一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料及其制備方法，屬于電磁學(xué)和材料科學(xué)的交叉【技術(shù)領(lǐng)域】。一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，它由干粉料、骨料和外摻料制備而成，所述干粉料為普通硅酸鹽水泥、硅灰，所述骨料為石英砂、鐵尾礦，所述外摻料為減水劑、引氣劑和水。本發(fā)明還提供了該種材料的制備方法。本發(fā)明制得的產(chǎn)品不僅對6-18GHZ范圍內(nèi)的超高頻電磁波具有顯著吸收，而且對26-40GHZ范圍內(nèi)的極高頻電磁波也具有良好的吸收，這極大地改善了極高頻電磁輻射對環(huán)境及人體造成的危害，是一種優(yōu)良的水泥基吸波材料。
【專利說明】一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電磁學(xué)和材料科學(xué)的交叉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種摻加鐵尾礦的水泥 基吸波材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備被廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域。然而， 這些科學(xué)技術(shù)在推動社會進步的同時，也使得人們不得不面對電磁輻射污染帶來的危害。 人體時時處處處于一定能量電磁波輻射環(huán)境中，當其頻率超過10 5HZ以上時就對人體有害。 電磁波輻射源的輸出功率越大,輻射強度越大，波長越短，頻率越高，距離越近，接觸時間越 長，環(huán)境溫度越高，濕度越大，空氣越不流通，則對環(huán)境污染程度越大，并且女性和兒童受危 害更嚴重。目前，電磁輻射污染已經(jīng)成為繼大氣污染、水質(zhì)污染和噪音污染之后成為社會第 四大污染，尤其是高頻電磁輻射對人體產(chǎn)生了巨大的危害。因此改善環(huán)境中的電磁輻射污 染顯得極為重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中人們常通過在建筑材料中添加吸波材料制成建筑用吸波材料來改善 環(huán)境中的電磁輻射污染，最常用的就是在水泥中添加吸波物質(zhì)制備水泥基吸波材料，中國 專利CN103880465A公開了一種硅質(zhì)高強多孔水泥基吸波材料，其中添加了粉煤灰和礦渣 作為吸波材料，但是制備的水泥基吸波材料通常只在6-18GHZ的超高頻范圍內(nèi)有較好的吸 波性能，而在極高頻范圍內(nèi)（30-300GHZ)無有效吸波性能。
[0004] 另一方面，我國現(xiàn)有8000多個國營礦山和11萬多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體礦山，堆存的尾礦量 近50億噸，年排出的尾礦量高達5億噸以上，其中鐵礦山年排放量達1.5億噸，占入選鐵 礦石量的60%左右。鐵尾礦的綜合治理和開發(fā)利用是我們面臨的重大課題。鐵尾礦經(jīng)破碎 后，得到不同粒徑大小的顆粒，滿足建筑用砂的要求，可以全部或部分取代天然砂做為水泥 基材料的細集料，所以，利用鐵尾礦作為吸波劑不僅能有效降低水泥基吸波材料的成本，提 高吸波性能，還能提高鐵尾礦的利用率，具有重要的經(jīng)濟和社會意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是為了解決水泥基吸波材料成本高、極高頻范圍內(nèi)無吸收以及有效 利用尾礦資源方面的問題，提供了一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料。該材料顯著提高了 鐵尾礦的利用率，大大地減少了吸波材料的成本，同時吸波效果也明顯提高。本發(fā)明制得的 廣品不僅在對超_頻范圍內(nèi)的電磁波有顯者吸收，對在極_頻范圍內(nèi)的電磁波也具有有效 吸收，大大減少了極高頻電磁波對環(huán)境和人身的危害。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供了一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料的制備方法。
[0007] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，它由干粉料、骨料和外摻料制備而成，其特征在 于，所述干粉料為普通娃酸鹽水泥、娃灰，所述骨料為石英砂、鐵尾礦，所述外摻料為減水 齊U、引氣劑劑和水；各原料的配比為：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、弓丨 氣劑、水的重量比為 440-500:20-60: 0-1350:200-1350:0. 5-3:0. 015-0. 09: 250。
[0008] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述各原料的配比為：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、 鐵尾礦、減水劑、引氣劑、水的重量比為 440-460:40-60: 300-1350:400-1200:1. 5-3:0. 05-0.09:250。
[0009] 作為本發(fā)明的又一種優(yōu)選，所述各原料的配比為：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英 砂、鐵尾礦、減水劑、引氣劑、水的重量比為440:60:1350:1200:2:0. 07:250。
[0010] 所述的減水劑為液態(tài)聚羧酸高效減水劑。
[0011] 所述的引氣劑為粉末狀三萜皂苷。
[0012] 所述的普通硅酸鹽水泥的強度等級為42. 5MPa或52. 5MPa。
[0013] 所述的石英砂中Si02含量大于96%。
[0014] 一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料的制備方法，它包括如下步驟： 1) 按各原料的配比選取普通硅酸鹽水泥、硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣劑和水， 備用； 2) 將所需用量的水泥和硅灰混合攪拌均勻得混合干料1 ; 3) 將所需用量的石英砂和鐵尾礦混合攪拌均勻得混合干料2 ; 4) 將所需用量的減水劑、引氣劑加入水中，攪拌均勻得混合液； 5) 向上述制得的混合液中加入混合干料1并攪拌，攪拌30s后將混合干料2加入其中， 繼續(xù)攪拌至混合均勻； 6) 將步驟5)所得的混合料倒入160_X 160_X 15mm鋼模中，振動成型； 7) 成型Id后拆模，在溫度為20±2°C，相對濕度在90%-95%的條件下進行養(yǎng)護，養(yǎng)護 時間為28天。
[0015] 本發(fā)明中所使用的普通硅酸鹽水泥和硅灰均符合國家相應(yīng)標準的要求。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是： 1)鐵尾礦屬于工業(yè)副產(chǎn)品，價格低廉，實現(xiàn)了工業(yè)廢棄物的資源化再利用，節(jié)能、環(huán) 保。
[0017] 2)本發(fā)明制得的產(chǎn)品不僅在6-18GHZ范圍內(nèi)反射率較低，且在26-40GHZ范圍內(nèi)反 射率更低，小于-8. 5dB的有效帶寬達10. 68GHZ，適用于極高頻電磁輻射污染環(huán)境。
[0018] 3)利用鐵尾礦作為吸波劑能大幅降低水泥基吸波材料的制備成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1實施例1試樣的反射率測試圖； 圖2實施例2試樣的反射率測試圖； 圖3實施例3試樣的反射率測試圖； 圖4實施例4試樣的反射率測試圖； 圖5實施例5試樣的反射率測試圖； 圖6實施例6試樣的反射率測試圖； 圖7實施例1-6中鐵尾礦XRD分析。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0021] 實施例1 本實施例中各原料的配比如下：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣 齊U、水的重量比為 440:60:810:540:0. 5:0. 015:250。
[0022] 其制備方法包括如下步驟： 1)按各原料的配比稱取原料，備用。
[0023] 2)將所需用量的水泥和硅灰混合攪拌均勻得混合干料1。
[0024] 3)將所需用量的石英砂和鐵尾礦混合攪拌均勻得混合干料2。
[0025] 4)將所需用量的減水劑、引氣劑加入水中，攪拌均勻得混合液。
[0026] 5)向上述制得的混合液中加入混合干料1并攪拌，攪拌30s后將混合干料2加入 其中，繼續(xù)攪拌至混合均勻。
[0027] 6)將步驟5)所得的混合料倒入160mmX 160mmX 15mm鋼模中，振動成型。
[0028]7)成型Id后拆模，在溫度為20±2°C，相對濕度在90%_95%的條件下進行養(yǎng)護， 養(yǎng)護時間為28天。
[0029] 對本實施例制得的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料進行吸波性能測試和力學(xué)性能 測試，結(jié)果如圖1和表1。
[0030] 實施例2 本實施例中各原料的配比如下：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣 齊U、水的重量比為 460:20:270:1080:2. 5:0. 035:250。
[0031] 其制備方法包括如下步驟： 1)按各原料的配比稱取原料，備用。
[0032] 2)將所需用量的水泥和硅灰混合攪拌均勻得混合干料1。
[0033] 3)將所需用量的石英砂和鐵尾礦混合攪拌均勻得混合干料2。
[0034] 4)將所需用量的減水劑、引氣劑加入水中，攪拌均勻得混合液。
[0035] 5)向上述制得的混合液中加入混合干料1并攪拌，攪拌30s后將混合干料2加入 其中，繼續(xù)攪拌至混合均勻。
[0036] 6)將步驟5)所得的混合料倒入160mmX 160mmX 15mm鋼模中，振動成型。
[0037] 7)成型Id后拆模，在溫度為20±2°C，相對濕度在90%_95%的條件下進行養(yǎng)護， 養(yǎng)護時間為28天。
[0038] 對本實施例制得的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料進行吸波性能測試和力學(xué)性能 測試，結(jié)果如圖2和表1。
[0039] 實施例3 本實施例中各原料的配比如下：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣 齊U、水的重量比為 480:40:0:1350:3:0. 05:250。
[0040] 其制備方法包括如下步驟： 1)按各原料的配比稱取原料，備用。
[0041] 2)將所需用量的水泥和硅灰混合攪拌均勻得混合干料1。
[0042] 3)將所需用量的石英砂和鐵尾礦混合攪拌均勻得混合干料2。
[0043] 4)將所需用量的減水劑、引氣劑加入水中，攪拌均勻得混合液。
[0044] 5)向上述制得的混合液中加入混合干料1并攪拌，攪拌30s后將混合干料2加入 其中，繼續(xù)攪拌至混合均勻。
[0045] 6)將步驟5)所得的混合料倒入160mmX 160mmX 15mm鋼模中，振動成型。
[0046]7)成型Id后拆模，在溫度為20±2°C，相對濕度在90%_95%的條件下進行養(yǎng)護， 養(yǎng)護時間為28天。
[0047] 對本實施例制得的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料進行吸波性能測試和力學(xué)性能 測試，結(jié)果如圖3和表1。
[0048] 實施例4 本實施例中各原料的配比如下：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣 齊U、水的重量比為 500:30:1200:200:1. 5:0. 09:250。
[0049] 其制備方法包括如下步驟： 1)按各原料的配比稱取原料，備用。
[0050] 2)將所需用量的水泥和硅灰混合攪拌均勻得混合干料1。
[0051] 3)將所需用量的石英砂和鐵尾礦混合攪拌均勻得混合干料2。
[0052] 4)將所需用量的減水劑、引氣劑加入水中，攪拌均勻得混合液。
[0053] 5)向上述制得的混合液中加入混合干料1并攪拌，攪拌30s后將混合干料2加入 其中，繼續(xù)攪拌至混合均勻。
[0054] 6)將步驟5)所得的混合料倒入160mmX 160mmX 15mm鋼模中，振動成型。
[0055] 7)成型Id后拆模，在溫度為20±2°C，相對濕度在90%_95%的條件下進行養(yǎng)護， 養(yǎng)護時間為28天。
[0056] 對本實施例制得的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料進行吸波性能測試和力學(xué)性能 測試，結(jié)果如圖4和表1。
[0057] 實施例5 本實施例中各原料的配比如下：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣 齊U、水的重量比為 440:60:1350:1200:2:0. 07:250。
[0058] 其制備方法包括如下步驟： 1)按各原料的配比稱取原料，備用。
[0059] 2)將所需用量的水泥和硅灰混合攪拌均勻得混合干料1。
[0060] 3)將所需用量的石英砂和鐵尾礦混合攪拌均勻得混合干料2。
[0061] 4)將所需用量的減水劑、引氣劑加入水中，攪拌均勻得混合液。
[0062] 5)向上述制得的混合液中加入混合干料1并攪拌，攪拌30s后將混合干料2加入 其中，繼續(xù)攪拌至混合均勻。
[0063] 6)將步驟5)所得的混合料倒入160mmX 160mmX 15mm鋼模中，振動成型。
[0064]7)成型Id后拆模，在溫度為20±2°C，相對濕度在90%_95%的條件下進行養(yǎng)護， 養(yǎng)護時間為28天。
[0065] 對本實施例制得的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料進行吸波性能測試和力學(xué)性能 測試，結(jié)果如圖5和表1。
[0066]實施例6 本實施例中各原料的配比如下：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣 齊U、水的重量比為 450:50:1000:600:2. 5:0. 09:250。
[0067] 其制備方法包括如下步驟： 1)按各原料的配比稱取原料，備用。
[0068] 2)將所需用量的水泥和硅灰混合攪拌均勻得混合干料1。
[0069] 3)將所需用量的石英砂和鐵尾礦混合攪拌均勻得混合干料2。
[0070] 4)將所需用量的減水劑、引氣劑加入水中，攪拌均勻得混合液。
[0071] 5)向上述制得的混合液中加入混合干料1并攪拌，攪拌30s后將混合干料2加入 其中，繼續(xù)攪拌至混合均勻。
[0072] 6)將步驟5)所得的混合料倒入160mmX 160mmX 15mm鋼模中，振動成型。
[0073] 7)成型Id后拆模，在溫度為20±2°C，相對濕度在90%_95%的條件下進行養(yǎng)護， 養(yǎng)護時間為28天。
[0074] 對本實施例制得的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料進行吸波性能測試和力學(xué)性能 測試，結(jié)果如圖6和表1。
[0075] 以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并不用于限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對 本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
[0076] 表1實施例1-6力學(xué)測試性能結(jié)果
【權(quán)利要求】
1. 一種摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，它由干粉料、骨料和外摻料制備而成，其特征 在于，所述干粉料為普通娃酸鹽水泥、娃灰，所述骨料為石英砂、鐵尾礦，所述外摻料為減水 齊IJ、引氣劑和水；各原料的配比為：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣 齊?、水的重量比為 440-500:20-60: 0-1350:200-1350:0. 5-3:0. 015-0. 09:250。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，其特征在于，所述各原 料的配比為：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣劑、水的重量比為 440-460:40-60: 300-1350:400-1200:1. 5-3:0. 05-0. 09:250。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，其特征在于，所述各原 料的配比為：普通硅酸鹽水泥與硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣劑、水的重量比為 440:60:1350:1200:2:0. 07:250。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，其特征在于，所述的減水劑 為液態(tài)聚羧酸高效減水劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，其特征在于，所述的引氣劑 為粉末狀三萜皂苷。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，其特征在于，所述的普通硅 酸鹽水泥的強度等級為42. 5MPa或52. 5MPa。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料，其特征在于，所述的石英砂 中Si02含量大于96%。
8. -種權(quán)利要求1所述的摻加鐵尾礦的水泥基吸波材料的制備方法，其特征在于，它 包括如下步驟： 1) 按各原料的配比選取普通硅酸鹽水泥、硅灰、石英砂、鐵尾礦、減水劑、引氣劑和水， 備用； 2) 將所需用量的水泥和硅灰混合攪拌均勻得混合干料1 ; 3) 將所需用量的石英砂和鐵尾礦混合攪拌均勻得混合干料2 ; 4) 將所需用量的減水劑、引氣劑加入水中，攪拌均勻得混合液； 5) 向上述制得的混合液中加入混合干料1并攪拌，攪拌30s后將混合干料2加入其中， 繼續(xù)攪拌至混合均勻； 6) 將步驟5)所得的混合料倒入160_X 160_X 15mm鋼模中，振動成型； 7) 成型Id后拆模，在溫度為20±2°C，相對濕度在90%-95%的條件下進行養(yǎng)護，養(yǎng)護 時間為28天。
【文檔編號】C04B28/04GK104291755SQ201410508026
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】張秀芝, 張國棟, 周宗輝, 程新 申請人:濟南大學(xué)