一种电磁防治水泥砂浆材料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种电磁防治水泥砂浆材料及其制备方法，其在2～10GHz内具有良 好的电磁吸收性能，适用于民用建筑领域的低频电磁防治。

背景技术：

随着我国经济的发展以及国民生活水平的提高，各种现代化的电子设备越来越 普及，广播电视设备电磁辐射、通讯导航发射设备电磁辐射、工业科教医疗高频设 备电磁辐射以及交通运输系统电磁辐射、高压电力系统电磁场以及家用微波炉、冰 箱、电视等等不同频率的电磁辐射遍布了人们生活的空间，不同频率的电磁波混合 在一起，形成了场强的叠加，给人们身体和生活带来了严重的危害。

在电磁防治水泥材料中，目前研究得比较多的电磁屏蔽混凝土材料，屏蔽的频率 大多在10GHz以下，且主要用于防止电磁信号的泄露和外部的电磁干扰，对空间辐 射传播的电磁波难以实现有效的吸收衰减。目前电磁波的防治研究主要集中在高频 波段且主要吸收材料为铁氧体，适用于民用领域的低频电磁防治的水泥砂浆材料还 没有。在现有的混凝土中，加入钢纤维的混凝土材料在2～18GHz频率范围内有一 定的吸波效果，4dB带宽最高可达15.28GHz，最大吸收率可达到9.8dB，在民用领 域利用这种材料进行电磁防治能够起到一定的效果，但同时由于钢纤维的使用大大 增加了建造成本和难度。

发明内容：

本发明的目的是为了改进电磁屏蔽混凝土在电磁防治上的不足而提供了一种性 能良好的电磁防治水泥砂浆材料，本发明的另一目的还提供了上述材料的制备方 法。

本发明的技术方案为：一种电磁防治水泥砂浆材料，其原料组分及各组分的质 量份数为：PII型硅酸盐水泥100份、标准砂250～350份、水45～55份和波浪形异型 碳素钢纤维7～27份。

其中所述的PII型硅酸盐水泥为425号或525号普通硅酸盐水泥。

其中所述的波浪形异型碳素钢纤维纯度为98～100％，杂质百分含量为0～2.0％， 长度介于10～40mm，长径比为25～35。

本发明还提供了上述电磁防治水泥砂浆材料的制备方法为，其具体步骤如下： 按照原料组分中各组分的质量份数称量硅酸盐水泥、标准砂、异型钢纤维以及水， 在水泥砂浆搅拌机中进行自动搅拌，将混合均匀的浆料倒入模具并振动密实后，湿 养护，得到电磁防治水泥砂浆材料。

上述水泥砂浆搅拌机中搅拌30～90s，湿养护温度为20～35℃，湿养护时间1～8 月。

本发明获得的电磁吸防治水泥砂浆材料在2-10GHz范围内反射率小于5dB。

有益效果：

本发明提供的掺波浪型碳素钢纤维水泥砂浆在2-10GHz范围内，水泥砂浆体的 电磁反射率均小于5dB，最小达到12.7dB，电磁反射率小于5dB的带宽超过 7.5GHz，满足了室内电磁防护的技术要求。

附图说明：

图1为实施例1所制备的10mm厚水泥砂浆的反射率图。

图2为实施例2所制备的15mm厚水泥砂浆的反射率图。

图3为实施例3所制备的20mm厚水泥砂浆的反射率图。

图4为实施例4所制备的25mm厚水泥砂浆的反射率图。

图5为实施例5所制备的25mm厚水泥砂浆的反射率图。

图6为实施例6所制备的30mm厚水泥砂浆的反射率图。

具体实施：

下面给出本发明的一些实施例：

实施例1：在1000g的425号硅酸盐水泥(PII型，中国水泥厂)中加入3000g 标准砂、500ml的水和160g的15mm长的波浪型碳素钢纤维(长径比为30，嘉兴市 经纬钢纤维有限公司生产，纯度大于99％)，在水泥砂浆搅拌机中进行自动搅拌60 秒，将混合均匀的浆料倒入厚度为10mm模具中并振动密实，常温养护240天。在 2～10GHz频率范围进行电磁性能的测试，除了2.44～2.80GHz以及5.28～6.24GHz两 个频段范围外，所有频率处的反射率均小于-5dB，最小达到-12.7dB。如图1所示。

实施例2：在1000g的425号硅酸盐水泥中(PII型，中国水泥厂)加入2500g 标准砂、550ml的水和140g的15mm长的波浪型碳素钢纤维(长径比为28，嘉兴市 经纬钢纤维有限公司生产)，在水泥砂浆搅拌机中进行自动搅拌50秒，将混合均匀 的浆料倒入厚度为15mm模具中并振动密实，常温养护240天。在2～10GHz频率范 围进行电磁性能的测试，所频率处的反射率均小于-5dB，最低可达到-7.68dB。如图 2所示。

实施例3：在1000g的525号水泥(PII型，中国水泥厂)中加入3500g标准 砂、550ml的水和140g的30mm长的波浪型碳素钢纤维(长径比为30，嘉兴市经纬 钢纤维有限公司生产)，在水泥砂浆搅拌机中进行自动搅拌60秒，将混合均匀的浆 料倒入厚度为20mm模具中并振动密实，常温养护210天。在2～10GHz频率范围进 行电磁性能的测试，所频率处的反射率均小于-5dB，最低可达到-12.3dB。如图3所 示。

实施例4：在1000g的525号水泥中加入2800g标准砂、500ml的水和152g的 30mm长的波浪型碳素钢纤维(嘉兴市经纬钢纤维有限公司生产)，在水泥砂浆搅拌 机中进行自动搅拌60秒，将混合均匀的浆料倒入厚度为25mm模具中并振动密实， 常温养护240天。在2～10GHz频率范围进行电磁性能的测试，所频率处的反射率均 小于-5.2dB，最低可达到-9.1dB。如图4所示。

实施例5：在450g的425号硅酸盐水泥(PII型，中国水泥厂)中加入1350g 标准砂、225ml的水和36g的15mm长的波浪型碳素钢纤维(长径比为28，嘉兴市 经纬钢纤维有限公司生产)，在水泥砂浆搅拌机中进行自动搅拌60秒，将混合均匀 的浆料倒入厚度为25mm模具中并振动密实，常温养护240天。在2～10GHz频率范 围进行电磁性能的测试，所频率处的反射率均小于-5.1dB，最低可达到-7.5dB。如图 5所示。

实施例6：在450g的425号硅酸盐水泥(PII型，中国水泥厂)中加入1300g标 准砂、230ml的水和110g的30mm长的波浪型碳素钢纤维(长径比为31，嘉兴市经 纬钢纤维有限公司生产)，在水泥砂浆搅拌机中进行自动搅拌60秒，将混合均匀的 浆料倒入厚度为30mm模具中并振动密实，常温养护210天。在2～10GHz频率范围 进行电磁性能的测试，所频率处的反射率均小于-5.3dB，最低可达到-8.9dB。如图6 所示。