg/m3吸波材料。其制备过程如下：（1）将水泥、粉煤灰、细集料、粗集料、内养护剂、钢纤维、吸波材料倒入混凝土搅拌机中干拌30～60s，（2）再加入水、减水剂、和减缩增韧剂，继续拌合60～120s，得到高韧性低收缩抗裂混凝土。所述细集料为河砂，其细度模数为2.5 ～ 3.5，堆积密度为1500-1800kg/m3。所述粗集料为为普通碎石，其级配为 5～ 25mm连续级配；堆积密度为1500 ～1700kg/m3， 吸水率为0.1% ～ 1.5%， 压碎值指标为6% ～ 16%。所述的减缩增韧剂为聚醚甲基二乙氧基硅烷与氧化石墨烯的混合物；其制备方法为：将聚醚甲基二乙氧基硅烷和氧化石墨烯按1：0.5的质量比例混合，形成减缩增韧剂。所述的减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%；胶黏剂为聚乙酸乙烯酯。其中吸波材料由如下原料制得：介电损耗型纳米复合材料A、负载BaFe12O19的埃洛石纳米管、份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、介电损耗型纳米复合材料B、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、22-32份聚丙烯。该吸波材料的制备步骤如下：（1）将1.5-2份负载BaFe12O19的埃洛石纳米管和0.4-0.6份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌3 h后，加入12份聚丙烯，搅拌3 h后形成含磁损耗型纳米复合材料的混合料1；（2）在室温下，取0.9-1.3份介电损耗型纳米复合材料A，滴加0.3-0.6份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，加入10-20份聚丙烯并搅拌1.5 h；再加入0.8-1.2份介电损耗型纳米复合材料B，滴加0.2份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，得到混合料2；（3）将混合料1和混合料2同时装入高速混合机中，在300-350 r/min转速下分散2-3 h；然后升温至110-115℃，在450-550 r/min转速下处理20-25 min后，转入冷混锅中，待温度降至50-55℃时放料得到初混料；（4）将步骤(3)所得初混料置于温度为170-180℃、转速为70-80 r/min 的双螺杆挤出机中混炼1-1.5 h后挤出，得到混炼料；（5）将步骤(4)所得混炼料粉碎处理，即得吸波材料。其中负载BaFe12O19的埃洛石纳米管的制备如下：（1）在20-22℃下，将硝酸铁(III)九水合物和硝酸钡加入到去离子水中，搅拌2 h后待用；（2）在28-30℃和搅拌下，将2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸滴加入步骤(1)的水溶液中，滴加时间为0.5 h；滴加完毕后继续搅拌3 h后室温放置待用；（3）将氨水滴加入步骤(2)的溶液中，滴加时间为1 h；（4）将经活化处理的埃洛石纳米管加入到步骤(3)的溶液中，超声2 h后，剧烈搅拌1 h，然后升温至87-88℃，搅拌5.5 h后常温放置待用。（5）将步骤(4)的混合物在123-125℃下处理4.5 h后，继续在855-857℃下处理4 h，得到负载BaFe12O19的埃洛石纳米管。其中经活化处理的埃洛石纳米管的制备过程如下：（1）取埃洛石纳米管，经机械粉碎处理并用350目筛选后待用；（2）在两个相同的6 L尼龙罐中各装入50颗直径为5 mm的不锈钢球和40颗直径为10 mm的不锈钢球，然后分别加入步骤（1）的埃洛石纳米管2.6 kg，再分别滴加360 ml无水乙醇，并用尼龙盖密封。将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为350 rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨50 h后，得到长度为210-240 nm的短切埃洛石纳米管；（3）将步骤（2）所得短切埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15 wt%的Tween 20水溶液中超声24 h，过滤，用水洗净后，于68-70℃下真空干燥30 h后，即得经活化处理的埃洛石纳米管。其中介电损耗型纳米复合材料A的制备过程如下：（1）室温和搅拌条件下，将0.5份烷基酚聚氧乙烯醚和0.65份硫酸铵加入到22份去离子水中，搅拌3 h后待用；（2）加入1.6份负载纳米铜的改性埃洛石纳米管，搅拌2 h后，再超声1 h，降温至1-3℃待用；（3）再加入0.85份四氯化钛，剧烈搅拌3 h；然后升温至23-25℃，继续剧烈搅拌1.5 h后，滴加氨水，滴加时间为1 h；滴加完毕后继续搅拌0.5 h，过滤，将粉末用纯水洗净后，在65℃下真空干燥24 h，得到介电损耗型纳米复合材料A，其中纳米铜晶粒的平均粒径为2-6 nm。其中介电损耗型纳米复合材料B的制备过程如下：（1）室温和搅拌下，将5.4份氯化钠加入到28份去离子水中，继续搅拌1 h后待用；（2）将1.95份表面改性的埃洛石纳米管加入到步骤(1)的水溶液中，剧烈搅拌2 h后，再超声1 h，然后加入6.2份二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物，剧烈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有防电磁辐射的抗裂混凝土，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细集料、950~1150kg/m3粗集料、2.0~3.0kg/m3减缩增韧剂、10～20kg/m3内养护剂、3.0~5.0kg/m3减水剂、40～50kg/m3钢纤维和2.0~3.0kg/m3吸波材料。

【技术特征摘要】
1.一种具有防电磁辐射的抗裂混凝土，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细集料、950~1150kg/m3粗集料、2.0~3.0kg/m3减缩增韧剂、10～20kg/m3内养护剂、3.0~5.0kg/m3减水剂、40～50kg/m3钢纤维和2.0~3.0kg/m3吸波材料。2.根据权利要求1所述的具有防电磁辐射的抗裂混凝土，其特征在于：所述细集料为河砂，其细度模数为2.5 ～ 3.5，堆积密度为1500-1800kg/m3；所述粗集料为为普通碎石，其级配为 5～ 25mm连续级配；堆积密度为1500 ～1700kg/m3， 吸水率为0.1% ～ 1.5%， 压碎值指标为6% ～ 16%；所述的减缩增韧剂为聚醚甲基二乙氧基硅烷与氧化石墨烯的混合物；其制备方法为：将聚醚甲基二乙氧基硅烷和氧化石墨烯按1：0.5的质量比例混合，形成减缩增韧剂；所述的减水剂为萘系高效减水剂，其减水率为18-24%；胶黏剂为聚乙酸乙烯酯。3.根据权利要求1所述的具有防电磁辐射的抗裂混凝土，其特征在于：所述吸波材料的制备步骤如下：（1）将1.5-2份负载BaFe12O19的埃洛石纳米管和0.4-0.6份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌3 h后，加入12份聚丙烯，搅拌3 h后形成含磁损耗型纳米复合材料的混合料1；（2）在室温下，取0.9-1.3份介电损耗型纳米复合材料A，滴加0.3-0.6份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，加入10-20份聚丙烯并搅拌1.5 h；再加入0.8-1.2份介电损耗型纳米复合材料B，滴加0.2份γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌1 h后，得到混合料2；（3）将混合料1和混合料2同时装入高速混合机中，在300-350 r/min转速下分散2-3 h；然后升温至110-115℃，在450-550 r/min转速下处理20-25 min后，转入冷混锅中，待温度降至50-55℃时放料得到初混料；（4）将步骤(3)所得初混料置于温度为170-180℃、转速为70-80 r/min 的双螺杆挤出机中混炼1-1.5 h后挤出，得到混炼料；（5）将步骤(4)所得混炼料粉碎处理，即得吸波材料。4.根据权利要求3所述的具有防电磁辐射的抗裂混凝土，其特征在于：步骤（1）中所述负载BaFe12O19的埃洛石纳米管的制备如下：（1）在20-22℃下，将硝酸铁(III)九水合物和硝酸钡加入到去离子水中，搅拌2 h后待用；（2）在28-30℃和搅拌下，将2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸滴加入步骤(1)的水溶液中，滴加时间为0.5 h；滴加完毕后继续搅拌3 h后室温放置待用；（3）将氨水滴加入步骤(2)的溶液中，滴加时间为1 h；（4）将经活化处理的埃洛石纳米管加入到步骤(3)的溶液中，超声2 h后，剧烈搅拌1 h，然后升温至87-88℃，搅拌5.5 h后常温放置待用；（5）将步骤(4)的混合物在123-125℃下处理4.5 h后，继续在855-857℃下处理4 h，得到负载BaFe12O19的埃洛石纳米管。5.根据权利要求4所述的具有防电磁辐射的抗裂混凝土，其特征在于：步骤（4）中所述经活化处理的埃洛石纳米管的制备过程如下：（1）取埃洛石纳米管，经机械粉碎处理并用350目筛选后待用；（2）在两个相同的6 L尼龙罐中各装入50颗直径为5 mm的不锈钢球和40颗直径为10 mm的不锈钢球，然后分别加入步骤（1）的埃洛石纳米管2.6 kg，再分别滴加360 ml无水乙醇，并用尼龙盖密封；将两个球磨罐对称地放入行星式球磨机中，在转速为350 rpm、且每30分钟自动转换旋转方向的条件下球磨50 h后，得到长度为210-240 nm的短切埃洛石纳米管；（3）将步骤（2）所得短切埃洛石纳米管加入到pH为8、浓度为15 wt%的Tween 20水溶液中超声24 h，过滤，用水洗净后，于68-70℃下真空干燥30 h后，即得经活化处理的埃洛石纳米管。6.根据权利要求3所述的具有防电磁辐射的抗裂混凝土，其特征在于：步骤（2）中所述介电损耗型纳米复合材料A的制备过程...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖三霞，
申请(专利权)人：福建江夏学院，
类型：发明
国别省市：福建;35