[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

说明书

本发明为基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土及其制备方法，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。该混凝土使用了双层电磁吸波结构，上层为电磁匹配层，利用较小的电磁参数实部虚部来尽量减小表面反射电磁波；下层为吸波层来尽可能损耗穿透进的电磁波。上层匹配层使用喷射打印技术，提升了混凝土匹配层砂浆均匀程度性与力学强度，减小由于电磁匹配失衡造成的表面电磁波反射。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，具体来说，是涉及一种基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土及其制备方法。

背景技术

3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它可快速，准确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或零件，以便进行快速评估，修改及功能测试，从而大大缩短研制周期，减少开发费用，加快新产品推向市场的进程。目前，3D打印技术在建筑领域得到了广泛应用，突破了传统的建筑材料生产方式。

各类电磁辐射对环境的污染正日益严重，同时，电磁辐射污染对人体健康也有极大的影响。电磁吸波混凝土是通过对普通混凝土改性而实现对电磁波防护的一种功能与结构相结合的新型建筑材料。电磁吸波混凝土对电磁防护有改善提升作用，可在很大程度上提升电视发射台、基站、微波实验室、医院和变电站等建筑结构的电磁辐射防护能力，降低电磁干扰的影响，促进人类在电磁环境下的身心健康。

喷射混凝土是用于加固和保护结构或岩石表面的一种具有速凝性质的混凝土。该技术是借助喷射机械，利用压缩空气或其他动力，将按一定配合比的水泥、砂、石子及外加剂等拌合料，通过喷管喷射到受喷面上，在很短的数分钟内凝结硬化而成型的混凝土补强加固材料。工序简单，机动灵活，具有广泛的适应性和较高的力学强度。

发明内容

本发明的目的是，提供一种基于3D与喷射打印的双层电磁吸波混凝土及其制备方法。该混凝土使用了双层电磁吸波结构，上层为电磁匹配层，利用较小的电磁参数实部虚部来尽量减小表面反射电磁波；下层为吸波层来尽可能损耗穿透进的电磁波。上层匹配层使用喷射打印技术，提升了混凝土匹配层砂浆均匀程度性与力学强度，减小由于电磁匹配失衡造成的表面电磁波反射；通过高速喷射时集料的反复连续撞击压密混凝土来提升的粘结强度、抗拉应力和抗剪应力，能大幅度地提高承载力与整体性。本发明下层吸波层采用3D混凝土打印技术，在自动建造的同时，优化挤出速度和打印速度的匹配设置，提升了混凝土密实均匀程度，进一步提升了电磁吸波能力。

本发明的目的是通过以下技术方案进行实现：

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，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。

所述电磁匹配层为纳米吸波剂，按重量份数计，电磁匹配层组成和含量分别为：

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，