مواد و ساخت پیشرفته

بتن فومی (مواد فومی پایه سیمانی) نوعی بتن سبک است که از سیمان، ماسه یا خاکستر بادی، آب و فوم ساخته می­شود. سیمان فومی، مخلوطی از دوغاب سیمان، عوامل کف­کننده و گاز است. سیمان فومی زمانی ایجاد می­شود که یک گاز، معمولاً نیتروژن، با فشار بالا به دوغاب پایه تزریق می­شود که دارای یک عامل کف­کننده و تثبیت­کننده کف است.

در یک مطالعه جدید، برای جلوگیری از آلودگی الکترومغناطیسی فضای معماری، مواد فومی پایه سیمانی با عملکرد بالای جذب امواج الکترومغناطیسی (EMW) و پهنای باند جذب موثر گسترده (بازتاب کمتر از −10 dB) تولید شده­‌اند. سپس عملکرد جذب EMW مواد فومی پایه سیمانی مورد بررسی قرار گرفته است و مکانیسم انتقال و تضعیف EMW مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در فیزیک، جذب تابش الکترومغناطیسی فرآیندی است که طی آن انرژی فوتون توسط ماده، معمولاً الکترون‌های یک اتم، جذب می‌شود. بنابراین، انرژی الکترومغناطیسی به شکل دیگری از انرژی، به عنوان مثال، به گرما تبدیل می­شود. 

نتایج این بررسی نشان می‌­دهد که تخلخل، ضخامت نمونه و اندازه منافذ اثرات قابل توجهی بر عملکرد جذب EMW دارند. با حضور تخلخل 61.5 درصد، ضخامت 40 میلی‌متر، و میانگین قطر منافذ 301 میکرومتر، پهنای باند جذب مؤثر به 12.7 گیگاهرتز در محدوده 2 تا 18 گیگاهرتز می‌رسد. بنابراین مواد فومی پایه سیمانی بهینه شده عملکرد جذب EMW عالی را به دست می­آوردند.

ظرفیت جذب عالی EMW مواد فومی پایه سیمانی عمدتاً به دلیل حضور منافذی است که خواص تطبیق امپدانس را بهبود می­بخشد و پراکندگی چندگانه و همچنین تضعیف کوهرنسی را افزایش می­دهد، و بنابراین مواد فومی پایه سیمانی را بهینه می­کند. مواد فومی پایه سیمانی با عملکرد جذب EMW بالا، چگالی ظاهری پایین و هزینه کم می­توانند کاندیدای ایده­آلی برای جذب EMW در مهندسی تلقی شوند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061822035590