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随着社会生产力的发展和科技的进步,电子信息时代的进入,各种电子产品和电气设备悄然走入了人们的生活和工作之中。正因如此,电磁污染已经成为继噪音污染,空气污染,水污染和固体废弃物污染之后威胁人类生存的第5大公害。如何提高公共建筑物和民用住宅电磁防护能力已经成为现代建筑设计所必须考虑的重要内容,水泥基材料作为建筑材料的一员,由于价格便宜,来源广,已经成为用量最大的建筑材料。如何提高水泥基材料的电磁屏蔽能力,制备屏蔽范围广,成本低的水泥基建筑材料,符合未来建筑材料功能化发展趋势。 对社会的进步和经济的发展具有重大意义。 本文针对电磁波产生的两种辐射:电离辐射和非电离辐射的来源和作用机理进行了阐述,通过两者不同的性质讨论了与之相对应的防护机制。最后根据不同辐射的防护机制确定水泥基电磁屏蔽材料的组成。首先针对非电离辐射的特点,导电性能越好屏蔽效果越好,因此采用了几种常用导电介质(石墨,炭黑和碳纤维)掺入在水泥基材料当中,通过增强水泥基材料导电性能来增强电磁屏蔽能力,利用碳化硅代替石英砂掺入到水泥基屏蔽材料中,探讨碳化硅对水泥基电磁屏蔽材料的性能影响。通过掺合料,外加剂来改善水泥基电磁屏蔽材料的基本性能。其次针对电离辐射的特点,所穿透物质的密度越大,屏蔽效果越好,因此通过选用重晶石,褐铁矿,铅粉等高密度材料来制备水泥基电磁屏蔽材料,研究铅粉部分取代重晶石对水泥基电磁屏蔽材料的性能影响。 研究表明,水泥基电磁屏蔽材料中屏蔽介质的含量越多,其屏蔽效果越好。利用石墨填充水泥浆体可以明显改善水泥浆体的导电性能,但是石墨掺量越多,强度损失率就越大。同掺量下粒度越小的石墨所掺入的试样导电性能越好,强度越高。利用碳化硅代替石英砂掺入到石墨水泥浆体中可明显提高强度,抑制收缩。但随着碳化硅掺量的增多,导电性能逐渐降低。同掺量不同粒度的碳化硅砂,粒度小的试样强度高,粒度大的导电性能好。利用石墨碳纤维复合掺入到水泥砂浆中比单掺石墨导电性能好,但是碳纤维的掺入会引起需水量增多,导致强度发生变化。在水泥基石墨电磁屏蔽砂浆中掺入矿渣,胶粉可以改善强度,但是都会对导电性能产生不利影响,减弱屏蔽效果。纤维素醚,减水剂等外加剂的掺入改善了砂浆的施工性。 利用炭黑填充水泥浆体能较大提高浆体的导电性能,但是炭黑的比表面积较大,需水量大幅提升,因此浆体的强度较低。通过在炭黑填充水泥浆体中掺入碳化硅虽然仍能提高强度,但是强度增长幅度较低,且随着碳化硅掺量的变大电阻率越大,导电性能越差。炭黑与碳纤维复合掺入到水泥基电磁屏蔽材料当中,材料的导电性能比单掺炭黑的要好。然而强度却出现了不同程度的损失。矿渣,胶粉等掺合料,外加剂的掺入虽能够改善砂浆的基本性能,但是却减弱了导电性能,影响了电磁屏蔽能力。 适量铅粉部分取代重晶石砂掺入到水泥基电磁屏蔽砂浆中,能够有效提高强度,减小吸水率。但是铅粉过量会引起砂浆的凝结时间变长,强度变小,吸水率增大。主要是由于铅粉具有减水效果和微集料效应,适量铅粉能够改善孔结构,改善砂浆的致密度。但是过量铅粉阻碍水泥水化过程,破坏砂浆的内部结构。掺铅粉的水泥基电磁屏蔽砂浆在400℃左右会发生崩裂现象。