一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，属于建筑材料加工技术领域，包括如下步骤：(1)原料称取；(2)纳米碳纤维分散液的制备；(3)纳米碳纤维增强混凝土拌合物的制备；(4)纳米碳纤维增强混凝土的制备。本申请提供了一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，通过本申请方法制备的混凝土在满足结构抗力的同时兼具有效的电磁屏蔽效能，实现材料的多功能化，具有重要的军事价值与意义。

【技术实现步骤摘要】
一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法
本专利技术属于建筑材料加工
，具体涉及一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法。
技术介绍
随着高性能、高精度、高毁伤武器的不断发展，军事设施、国防工程面临着更强的外部应力、更有力的武器侵彻、更强烈的爆炸冲击破坏等不利因素的影响。与此同时，随着电子技术的迅猛发展，尤其电磁技术的不断革新，现代战争的形式也已然发生了转变，从传统的武器打击逐渐转移到对指挥通讯系统、电子设备及信息化武器等的毁伤和干扰，各种新型雷达、先进探测器，甚至电磁波武器相继问世，对，军事设施、国防工程的电磁屏蔽技术提出了新的更高的要求。目前，混凝土仍是建设军事设施、国防工程的主要材料，提高军事设施、国防工程的抗打击及抗电磁干扰能力即是对混凝土材料的强度和电磁屏蔽效能的提升。新型混凝土材料的研发和选用，是提升军事设施、国防工程的抗冲击能力和电磁屏蔽效能的重中之重。随着现代材料科学的不断进步，特别是纳米技术在各学科领域的渗透，使得传统混凝土向高强度、高性能、多功能和智能化方向发展成为可能。纳米碳纤维(Carbonnanofibers，CNFs)是化学气相生长碳纤维的一种形式，是通过裂解气相碳氢化合物而制备出的一种非连续的纳米级尺寸石墨纤维，既具有碳纤维的固有性质，又具备纳米材料的小尺寸和活性效应，是一种性能优异的多功能材料。同时，CNFs的比表面积比常规粗粉大3～4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率比常规材料大得多，因此CNFs对外部电磁波能够进行大量的吸收和消耗，表现出良好的电磁屏蔽效能。因此，纳米碳纤维增强混凝土可作为电磁屏蔽层材料和结构材料应用于军事设施、国防工程，在满足结构高抗力要求的同时兼具有效的电磁屏蔽效能，实现材料的多功能化，具有重要的军事价值与意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，包括如下步骤：(1)原料称取：称取相应方重的水泥水泥495kg/m3、碎石1008kg/m3、砂672kg/m3、水180kg/m3、消泡剂0～0.9kg/m3、减水剂0～15kg/m3、纳米碳纤维0～0.9kg/m3备用；(2)纳米碳纤维分散液的制备：A.将步骤(1)中称取的减水剂倒入步骤(1)中称取的水中，利用电动搅拌机搅拌120r/min搅拌60s；B.将步骤(1)中称取的纳米碳纤维和半份消泡剂倒入到操作A中的搅拌机内，以300r/min搅拌150s，然后掺入剩余的半份消泡剂，手动搅拌5min，直至纳米碳纤维分散液中无明显气泡存在；(3)纳米碳纤维增强混凝土拌合物的制备：A.在强制式搅拌机中加入步骤(1)中称取的砂、碎石，搅拌60s，再加入步骤(1)中称取的水泥，搅拌60s；B.边搅拌边将步骤(2)种制备的纳米碳纤维分散液加入到操作A中的强制式搅拌机内，加入完成后再搅拌120s；(4)纳米碳纤维增强混凝土的制备：将步骤(3)中制得的纳米碳纤维增强混凝土拌合物倒出，人工翻拌60s，然后进行浇筑后置于室内静置1d后拆模，将成型试件迅速移入养护箱内进行标准养护即可。进一步地，步骤(1)中所述的水泥为陕西秦岭水泥集团生产的42.5RP·O水泥。进一步地，步骤(1)中所述的碎石为粒径范围5～20mm的石灰岩碎石，容重为2700kg/m3，整体含泥量为0.2％，堆积密度为1.62kg/L。进一步地，步骤(1)中所述的砂产自灞河的洁净中砂，中砂容重为2630kg/m3，细度模数为2.8，整体含泥量为1.1％，堆积密度为1.5kg/L。进一步地，步骤(1)中所述的减水剂为陕西浩宇混凝土外加剂有限公司生产的JKPCA-02型FDN高效减水剂。进一步地，步骤(1)中所述的消泡剂为陕西蓝鑫化工有限公司生产的磷酸三丁酯消泡剂。进一步地，步骤(1)中所述的水为自来水。进一步地，步骤(1)中所述的CNFs为北京德克岛金科技有限公司生产的纳米碳纤维，其纯度为99.9％，单丝直径为100～200mm，长径比为70，导热系数为2000W·(m·℃)-1，电阻率＜0.012Ω·cm，热膨胀系数为1℃-1，比表面积为300m2·g-1，密度为0.18g·cm-3。进一步地，步骤(4)中所述的标准养护时温度范围维持在20±2℃，相对湿度RH＞95％。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本申请提供了一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，通过本申请方法制备的混凝土在满足结构抗力的同时兼具有效的电磁屏蔽效能，实现材料的多功能化，具有重要的军事价值与意义。具体实施方式一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，包括如下步骤：(1)原料称取：称取相应方重的水泥495kg/m3、碎石1008kg/m3、砂672kg/m3、水180kg/m3、消泡剂0～0.9kg/m3、减水剂0～15kg/m3、纳米碳纤维0～0.9kg/m3备用；(2)纳米碳纤维分散液的制备：A.将步骤(1)中称取的减水剂倒入步骤(1)中称取的水中，利用电动搅拌机搅拌120r/min搅拌60s；B.将步骤(1)中称取的纳米碳纤维和半份消泡剂倒入到操作A中的搅拌机内，以300r/min搅拌150s，然后掺入剩余的半份消泡剂，手动搅拌5min，直至纳米碳纤维分散液中无明显气泡存在；(3)纳米碳纤维增强混凝土拌合物的制备：A.在强制式搅拌机中加入步骤(1)中称取的砂、碎石，搅拌60s，再加入步骤(1)中称取的水泥，搅拌60s；B.边搅拌边将步骤(2)种制备的纳米碳纤维分散液加入到操作A中的强制式搅拌机内，加入完成后再搅拌120s；(4)纳米碳纤维增强混凝土的制备：将步骤(3)中制得的纳米碳纤维增强混凝土拌合物倒出，人工翻拌60s，然后进行浇筑后置于室内静置1d后拆模，将成型试件迅速移入养护箱内进行标准养护即可。步骤(1)中所述的水泥为陕西秦岭水泥集团生产的42.5RP·O水泥。步骤(1)中所述的碎石为粒径范围5～20mm的石灰岩碎石，容重为2700kg/m3，整体含泥量为0.2％，堆积密度为1.62kg/L。步骤(1)中所述的砂产自灞河的洁净中砂，中砂容重为2630kg/m3，细度模数为2.8，整体含泥量为1.1％，堆积密度为1.5kg/L。步骤(1)中所述的减水剂为陕西浩宇混凝土外加剂有限公司生产的JKPCA-02型FDN高效减水剂。步骤(1)中所述的消泡剂为陕西蓝鑫化工有限公司生产的磷酸三丁酯消泡剂。步骤(1)中所述的水为自来水。步骤(1)中所述的CNFs为北京德克岛金科技有限公司生产的纳米碳纤维，其纯度为99.9％，单丝直径为100～200mm，长径比为70，导热系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)原料称取：/n称取相应方重的水泥495kg/m

【技术特征摘要】
1.一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)原料称取：
称取相应方重的水泥495kg/m3、碎石1008kg/m3、砂672kg/m3、水180kg/m3、消泡剂0～0.9kg/m3、减水剂0～15kg/m3、纳米碳纤维0～0.9kg/m3备用；
(2)纳米碳纤维分散液的制备：
A.将步骤(1)中称取的减水剂倒入步骤(1)中称取的水中，利用电动搅拌机搅拌120r/min搅拌60s；
B.将步骤(1)中称取的纳米碳纤维和半份消泡剂倒入到操作A中的搅拌机内，以300r/min搅拌150s，然后掺入剩余的半份消泡剂，手动搅拌5min，直至纳米碳纤维分散液中无明显气泡存在；
(3)纳米碳纤维增强混凝土拌合物的制备：
A.在强制式搅拌机中加入步骤(1)中称取的砂、碎石，搅拌60s，再加入步骤(1)中称取的水泥，搅拌60s；
B.边搅拌边将步骤(2)种制备的纳米碳纤维分散液加入到操作A中的强制式搅拌机内，加入完成后再搅拌120s；
(4)纳米碳纤维增强混凝土的制备：
将步骤(3)中制得的纳米碳纤维增强混凝土拌合物倒出，人工翻拌60s，然后进行浇筑后置于室内静置1d后拆模，将成型试件迅速移入养护箱内进行标准养护即可。


2.根据权利要求1所述一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的水泥为陕西秦岭水泥集团生产的42.5RP·O水泥。


3.根据权利要求1所述一种用纳米碳纤维增强混凝土抗力、电磁屏蔽性能的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的碎石为粒径范围5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志航，聂良学，许金余，白二雷，孟欣，夏伟，黄哲，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61