[发明专利]一种水泥基电磁显影复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种水泥基电磁显影复合材料、制备方法及其应用，属于工程物探、检测领域。所述水泥基电磁显影复合材料，按重量份数计，由水泥100份、纳米石墨烯0.4‑0.6份、纳米Fe₃0₄粉末0.4‑0.6份和石墨烯分散剂0.1‑0.5份组成。本发明还公开上述水泥基电磁显影复合材料的制备方法及其应用。本发明的复合材料具有高介电常数的特点，其能够对地下介电常数相近的地质介质产生显影作用，增强界面的反射效果，增加探地雷达的探测深度和精度。

技术领域

本发明属于工程物探、检测领域，特别涉及一种水泥基电磁显影复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

通过探地雷达进行工程物探、工程质量检测中是一种重要的探测方式，探地雷达的探测步骤一般是，首先探地雷达利用发射天线发射频率范围介于1MHz-10GHz的高频短脉冲电磁波，其后当电磁波遇到地层内相对介电常数不同的介质后，电磁波在介质表面会产生折射与反射，其后探地雷达的接收天线接收到的反射波信号进行分析，便能够对探测目标的深度，介质的性质及结构进行描述。

在探测过程中，地层内不同介质的介电常数是影响探测效果的关键因素，目前，地层内的介质，例如岩石/混凝土界面，介电常数十分相近，导致探地雷达的探测深度和探测精度不足，探测效果不佳。因此，如何提高探测效果，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的技术问题，提供一种水泥基电磁显影复合材料，其能够克服目前探测深度和探测精度不足，探测效果不佳的技术问题，介电常数高，显影效果好。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水泥基电磁显影复合材料，按重量份数计，由水泥100份、纳米石墨烯0.4-0.6份、纳米Fe₃0₄粉末0.4-0.6份和石墨烯分散剂0.1-0.5份组成。

本发明的原理是：

本发明以水泥为基体，以纳米石墨烯和纳米Fe₃0₄粉末为填充剂。其中，纳米Fe₃0₄粉末作为高导电性的电荷载体的快速传输通道，能够形成独特的网络反射结构，可以使水泥具有更加优良的电磁效能；石墨烯是一种理想的电磁材料，硬度和厚度适宜，具有优异的导热性、导电性和磁性；石墨烯分散剂能迅速降低浆料的粘度，增加分散性、流动性，防止石墨烯团聚返粗。本发明配方得到的水泥基电磁显影复合材料渗透效果好，且增强界面的反射效果，介电常数高。

本发明的有益效果是：本发明通过在水泥中加入纳米石墨烯、纳米Fe₃0₄粉末和分散剂，得到一种水泥基电磁显影复合材料。现有技术的普通水泥浆料的相对介电常数为7.02-7.12，而本发明得到的水泥基电磁显影复合材料的相对介电常数为8.46-8.58，远远高于现有技术的普通水泥浆料的相对介电常数，能够对地下介电常数相近的地质介质产生显影作用，增强界面的反射效果，增加探地雷达的探测深度和精度。

作为优选，所述石墨烯分散剂为水性石墨烯分散剂。

通过加入石墨烯分散剂能迅速降低浆料的粘度，增加分散性、流动性，提高分散后浆料粘度稳定性，分散均匀，防止石墨烯团聚返粗。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述水泥基电磁显影复合材料，按重量份数计，由水泥100份、纳米石墨烯0.5份、纳米Fe₃0₄粉末0.5份和分散剂0.2份组成。

采用上述进一步方案的有益效果是在石墨烯和纳米Fe₃0₄粉末均为0.5重量份时，介电常数值提高效果稳定。

进一步，所述水泥为硅酸盐水泥，水灰比为0.4-0.6。