用于電磁波/脈沖屏蔽的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)混凝土混合的制作方法
【專利說明】用于電磁波/脈沖屏蔽的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)混凝±混合
【背景技術(shù)】
[0001] 電磁脈沖化MP)是通常起因于高能量爆炸(例如，核爆炸)或起因于突然波動的磁 場（例如由太陽耀斑或日冕物質(zhì)拋射(CME)產(chǎn)生的磁場）的突然脈沖或突發(fā)的電磁化M)福 射。EMP產(chǎn)生快速變化的電場及磁場，其可與電氣系統(tǒng)及電子系統(tǒng)禪合，從而引起破壞性的 電流及電壓浪涌。舉例來說，當高于地球表面引爆核武器時產(chǎn)生高空電磁脈沖化EMP)，從而 產(chǎn)生使大氣離子化且產(chǎn)生瞬時且強的EM場的伽馬福射(gamma radiation)。皿MP的效應取 決于若干因素而變動，包含引爆高度、能量產(chǎn)率、伽馬射線輸出、與地球磁場的交互、目標的 屏蔽效能等等。由于HEMP的EM場向外福射，因此其可過載電子裝置及具有類似于(但導致與 雷擊相比更快的損壞)雷擊的效應的設備。也已開發(fā)可被安裝到飛機且可由地面車輛載運 的EMP武器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 本發(fā)明描述導電混凝±混合物，其經(jīng)配置W提供EMP屏蔽且反射及/或吸收(例如） 通過所述導電混凝±混合物傳播的EM波。所述導電混凝±混合物包含水泥、水、導電碳材 料、磁性材料及金屬導電材料。所述導電碳材料可包含導電碳顆粒、導電碳粉及/或焦炭屑。 所述金屬導電材料可包含鋼纖維，且所述磁性材料可包含鐵燈巖。所述導電混凝±混合物 還可包含石墨粉、娃粉及/或其它輔助膠凝材料(SCM)，例如飛灰、賠燒粘±及地面粒狀高爐 礦渣(GGBFS)。所述導電碳材料可包括按重量計從約零(0巧Ij百分之四十(40%)的導電混凝 ±混合物，所述磁性材料可包括按重量計從約零(0巧Ij百分之屯十五(75%)的導電混凝± 混合物，及/或所述金屬導電材料可包括按重量計從約零((υ到百分之十五（15%)的導電混 凝±混合物。
[0003] 在一些實施例中，所述導電碳材料可包括按重量計從約百分之十五（15%巧Ij百分 之二十（20%)的導電混凝±混合物，所述磁性材料可包括按重量計從約百分之二十五 (25%巧Ij百分之五十五巧5%)的導電混凝±混合物，且所述金屬導電材料可包括按重量計 從約百分之五(5%)到百分之十（10%)的導電混凝±混合物。一種制造混凝±結(jié)構(gòu)的方法 包含:誘筑混凝±混合物W形成導電混凝±;及在接近所述導電混凝±的外部表面的所述 導電混凝±內(nèi)定位第一導電網(wǎng)。所述方法還包含在所述導電混凝±內(nèi)^與所述第一導電網(wǎng) 電接觸地定位第二導電網(wǎng)。在一些實施例中，可在所述導電混凝±內(nèi)^與所述前兩個導電 網(wǎng)電接觸地放置第Ξ導電網(wǎng)。所述導電網(wǎng)中的一或多者可包括焊接鋼絲網(wǎng)(WWF)、焊接鋼筋 (WWR)、細金屬網(wǎng)及/或其各種組合。
[0004] 提供此
【發(fā)明內(nèi)容】
來W簡化形式介紹概念的選擇，下文在【具體實施方式】中進一步描 述所述概念的選擇。此
【發(fā)明內(nèi)容】
既不希望識別所主張的標的物的關(guān)鍵特征或基本特征，也 不希望用作幫助確定所主張的標的物的范圍。
【附圖說明】
[0005] 參考附圖描述【具體實施方式】。在描述及圖中的不同實例中對相同元件符號的使用 可指示類似或相同物品。
[0006] 圖1A為說明根據(jù)本發(fā)明的實例實施例的使用導電混凝±混合物及導電網(wǎng)形成的 混凝±結(jié)構(gòu)的局部橫截面等距視圖。
[0007] 圖1B為說明根據(jù)本發(fā)明的實例實施例的使用導電混凝±混合物及導電網(wǎng)形成的 混凝±結(jié)構(gòu)的局部端視圖。
[0008] 圖2為說明根據(jù)本發(fā)明的實例實施例的用于使用導電混凝±混合物及導電網(wǎng)制造 混凝±結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
[0009] 圖3為說明用W測量根據(jù)本發(fā)明的實例實施例構(gòu)造的混凝±遮蔽物的屏蔽效能的 雙錐對數(shù)天線(biconilog antenna)的動態(tài)范圍的曲線圖。
[0010] 圖4為說明針對使用參考圖3所描述的雙錐對數(shù)天線測量的混凝±遮蔽物獲取的 測量的動態(tài)范圍的曲線圖。
[0011] 圖5為說明使用參考圖3描述的雙錐對數(shù)天線測量的混凝±遮蔽物的西墻的屏蔽 效能的曲線圖。
[0012] 圖6為說明使用參考圖3描述的雙錐對數(shù)天線測量的混凝±遮蔽物的北墻的屏蔽 效能的曲線圖。
[0013] 圖7為說明使用參考圖3描述的雙錐對數(shù)天線測量的混凝±遮蔽物的東墻的屏蔽 效能的曲線圖。
[0014] 圖8為說明使用參考圖3描述的雙錐對數(shù)天線測量的混凝±遮蔽物的南墻的屏蔽 效能的曲線圖。
[0015] 圖9為說明使用參考圖3描述的雙錐對數(shù)天線測量的混凝±遮蔽物的屋頂?shù)钠帘?效能的曲線圖。
【具體實施方式】
[0016] 用于關(guān)鍵服務(例如，命令與控制(C2)，命令與控制信息系統(tǒng)(C2IS)，命令、控制、通 信、計算機、情報、監(jiān)視及偵察(C4ISR)，金融機構(gòu)等等）的設施及基礎架構(gòu)期望EMP保護。舉 例來說，軍事設及保證軍事指揮官具有指揮部隊的能力，而金融機構(gòu)設及保護對電子商務 (e-business)至關(guān)重要的計算機網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)庫。因此，通常通過使用圍繞設施的屏蔽外殼 或法拉第籠(Faraday cage)屏蔽及接地建筑結(jié)構(gòu)來保護關(guān)鍵設施及基礎架構(gòu)免于EMP。舉 例來說，可使用金屬導電材料(例如，固體鋼板)或?qū)щ姴牧系木W(wǎng)狀物(例如，銅絲網(wǎng))環(huán)繞設 施形成法拉第籠作為外殼。然而，必須構(gòu)造除了設施本身之外的此類屏蔽，此情況增加提供 EMP保護的成本及復雜性。
[0017]因此，本發(fā)明設及可提供防御EMP的內(nèi)置屏蔽W及EM場抗擾性及福射發(fā)射安全性 的導電混凝±建筑材料。舉例來說，雖然具有嵌入式鋼筋的混凝±可提供一些磁性屏蔽，但 根據(jù)本發(fā)明配置的導電混凝±外殼可W所關(guān)注頻率提供有效的全局屏蔽。此外，導電混凝 ±墻也可提供接地及防雷保護，且傳導EMP感應電流的能量，否則將在結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼絲及其它 導體中傳導所述能量。另外，對導電混凝±材料的使用可提供更劃算的建筑選項（例如，而 非W法拉第籠方式構(gòu)造單獨的屏蔽）。本文中描述的導電混凝±材料及/或構(gòu)造技術(shù)可用W 最小化(例如，防止）電子信號離開結(jié)構(gòu)及/或進入結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，本發(fā)明的導電混 凝±材料及/或構(gòu)造技術(shù)可用W構(gòu)造敏感隔離信息設施（SCIF)，可在其中存儲、電子處理 (等等)敏感隔離信息（SCI)。然而，應注意，僅通過實例方式提供敏感隔離信息設施且并非 意味著限制本發(fā)明。在其它實施例中，本發(fā)明的導電混凝±材料及/或構(gòu)造技術(shù)可用W構(gòu)造 另一屏蔽環(huán)境，包含(但不一定限于）：用于提供磁場屏蔽的磁共振成像(MRI)設施的屏蔽 室、提供防御外部EM場及內(nèi)部EM場的EM吸收的屏蔽的射頻暗室等等。
[0018] 在實施方案中，導電混凝±混合物可包含一或多種磁性材料(例如鐵磁材料、順磁 材料等等），其用W提供EMP屏蔽且吸收(例如)通過所述導電混凝±混合物傳播的波。舉 例來說，在特定實例中，導電混凝±混合物包含包括磁鐵礦的鐵燈巖巖石材料，例如鐵燈巖 骨料。然而，僅通過實例方式提供鐵燈巖骨料且并非意味著限制本發(fā)明。因此，在其它實施 方案中，導電混凝±混合物可包含其它材料，例如(但不一定限于）：自然地質(zhì)材料、礦物材 料等等。舉例來說，導電混凝上混合物可包含具有鐵紋石及/或儀紋石礦物的頤鐵(例如，來 自儀鐵頤石的鐵）。導電混凝±混合物還可包含由細菌產(chǎn)生的磁鐵礦晶體及/或從河流或海 灘砂收集的磁鐵礦。此外，導電混凝±混合物可包含鐵赤鐵礦及/或磁黃鐵礦(其可被研磨 成粉）。在更進一步實例中，導電混凝±混合物可包含順磁礦物，例如鐵鐵礦、鐵磁鐵礦等 等。
[0019] 導電混凝±混合物還包含經(jīng)配置W將導電性提供到所述混凝±的一或多種導電 材料。所述導電材料用W提供EMP屏蔽且反射及吸收(例如)通過所述導電混凝±混合物傳 播的EM波。舉例來說，導電混凝±混合物可包含至少實質(zhì)上均勻分布的導電材料，其可包含 金屬導電材料及可能的非金屬導電材料，例如金屬及/或碳纖維。在實施方案中，金屬導電 材料可用W反射EM波，而非金屬導電材料可用W吸收EM波。出于本發(fā)明的目的，可將導電混 凝±混合物界定為含有將相當高的導電性(例如，相對于典型混凝±的導電性)提供到混凝 ±的導電組分的水泥基外加劑。
[0020] 導電混凝±混合物可包含導電碳顆粒(例如碳粉等等），其可在導電材料的部分之 間提供導電通路，從而在混凝±中實現(xiàn)(例如)有效的反射鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，與 導電混凝±混合物一起使用石墨及碳粒狀物。運些粒狀物可具有(例如)如通過使用十毫米 (10mm)到零點二毫米(0.2mm)篩孔尺寸的篩分分析測量的負八分之Ξ英寸(-3/8in.)的尺 寸等等。在一些實施例中，與導電混凝±混合物一起使用烤碳添加劑。在一些實施例中，與 導電混凝±混合物一起使用石墨碳添加劑。
[0021] 在實施方案中，導電混