电磁屏蔽泡沫混凝土的性能研究
李博，张晏清，张雄
(同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092)
摘要 研究了不同密度泡沫混凝土的电磁屏蔽性能，结果表明孔径较大时泡沫混凝土具有电磁屏蔽能。在泡
沫混凝土制备过程中加入石墨和碳纤维，改善了泡沫混凝土的电磁屏蔽能。研究了石墨和碳纤维掺量对泡沫混凝土
电磁屏蔽能的影响。结果表明，石墨不能增加泡沫混凝土电磁屏蔽能；碳纤维泡沫混凝土在04100 MHz频率范围
内，屏蔽效能SE随着频率增加而迅速降低，在100～1500 MHz频率范围内，屏蔽效能SE随着频率增加而增加，在
100 MHz附近，碳纤维电磁屏蔽砂浆的SE最小。
关键词 短切碳纤维石墨 电磁屏蔽泡沫混凝土
中图分类号：TU525．9 文献标识码：A
Study on Electromagnetic Shielding Foam Concrete
LI Bo，ZHANG Yanqing，ZHANG Xiong
(Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials of Ministry of Education，Tongji University，Shanghai 200092)
Abstract Electromagnetic shielding effectiveness of different density foam concrete was tested，the results
showed that when average pore diameter reach certain diameter，foam concrete gain electromagnetic shielding effective—
ness．During the preparation of foam concrete，graphite and short carbon fiber was added，so shielding effectiveness of
foam concrete was improved．Electromagnetic shielding effectiveness of foam concrete with different graphite and car—
bon fiber content was studied．The results showed that graphite does not increase electromagnetic shielding of foam
concrete．At 0- 100 MHz frequency range，with the frequency increases，shielding effectiveness of carbon fiber foam
concrete decreases．At lOO一1500 M Hz frequency range，with the frequency increases，shielding effectiveness increa—
ses．In the vicinity of 100 M Hz，electromagnetic shielding effectiveness of carbon fiber foam concrete reach minimum．
Key words short carbon fibers，graphite，shielding effectiveness，foam concrete
0 引言
随着现代高新技术的发展，电脑、手机、通信电缆和基站
等带来的电磁波辐射已经成为一种新的社会公害，电磁干扰
会通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接和间接
的伤害。在复合材料中添加具有电磁屏蔽功能的基元材料，
通过其产生电导损耗、介质损耗和磁损耗等将电磁能转化为
热能，能够有效削弱电磁辐射_1 ]。采用水泥基复合电磁屏
蔽材料是解决民用建筑电磁辐射危害的有效途径之一，而多
功能化和低成本则是建筑电磁屏蔽材料应用的关键[3]。
目前主要采用石墨、碳纤维、钢纤维等材料作为电磁屏
蔽材料。Cao等_4 将直径为0．7～0．8 ptm、体积分数为
0．92 的胶体石墨掺到水泥中制成厚度约4．4 mm 的试样，
在1．O～1．5 GHz频率范围内其屏蔽效果达22 dB。Wen
等_5]将直径8“m、长6 mm、体积分数为0．72 的不锈钢纤
维掺入水泥中制成厚度约4．5 mm的试样，在1．5 GHz频率
时的屏蔽效果达7O dB。司琼等_6]的研究结果表明，当碳纤
维与石墨掺量相同时，碳纤维的混凝土屏蔽效果比石墨混凝
土要低4 dB左右，而石墨掺量达15％ 时，混凝土在1～18
MHz频率范围内的最大屏蔽效果接近9 dB。杨玉山等[7]的
研究结果表明，掺入石墨、碳纤维单一电磁屏蔽基元材料的
电磁屏蔽砂浆均具有较大的屏蔽效能，在3O MHz～1．8
GHz频率范围，屏蔽效能随着频率增加而快速降低。
本实验采用石墨和短碳纤维电磁屏蔽功能基元材料，与
水泥等材料进行复合，分析石墨和短碳纤维的含量对泡沫混
凝土电磁屏蔽效能的影响，探讨电磁屏蔽性能的影响机理。
1 实验
1．1 原材料
胶凝材料：PII 52．5普通硅酸盐水泥，江南小野田；二级
粉煤灰：石洞口发电厂。发泡剂：H。0：，国药有限公司。其他
组分：自制速凝剂、复合稳泡剂；聚丙烯纤维，射阳县强劲纤
维有限公司；石墨，上海一帆石墨有限公司；5 mm 碳纤维，宜
兴东风纺织有限公司。
1．2 实验方法
1．2．1 泡沫混凝土制备
按一定配合比称取胶凝材料、复合稳泡剂、自配速凝剂，
使用砂浆搅拌机将其搅拌成均匀浆体，搅拌时间180 s。在

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