[发明专利]基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土及其制备方法

权利要求书

1.一种基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土，其特征在于，该混凝土包括上层电磁匹配层和下层吸波层，吸波层通过3D打印技术打印获得，3D打印获得的吸波层的单层厚度为10~15mm，吸波层中铁氧体含量高于C30混凝土中铁氧体含量；电磁匹配层通过喷射技术打印在吸波层表面，电磁匹配层中铁氧体含量低于普通混凝土中铁氧体含量；

按重量份数计，电磁匹配层的组成和含量分别为：

硅烷偶联剂0.02-0.04份，

水性石墨烯分散剂0.03-0.07份，

快硬性普通硅酸盐水泥6.8-7.2份，

沙6.9-7.1份，

硅灰0.75-0.85份，

减水剂0.09-0.15份，

玄武岩纤维0.04-0.07份，

增稠剂0.001-0.003份，

羰基铁粉0.5-0.7份，

纳米二氧化硅0.1-0.14份，

水1.70-1.74份。

2.根据权利要求1所述的基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土，其特征在于，所述电磁匹配层使用纳米吸波剂，纳米吸波剂选用羰基铁粉和纳米二氧化硅为主料制成；

所述电磁匹配层用的纳米吸波剂的制备过程是：

（1）羰基铁粉0.5-0.7份溶解在乙醇溶液中得到羰基铁粉悬浊液，将羰基铁粉悬浊液置入超声波振动器，进行震荡处理，在震荡至第5分钟时逐次滴入一半的硅烷偶联剂，在震荡至7分钟时均匀滴加水性石墨烯分散剂，继续震荡第15分钟停止，最后在105℃下烘干成粉末，烘干时间10-15min；

（2）将纳米二氧化硅溶解在乙醇溶液中得到纳米二氧化硅悬浊液，将纳米二氧化硅悬浊液置入超声波振动器，进行震荡处理，在震荡至5分钟时逐次滴入剩余的硅烷偶联剂，继续震荡15分钟停止，最后在105℃下烘干成粉末，烘干时间10-15min；

（3）将经步骤（1）和步骤（2）表面改性处理后的羰基铁粉和纳米二氧化硅粉一起溶解在乙醇溶液中，然后进行超声震荡，震荡时间为15~20min，最后在105℃下烘干成粉末，烘干时间10-15min。

3.根据权利要求1所述的基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土，其特征在于，所述羰基铁粉铁含量为98.32%，松装密度为2.59g/cm³，振实密度为4.16g/cm³；所述纳米二氧化硅纯度为99.71%，灼烧失重为4.8%，粒度为0.5μm，DBP吸收值为3.6ml/g，白度为95%。

4.根据权利要求1所述的基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土，其特征在于，所述吸波层按重量份数计，组成和含量分别为：

快硬性普通硅酸盐水泥6.8-7.2份；

石英砂6.9-7.1份；

铜炉渣1.65-1.75份；

黄铜粉0.2-0.5份；

紫铜粉0.08-0.21份；

硅灰0.75-0.85份；

减水剂0.09-0.15份；

长度为11-14 mm的玄武岩纤维0.04-0.07份；

粘度为2万-7万的羟丙基甲基纤维素 0.003-0.005份；

水1.70-1.74份。

5.一种权利要求1-4任一所述的基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土的建造方法，该方法的步骤是：

1）3D打印建造吸波层：

将吸波层材料泵送或机械输送至3D打印机的打印喷头内，静置时间5-10min，设置打印喷头出口截面积为100~260mm²，挤出速度为0.01-0.02m³/h，水平向打印速度为160-180cm/min，然后进行打印，打印总厚度为10-15mm；

2）喷射打印建造匹配层：

采用湿喷施工工法，在养护三天的吸波层混凝土上进行磨平处理后，直接进行喷射作业，将电磁匹配层砂浆混合物放置泵送式喷射机，空气压缩机用12m³/min 的供风量进行喷射，保证其风压在0.8MPa，保持喷嘴与喷射面1.3m距离，喷射打印高度为12-15mm，至此完成双层电磁吸波混凝土的建造。