【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能建筑材料，具体涉及一种长远距离无线识别数字骨料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、混凝土制品、预制构件和现浇结构的生产制备过程复杂，信息化程度低，这些混凝土制品或结构在服役时产生质量问题时，通常难以进行溯源。利用二维码技术来储存混凝土产品信息，将二维码粘贴在制品或结构表面，可以对混凝土制品或结构进行标识。然而，二维码耐候性差，同时在结构表面使用时易污染、易磨损和易脱落，甚至还有人为破坏问题，造成二维码使用寿命较低，无法与混凝土制品同寿命。
2、此外，射频电子标签相对于二维码，虽然具有耐久性高的优点，但在实际使用过程中发现，混凝土材料内部的各种硅酸盐矿化及其水化产物、水等物相对射频信号的衰减较大。同时，混凝土内部的钢筋等金属材料对射频信号产生屏蔽作用，导致信号读取距离较近。将射频电子标签预埋进混凝土2cm时，可测到射频信号的距离不足0.5m，这大大限制了射频电子标签在混凝土制品中的应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种长远距离无线识别数字骨料及其制备方法与应用，本专利技术提供的长远距离无线识别数字骨料信号传输性能好，力学强度高，且与混凝土相容性好。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种长远距离无线识别数字骨料，包括第一骨料模块和第二骨料模块；
4、所述第一骨料模块的原料包括射频部件、第一碳矿化材料、第一改性剂、第一增强剂和水；
5、所述第二
6、所述射频部件由相连接的射频芯片与射频天线组成；
7、所述波反射剂包括铁微粉、氧化铁粉、氧化铝粉和氧化铜粉中的一种或几种。
8、优选的，所述第一骨料模块中第一碳矿化材料、第一改性剂、第一增强剂和水的质量比为(15～54):(1.5～10.8):(0.8～4.2):(2.4～8.2)。
9、优选的，所述第二骨料模块中第二碳矿化材料、波反射剂、第二改性剂、第二增强剂和水的质量比为(15～54):(1.5～16.2):(1.5～10.8):(0.8～4.2):(2.4～8.2)。
10、优选的，所述第一碳矿化材料和第二碳矿化材料独立包括硅酸三钙、γ型硅酸二钙、β型硅酸二钙、硅酸一钙、二硅酸三钙、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙和氧化镁中的一种或几种；所述第一碳矿化材料和第二碳矿化材料的粒径独立＜150μm。
11、优选的，所述波反射剂的粒径＜20μm。
12、优选的，所述第一改性剂和第二改性剂独立包括碳酸钙微粉、碳酸镁微粉、石灰石粉和贝壳粉中的一种或几种；所述第一改性剂和第二改性剂的粒径独立＜20μm。
13、优选的，所述第一增强剂和第二增强剂独立包括壳聚糖、海藻酸钠、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或几种。
14、本专利技术还提供了上述技术方案所述长远距离无线识别数字骨料的制备方法，包括以下步骤：
15、将第一碳矿化材料、第一改性剂、第一增强剂和水混合，所得第一混合料和射频部件置于第一模具中，依次进行第一压制成型和在二氧化碳氛围中进行第一矿化，得到第一骨料模块；
16、将波反射剂、第二碳矿化材料、第二改性剂、第二增强剂和水混合，所得第二混合料置于第二模具中，依次进行第二压制成型和在二氧化碳氛围中进行第二矿化，得到第二骨料模块；
17、将所述第一骨料模块和第二骨料模块进行组装，得到长远距离无线识别数字骨料。
18、优选的，所述第一矿化和第二矿化的温度独立为5～90℃；所述第一矿化和第二矿化的时间独立为12～48h。
19、本专利技术还提供了上述技术方案所述长远距离无线识别数字骨料或上述技术方案所述制备方法制备的长远距离无线识别数字骨料在混凝土制品的标识管理与质量溯源中的应用。
20、本专利技术提供了一种长远距离无线识别数字骨料，包括第一骨料模块和第二骨料模块；所述第一骨料模块的原料包括射频部件、第一碳矿化材料、第一改性剂、第一增强剂和水；所述第二骨料模块的原料包括波反射剂、第二碳矿化材料、第二改性剂、第二增强剂和水；所述射频部件由相连接的射频芯片与射频天线组成；所述波反射剂包括铁微粉、氧化铁粉、氧化铝粉和氧化铜粉中的一种或几种。
21、本专利技术提供的长远距离无线识别数字骨料包括第一骨料模块和第二骨料模块，其中第一骨料模块含有射频部件，可对混凝土制品进行有效信息储存与身份标识，接收并发射射频信号，第二骨料模块含有波反射剂，可增强第一骨料模块射频信号传输，同时降低金属材料对射频信号的屏蔽。本专利技术制备的第一、第二骨料模块主要成分均为碳矿化材料，物相单一，阻抗大，对射频信号衰减低。改性剂均匀分散在数字骨料的第一、第二骨料模块中，可提高数字骨料的电学阻抗，降低电磁波信号的传输衰减，增强剂可以在矿化反应中诱导生成更多碳酸盐矿物，形成仿贝壳梯度结构，提高数字骨料各模块力学强度，在改性剂与增强剂作用下，碳矿化材料矿化反应形成的仿贝壳梯度结构，具有优异的力学性能。因此，本专利技术提供的数字骨料信号传输性能好，力学强度高，且与混凝土相容性好。本专利技术技术原理简单、效果明显，可在混凝土制品、预制构件或现浇结构的标识管理与质量溯源中广泛应用。
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1.一种长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，包括第一骨料模块和第二骨料模块；
2.根据权利要求1所述的长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，所述第一骨料模块中第一碳矿化材料、第一改性剂、第一增强剂和水的质量比为(15～54):(1.5～10.8):(0.8～4.2):(2.4～8.2)。
3.根据权利要求1所述的长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，所述第二骨料模块中第二碳矿化材料、波反射剂、第二改性剂、第二增强剂和水的质量比为(15～54):(1.5～16.2):(1.5～10.8):(0.8～4.2):(2.4～8.2)。
4.根据权利要求1所述的长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，所述第一碳矿化材料和第二碳矿化材料独立包括硅酸三钙、γ型硅酸二钙、β型硅酸二钙、硅酸一钙、二硅酸三钙、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙和氧化镁中的一种或几种；所述第一碳矿化材料和第二碳矿化材料的粒径独立＜150μm。
5.根据权利要求1所述的长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，所述波反射剂的粒径＜20μm。
6.根据权利要求1所述的长远距
7.根据权利要求1所述的长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，所述第一增强剂和第二增强剂独立包括壳聚糖、海藻酸钠、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或几种。
8.权利要求1～7任一项所述长远距离无线识别数字骨料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一矿化和第二矿化的温度独立为5～90℃；所述第一矿化和第二矿化的时间独立为12～48h。
10.权利要求1～7任一项所述长远距离无线识别数字骨料或权利要求8或9所述制备方法制备的长远距离无线识别数字骨料在混凝土制品的标识管理与质量溯源中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，包括第一骨料模块和第二骨料模块；
2.根据权利要求1所述的长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，所述第一骨料模块中第一碳矿化材料、第一改性剂、第一增强剂和水的质量比为(15～54):(1.5～10.8):(0.8～4.2):(2.4～8.2)。
3.根据权利要求1所述的长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，所述第二骨料模块中第二碳矿化材料、波反射剂、第二改性剂、第二增强剂和水的质量比为(15～54):(1.5～16.2):(1.5～10.8):(0.8～4.2):(2.4～8.2)。
4.根据权利要求1所述的长远距离无线识别数字骨料，其特征在于，所述第一碳矿化材料和第二碳矿化材料独立包括硅酸三钙、γ型硅酸二钙、β型硅酸二钙、硅酸一钙、二硅酸三钙、氢氧化钙、氢氧化镁、氧化钙和氧化镁中的一种或几种；所述第一碳矿化材料和第二碳矿化材料的粒径独立＜150μm。
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄煌煌，闫福璐，王发洲，刘志超，胡曙光，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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