废轮胎钢丝水泥基复合材料的电磁屏蔽性能

摘要

在建筑物中应用电磁屏蔽材料是现代建筑设计的一个新内容。水泥基电磁屏蔽材料具有成本低廉、施工方便、防护面积大的优点,因此其未来市场前景将十分广阔。
　　 本文研究了废轮胎钢丝作为导电剂掺入水泥浆体中对材料力学性能、电学性能和电磁屏蔽性能的影响。研究了废轮胎钢丝水泥基材料的制备工艺；探讨了废轮胎钢丝对水泥浆体工作性能的影响；用四电极法测定了材料的导电性能；采用同轴法兰-频谱分析仪法探讨了废轮胎钢丝体积掺量、养护龄期、养护条件、钢丝与石墨(超导电炭黑)复掺等因素对材料电磁屏蔽性能的影响。
　　 研究表明,掺废轮胎钢丝水泥基材料的屏蔽性能及导电性能要优于掺等量普通平直钢纤维的材料。与掺普通平直钢纤维的材料相比,掺废轮胎钢丝水泥基材料的电磁屏蔽效能提高51％,且具有良好的导电性能与力学性能；适当增加废轮胎钢丝长度,可提高水泥基材料的电磁屏蔽性能与导电性能,但长度过长不利于钢丝在材料中的分散和材料制备；基体对材料电磁屏蔽性能具有一定影响,掺废轮胎钢丝水泥净浆试样与砂浆试样在频率低于1400 MHz时的屏蔽效能相近,但高于1400 MHz时水泥净浆的屏蔽效能要远好于水泥砂浆试样；试样厚度与屏蔽效能成正比关系,厚度为8 mm的试样屏蔽效能比厚度为4 mm的试样屏蔽效能提高92％；养护龄期对材料导电性能的影响主要在早期,养护21 d后,材料电阻率基本趋于稳定;与单掺导电介质相比,复掺废轮胎钢丝与石墨、超导电炭黑等介质,可使材料导电性能及电磁屏蔽性能显著改善,复掺钢丝与炭黑的试样在30 kHz-1500 MHz频率范围内的屏蔽效能最大可达29 dB。