东南大学博士论文开题报告

高性能水泥基吸波材料的研制,项目申请人：张津瑞赵冉冉指导教师：赵庆新推荐单位：建筑工程与力学学院,项目组成员能力介绍,本组成员均具有扎实的专业基础知识，有较强的独立思考能力和创新意识，相继参与完成了学校科技协会组织的“生态型活性粉末混凝土的研制”和赵庆新老师负责的“服务里14#楼一、二层扶梯加固技术研究”项目并在老师的指导下阅读了高性能混凝土、现代高性能混凝土技术、现代多组分混凝土研制与应用等混凝土科学的相关书籍,一、立项背景,继大气污染、水污染和噪音污染之后，电磁辐射已成为人类第四污染源。我国水泥材料资源丰富、适应性强、耐久性好，是工程建设中应用最广的建筑材料，且能够通过多组分、多尺度复合技术实现某种功能需要。已有研究表明：水泥基吸波材料可应用于防电磁污染的环境保护型的建筑领域，以尽量减轻电磁辐射对人们所造成的危害。,在机场、码头、航标、电视台和接收站附近的高大建筑上使用吸波材料，可以收到消除反射干扰的效果，改善通信质量用来制作微波暗室，以防止微波辐射干扰和能量泄露，不仅可以消除干扰，提高测试精度，而且对操作人员也可以起防护作用用于作战中的军事隐身建筑领域、防电磁波干扰的科研部门、精密仪器厂以及国家保密单位的防信息泄露等部门,二、研究意义,三、国内外研究现状,水泥基吸波材料的研究在国内外尚处于起步阶段根据材料的损耗机理可将微波吸收剂分为：电阻型吸收材料：主要是碳精粉、石墨、碳化硅等。电介质型吸收材料：主要以铁电陶瓷等高介电常数的材料为代表。磁介质型吸收材料：主要是铁氧体等材料。,四、存在的问题,掺入吸收剂后水泥基材料的强度明显下降，在机场道面等结构材料的应用中受到限制；吸波性能（吸波能力和吸收频带）尚需改善；生产成本较高，应用领域受到限制。,五、项目研究内容,通过水泥基材料微观设计，采用多尺度、多层次的微粒、细丝复合技术提高其强度，解决高吸波剂与低强度之间的矛盾。通过吸波剂的多重复合技术，提高水泥基材料的吸波能力，达到吸波能力强和吸波频带宽的目标。通过吸波材料的结构设计，使之达到吸波性能与成本控制的最优化，拓宽吸波材料的使用范围。,六、技术路线,1.吸波剂的高掺量与结构低强度之间矛盾的解决方法使用高效减水剂使W/B下降，从而提高水泥基材料强度,W/B,f,吸波剂颗粒堆积的优化设计主要是通过改善吸波剂颗粒级配的方法使水泥基结构变得密实，从而提高强度,传统级配,良好级配,纤维复合技术,碳纤维,钢纤维,玄武岩纤维,混杂增强,养护制度设计孔结构是影响水泥基材料强度的主要因素,蒸养,减少水分蒸发,毛细孔率,吸波材料的优选（1）实验原理I=I0e-xI0表示电磁波的入射能量I表示电磁波的出射能量表示电磁波衰减系数x表示电磁波穿透的距离,I0,I,x,吸波材料,ln(I/I0)=-x,0,x,ln(I/I0),通过曲线斜率确定值,（2）实验方法单一材料性能测试对已有的吸波材料:钢纤维、波纹形碳纤维、铁砂基、碳铝合金、铁粉或金属纤维、铁酸盐、铁氧体、纳米氧化钛等分别进行不同波段的系数测定,越大表明该材料对此波段电磁波吸波性能越好,从而确定某种材料的最优吸波频带和吸收能力,双(多)组分吸波剂复合技术通过正交试验复合掺加两种或两种以上吸波材料，从而实现对电磁波吸收的叠加或超叠加效应，进而优选出吸波能力强和吸波频带宽的吸波材料的配合比。,3、吸波材料的结构设计目的：达到吸波性能与成本控制的最优化，拓宽吸波材料的使用范围。结构方案一：,吸波层,普通混凝土,结构方案二：,普通混凝土,吸波层,结构设计三：,七、计划进度安排,2009年1月2009年6月收集资料、调研、试验方案设计、材料准备。2009年7月2009年12月通过正交实验,优化吸波剂品种及用量。2010年1月2010年6月测试强度符合要求的水泥基吸波材料的吸波性能，优选出高性能水泥基吸波材料的配合比。进行水泥基吸波材料的结构设计，通过吸波材料与结构材料的组合，设计不同结构形式的吸波结构