电磁波吸收建筑材料的应用研究进展

应用电磁波吸收建筑材料是改善建筑空间电磁环境的有效方法。随着电磁辐射污染日益严重,吸波建材已逐渐成为研究热点。综述了近几年吸波建材的研究方法与研究现状,将吸波建材归纳为吸波剂填充型和结构设计型两大类,并分别进行评述,提出了现有研究中存在的一些问题以及进一步的研究方向。"轻、薄、宽、强"仍然是吸波建材的发展方向,同时电磁波损耗机理还有待进一步研究。

乡村绿色建筑适宜技术与材料探讨

长期以来,在乡村发展过程中,由于对生态环境问题重视不足,不合理的生产方式和生活方式更使得乡村生态环境遭到破坏且日益严重.因此,合理利用有限的资源,在取得更大发展的同时,尽可能减少对环境破坏与影响,是整个社会共同关注的问题.十八届三中全会首次提出生态文明体制建设,并作为“五位一体”总布局中重要一环,成为深化改革重要内容之一.

轻骨料水泥基多功能吸波材料的制备及有限元分析

为分析轻骨料种类及粒径对吸波材料性能的影响,采用五种从微米级至毫米级粒径的轻骨料制备了轻质水泥基吸波材料,测试其电磁参数和反射损耗(RL),采用有限元分析方法构建了二维截面模型,模拟吸波材料内部电磁场分布情况,并测试了吸波材料的力学性能和导热系数。结果表明,增加轻骨料掺量和增大粒径可改善水泥基材料的阻抗匹配性能,提升平均RL,拓宽有效吸波频宽,吸收峰向高频移动。20 mm厚度时,吸波材料在低频1.2 GHz处最优RL为-29.1 dB,在较高频5.9 GHz处最优RL为-20.9 dB,有效吸波频宽最宽可达14.49 GHz。有限元模拟结果表明,轻骨料可改变电磁波传输方向,增加电磁波损耗途径,相邻骨料之间可产生较强损耗,其次是在骨料内部产生损耗,这为骨料种类、粒径选择与轻质吸波材料设计提供理论基础。增大轻骨料粒径会降低吸波材料的密度、力学强度与导热系数,使其吸波效能更好,保温效果更优。

无机纳米抗病毒材料及其抗病毒性检测技术的研究进展

病毒感染是人类面临严峻的健康挑战,COVID-19大流行的形势下增加了对抗病毒特性材料的需求,尤其是在公共场所。本文从病毒的形态、特征以及生命周期过程等探讨抗病毒材料的设计原则,综述了近年来几种研究广泛的金属与金属化合物、光响应型半导体、石墨烯、复合材料等无机纳米抗病毒材料,并对其抗病毒性能与抗病毒机制进行了总结与讨论,总结了无机纳米材料表面病毒活性的检测方法与相关制品的标准化研究现状,并展望了抗病毒材料的开发及其评价技术的发展方向。

废弃贝壳在建筑材料中的应用

我国具有辽阔海疆和发达的水产养殖业,每年产生的大量废弃贝壳对水源、耕地和空气造成了严重的污染。贝壳粉属于可再生的生物矿化材料,具有防火阻燃、杀菌抑菌和吸湿调湿等功能特性,极具研究价值和应用前景。介绍了贝壳的结构特性及其在建筑材料领域的研究、应用情况,对贝壳粉产品的后续开发和应用有一定的借鉴意义。

JC/T 2040-2022《负离子功能建筑室内装饰材料》新版标准解读

本文对JC/T 2040-2022《负离子功能建筑室内装饰材料》新修订版标准进行了解读。从目前负离子功能装饰材料产业现状、标准修订意义、详细技术要求和试验方法的确定、试验验证情况等方面进行了具体介绍。让从业人员充分了解认识新修订标准内容,更好地指导该领域技术进步和产业发展。

《室内绿色装饰装修选材评价体系》国家标准在某建筑工程中的应用

国家标准GB/T 39126-2020《室内绿色装饰装修选材评价体系》提出了针对室内装饰装修材料污染物散发性能评价新方法,本文在某工程建设项目中进行了探索性应用,获得较好的应用效果,为其他工程建设项目中装饰装修材料的优选及使用提供了参考。

用于红外和雷达波隐身的水泥基复合材料

红外和雷达波隐身主要是通过降低目标的红外辐射信号和雷达回波信号来提高目标的隐蔽性。将相变材料与炭黑封装为相变单元,并将其与膨胀珍珠岩-磁粉/水泥复合材料结合,研制出一种兼具红外和雷达波隐身的双功能水泥基复合材料,对其吸波性能和热性能进行试验与仿真研究。结果表明:炭黑对相变材料相变温度的影响较小,潜热仅降低了约1.9%;500次冷热循环后,相变材料的潜热留存率为78.3%,循环稳定性较好。相变单元和膨胀珍珠岩均可以提高水泥基复合材料的吸波能力,且反射损耗在-5~-15 dB可调。相变单元通过吸收大量热量来降低目标外表面温度,削弱红外辐射。相变材料的加入会增加水泥基复合材料的热导率,但相变材料高储热密度和珍珠岩低热导率的共同作用使得水泥基复合材料的隔热效应更加显著,从而降低目标的红外辐射信号。仿真结果表明:磁损耗仅出现在水泥基体中,相变单元通过电阻损耗来影响水泥基复合材料的吸波性能。热量传递在相变单元处受阻,传导热通量在相变单元边缘处的传输过程出现弯曲。当相变材料相变完成后,热量趋于均匀分布。因此,水泥基复合材料可通过损耗电磁波来降低雷达回波信号,通过相变材料吸收目标的热量来降低红外辐射,从而实现不同复杂环境下建筑材料的红外和雷达波等多波段隐身。

离子交换法对建筑陶瓷力学性能的影响及强化机理研究

建筑陶瓷板的强度对于提高装饰材料寿命和节能环保有重大意义。离子交换法能通过有效增强陶瓷表层的面向挤压应力来提高陶瓷的断裂阻力和抗弯强度。影响陶瓷强化工艺的两个关键因素是离子交换温度和离子交换时间。本文采用KNO_(3)熔盐对建筑陶瓷板作离子交换强化处理,分析离子交换温度和离子交换时间对陶瓷样品力学性能的影响,并进一步探讨强化机理。结果表明,离子强化处理后陶瓷的抗弯强度、断裂韧性和表面硬度得到大幅提升,同时弹性模量和质量密度几乎不变。离子交换法通过KNO_(3)熔盐的K+与陶瓷表面的Na^(+)之间的置换反应在陶瓷表层形成预压应力抵消了部分破坏载荷。试验得出,在600℃下处理20h,样品的抗弯强度达到最大值216.10MPa,相比原始样品提升103.20%。

硅钙渣制备碱激发胶凝材料的实验研究

采用正交实验法对硅钙渣制备碱激发胶凝材料的配比进行了研究,探讨了水玻璃模数及其掺量、硅钙渣用量对碱激发胶凝材料强度的影响。正交实验结果表明,水玻璃掺量是影响强度的主要因素,硅钙渣用量和水玻璃模数是影响强度的次要因素;硅钙渣制备碱激发胶凝材料优化配合比为:硅钙渣70%、矿渣微粉30%、水玻璃掺量5%、水玻璃模数2.40;微观形貌分析表明,随着水玻璃模数的逐渐提高,反应产物C-(A)-S-H凝胶的数量逐渐增多,试样密实程度逐渐增高;当模数超过2.40后,随模数的增高,水玻璃溶液的粘度增大,试样制备过程中引入的气泡难以排出,从而导致试样密实程度降低。

建筑垃圾、粉煤灰双掺对压制成型水泥基材料性能影响的研究

针对建筑垃圾、粉煤灰双掺在压制成型水泥基材料的应用进行研究,探索了建筑垃圾取代全部河砂、粉煤灰以不同掺量取代水泥时对水泥基材料强度和耐久性的影响规律。研究结果表明:在建筑垃圾取代全部河砂的前提下,掺有粉煤灰的水泥基材料强度随粉煤灰掺量的增加而降低;随着养护龄期的延长,水泥基材料的强度增长率随着粉煤灰掺量的增加呈增加趋势。在耐久性能方面,粉煤灰掺量≤50%时,满足D100的抗冻等级指标,掺量达到66.7%时,只能满足D50的抗冻等级指标。

炉渣、建筑垃圾复掺对水泥基材料性能影响的研究

对炉渣及建筑垃圾作为细集料取代天然河砂,通过压制成型的方法制备水泥基材料进行研究,探索了在建筑垃圾掺量固定的前提下,同时掺加炉渣对水泥基材料强度、吸水率及抗冻融性能的影响规律。研究结果表明:在建筑垃圾取代40%天然河砂的前提下,水泥基材料的强度随天然河砂被炉渣取代量的逐渐增加先增大后减小,吸水率则呈逐渐增大的变化趋势;在抗冻融性方面,在一定掺量范围内,炉渣、建筑垃圾复掺制备的水泥基材料满足《普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法标准》中D25抗冻等级指标要求。并对其机理进行分析。

相变材料在建筑领域中的应用

利用相变材料的物相变化能够实现能量的吸收、储存与释放,可以合理有效地利用现有能源,优化使用可再生资源和提高能源利用率。把相变材料和传统建筑材料结合,能够起到建筑节能的作用。本文综述了相变材料在建筑领域中的应用,总结了主动式及被动式相变储能系统的研究现状。

三维立方周期阵列石膏基材料吸波性能仿真与实验研究

基于三维立方周期阵列结构,以乙炔炭黑为吸波剂,设计了一种具有宽频特性的石膏基吸波材料。HFSS(High frequency structure simulator)仿真结果显示,三维周期阵列单元的边长、高度、基层厚度及炭黑质量分数会对材料的吸波性能及有效频段产生显著影响。试验结果显示,对于周期阵列单元边长为10 mm、高度为5 mm、基层厚度为10 mm、炭黑含量为2%的试样,其在4.2~18 GHz范围内的反射率低于-10 dB,有效频带宽度可达13.8 GHz以上。试验结果与仿真结果具有较高的吻合度。该材料的电磁波损耗主要来自于乙炔炭黑的电阻损耗和三维周期阵列的结构效应。

基于机械活化法制备高强韧高柔性建筑陶瓷

为实现建筑陶瓷力学性能的大幅度提升,采用机械活化法(MA)对建筑陶瓷粉体进行预处理,探究了MA处理时间对建筑陶瓷粉体、生坯、烧结体性能的影响规律;并基于陶瓷试样物相组成与微观结构分析,阐释了MA的强韧化机制。结果表明:MA可降低陶瓷粉体粒径、增强烧结活性,并提升陶瓷生坯的致密化进程,而且有利于提升建筑陶瓷的致密度,降低陶瓷中气孔缺陷数量与尺寸,继而实现了陶瓷的致密化强化;此外,MA还可以细化与均匀化刚玉和石英相颗粒,促进石英在液相中的熔解,提升玻璃相基体中SiO_(2)含量,增大莫来石相的结晶度与长径比及陶瓷断面的粗糙度与裂纹扩展路径,继而可提升弥散增强、基体强化、莫来石强化效果与裂纹偏转增韧效果,有利于实现建筑陶瓷的强韧化。随着MA处理时间的延长,建筑陶瓷的力学强度、韧性与柔性均逐渐增强,MA处理40 min制得的陶瓷试样的弯曲强度((88.2±6.3)MPa)、断裂功((390.5±44.2)J/m^(2))与极限应变((10.24±0.48)×10^(-4))分别较未经MA处理制得的试样提升了52.8%、112.6%、39.1%,表明MA是一种有效的建筑陶瓷强韧化和柔化方法。此外,该方法操作简单,在高强韧建筑陶瓷板材制备领域具有广阔的应用前景。

片状Al_(2)O_(3)增强建筑陶瓷板材的制备与性能研究

本研究采用片状Al_(2)O_(3)为二维增强体,实现了建筑陶瓷板材的力学强化。探究了片状Al_(2)O_(3)粒径与掺量对建筑陶瓷致密度、力学性能、物相组成与微观结构的影响规律,并阐释了片状Al_(2)O_(3)的强韧化机制。研究结果表明:随着片状Al_(2)O_(3)掺量的增加,建筑陶瓷的吸水率与显气孔率逐渐增加、致密度逐渐降低,但片状Al_(2)O_(3)粒径的减小有利于减弱其对建筑陶瓷致密化的抑制作用,使得片状Al_(2)O_(3)(粒径为5μm)的强韧化效果明显优于片状Al_(2)O_(3)(粒径为10μm);掺加5%(质量分数)片状Al_(2)O_(3)(5μm)制得的建筑陶瓷弯曲强度与断裂功可达(71.6±5.5)MPa和(296.2±45.3)J/m^(2),分别较空白试样(片状Al_(2)O_(3)掺量为0%)高25.2%和46.5%。建筑陶瓷的烧结过程不会改变片状Al_(2)O_(3)的晶相与片晶结构,且其与建筑陶瓷基体的界面结合良好,利用片状Al_(2)O_(3)的复合强化、裂纹钉扎、弥散强化与预应力强化机制,可实现建筑陶瓷力学性能的有效提升。所提出的片状Al_(2)O_(3)强韧化技术不仅可提升建筑陶瓷板材的服役安全性与可靠性,而且有利于促进建筑陶瓷板材的薄型化制备。

“一带一路”沿线典型国家和地区绿色建材发展现状

发展绿色、低碳建材是应对全球能源消耗和环境污染问题、实现国家可持续发展的重要策略。绿色“一带一路”已经成为“一带一路”的重点议程之一,并将在推进“一带一路”进程中发挥更加重要的作用。综述了“一带一路”沿线典型国家和地区绿色建材技术发展现状,总结了相关国家天然资源和废弃物的综合利用情况以及环保功能性建材技术最新研究进展,为后续深入开展相关研究提供参考。

再生微粉泡沫保温材料的制备及性能研究

采用湿泡沫拌合法以再生微粉(RP)为主要原料制备了泡沫保温材料,通过测量泡沫的稳定时间、浆体的流动特性与凝结过程,结合试件的抗压强度、干密度、孔隙率以及导热系数等指标,探讨了浆体组成对泡沫存活状态的影响规律以及RP的最大掺量。结果表明:泡沫的稳定性与浆体的黏度、凝结过程存在适宜的匹配状态,当水固比为0.80、浆体黏度为1.7 Pa·s左右、终凝时间小于30 min时,预制泡沫具有较好的存活状态;RP的最大掺量可达70%,所制备泡沫保温材料的抗压强度为1.15 MPa,导热系数为0.118 W/(m·K),符合JG/T 266—2011泡沫混凝土标准A06等级要求。

多孔建筑涂层抗病毒测试方法研究

多孔建筑涂层由于多孔性的特点对病毒具有吸附作用,从而赋予涂层抗病毒活性,而多孔涂层的抗病毒活性可能受测试中多种因素影响。选用多孔硅藻土制备多孔建筑涂层,以噬菌体MS2和φA039作为非包膜病毒模型测试多孔涂层的抗病毒活性,研究抗病毒测试中病毒储备液种类、病毒悬液滴加量及其浓度对抗病毒测试结果的影响。结果表明,应尽可能选择与稀释液有机组成相同的储备液;涂层表面悬液滴加量应视样品大小而定;涂层表面滴加病毒悬液浓度以1×10^(7) PFU/mL为宜。分析了多孔建筑涂层抗病毒测试中最佳测试条件,提出测试中需要注意的问题,为多孔涂层抗病毒测试和标准制定提供参考。

熔压温度对光纤面板抗弯强度的影响

光纤面板在微光夜视、空间探测、核诊断、医学诊疗等领域有着广泛的应用,在使用过程中对强度有一定要求,目前缺少相关研究,本文研究了熔压温度对光纤面板x、y、z三个方向抗弯强度的影响,采用三点弯曲法测试光纤面板的抗弯强度。结果表明:熔压温度为660℃时,二次复丝之间熔合不充分,存在间隙,光纤面板抗弯强度较低,x、y、z方向抗弯强度分别为107、93、114 MPa;熔压温度为670℃时,二次复丝之间间隙消除,但依然存在界面,抗弯强度有所提升,x、y、z方向抗弯强度分别为110、109、125 MPa;熔压温度为680℃时,二次复丝充分熔合,此时光纤面板抗弯强度在x、z方向满足复合材料混合定律,分别为123、127 MPa,y方向芯玻璃作为增强相对皮玻璃起到增强作用,抗弯强度为113 MPa。本文研究对提高光纤面板强度以满足装管和使用需求具有重要意义。