CN104775369A - 一种声屏障立柱及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声屏障立柱，包括由活性粉末混凝土制成的立柱本体和复合在立柱面向声源一侧翼缘上的吸声材料，立柱本体横截面为H型，活性粉末混凝土包括各组分重量比为水泥：矿粉：稻壳灰：天然砂：石英粉：聚羧酸高效减水剂：钢纤维：水=1:（0.15-0.25）:（0.23-0.28）:（1.15-1.25）:（0.35-0.40）:（0.02-0.025）:（2.5-3.0）:（0.22-0.25）。本发明采用非金属材料制作，不存在腐蚀、老化、螺栓松动等现象，使用寿命可等同于甚至长于主体结构，使用过程中无需维护，长期经济效益显著，具有很高的安全性和可靠性。

Description

一种声屏障立柱及其制备方法

技术领域

本发明属于隔音材料领域，尤其涉及一种声屏障立柱及其制备方法。

背景技术

目前我国高铁声屏障以插板式声屏障为主，插板式声屏障需要采用H型钢立柱作为屏障支撑，而传统的H型钢立柱与桥梁连接的预埋螺栓是桥梁施工单位在桥梁制作时预埋，预埋的尺寸精度和预埋件的防腐处理质量与声屏障制作和安装单位不是一个责任主体，质量控制难度大。而钢立柱的间距受预埋螺栓精度的制约，有可能造成超过设计允许偏差，这样的偏差会在声屏障运行过程中不断受到的振动和列车运行空气脉动力所产生的动荷载的冲击下进一步加大，从而造成单元板飞出钢立柱这样的安全事故。这样的事故已经在京沪高铁和武广高铁上发生过。

钢立柱与桥梁连接的预埋螺栓分别设置在声屏障的内侧和外侧，在桥梁上外侧的螺栓无法检查和维护，如果外侧的螺栓出现腐蚀和松动，将会使声屏障失稳从而构成行车安全隐患。据反映，运行三年以上的线路基本都存在外侧螺栓有松动的现象。

预埋螺栓的腐蚀和松动，将会使声屏障失稳从而构成行车安全隐患。这样就增加了声屏障运行过程中的安全维护成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种生产工艺简单、操作方便、施工方便、不存在腐蚀、老化、螺栓松动等现象，具有降噪吸声性能和很高的安全性、可靠性的声屏障立柱。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。

一种声屏障立柱，包括由活性粉末活性混凝土制成的立柱本体和复合在立柱面向声源一侧翼缘上的吸声材料，所述立柱本体横截面为H型，所述活性粉末混凝土包括水泥、矿粉、稻壳灰、天然砂、石英粉、聚羧酸高效减水剂、钢纤维和水，各组分的重量比为水泥：矿粉：稻壳灰：天然砂：石英粉：聚羧酸高效减水剂：钢纤维：水=1:（0.15-0.25）:（0.23-0.28）:（1.15-1.25）:（0.35-0.40）:（0.02-0.025）:（2.5-3.0）:（0.22-0.25）。

所述水泥为52.5级或以上等级的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。

所述稻壳灰是经过酸处理的稻壳在500-700℃恒温焚烧2h，并经粉磨20min后得到。

所述天然砂为细砂，级配位于Ⅲ区。

所述立柱本体内设置有加强筋，所述的加强筋为芳纶纤维筋、碳纤维筋、玄武岩纤维筋中的一种。

所述的吸声材料为无机非金属材料，所述无机非金属材料吸声材料为珍珠岩吸声材料、陶粒吸声材料、木屑吸声材料中的一种。

所述吸声材料的形状为尖劈状。

所述立柱本体背向声源一侧的平面状翼缘上根据需要设置预埋件。用活性粉末混凝土材料制作的轻质高强的H型立柱，采用插孔或与桥梁一同浇注与桥梁连接成一体，避免钢立柱采用预埋螺栓的腐蚀和松动，使声屏障失稳从而构成行车安全隐患，这样既避免了安全隐患，又可免维护。

一种声屏障立柱的制备方法，包括如下步骤：

1）将各材料按要求称量，将水泥、矿粉、稻壳灰、天然砂和石英粉倒入搅拌锅内，干拌3分钟；加入溶有减水剂的一半用水量，搅拌3分钟；倒入另一半用水量后搅拌3分钟，然后加入钢纤维，搅拌9分钟；得到活性粉末混凝土；

2）将非金属吸声材料与胶凝材料搅拌好后倒入模具中加压，压力不小于1KN，然后再将搅拌好的活性粉末混凝土倒入吸声材料上面的模具中，在振动台上振动4分钟，振动频率为50Hz，成型后，将试件移入养护室，于20±2℃养护，养护24小时后拆模，再将试件浸在20±2℃水中养护28天。

有益效果：与现有技术相比，本发明制备的声屏障立柱全部采用非金属材料制作，不存在腐蚀、老化、螺栓松动等现象，使用寿命可等同于甚至长于主体结构，使用过程中无需维护，长期经济效益显著，具有很高的安全性和可靠性。用插孔或与桥梁一同浇注与桥梁连接成一体，便于施工。同时在立柱迎声面复合有尖劈状的吸声材料，使得立柱本身就成为一种吸声体，大大增强了声屏障整体的吸声性能。

附图说明

图1本发明正面结构示意图；

图2本发明背面结构示意图a；

图3本发明背面结构示意图b；

图4本发明背面结构示意图c。

1.立柱本体   2. 吸声材料   3. 加强筋 。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

如图1至图2所示，

一种声屏障立柱，包括的立柱本体1和复合在立柱面向声源一侧翼缘上的吸声材料2，所述立柱本体的横截面为H型由活性粉末活性混凝土制成，所述活性粉末活性混凝土包括水泥、矿粉、稻壳灰、天然砂、石英粉、聚羧酸高效减水剂、钢纤维和水，各组分的重量比为水泥：矿粉：稻壳灰：天然砂：石英粉：聚羧酸高效减水剂：钢纤维：水=1: 0.15:0.23:1.15: 0.35:0.02:2.5:0.22。

所述水泥为52.5级的普通硅酸盐水泥。

所述稻壳灰是经过酸处理的稻壳在500℃恒温焚烧2h，并经粉磨20min后得到。

所述天然砂为细砂，级配位于Ⅲ区。

所述立柱本体1内设置有加强筋3，所述的加强筋为芳纶纤维筋。

所述的吸声材料为珍珠岩吸声材料。

所述吸声材料的形状为尖劈状。

所述立柱本体背向声源一侧的平面状翼缘上设置预埋件插件与桥梁连接成一体。

声屏障立柱的制备方法，包括如下步骤：

1）将各材料按要求称量，将水泥、矿粉、稻壳灰、天然砂和石英粉倒入搅拌锅内，干拌3分钟；加入溶有减水剂的一半用水量，搅拌3分钟；倒入另一半用水量后搅拌3分钟，然后加入钢纤维，搅拌9分钟；得到活性粉末混凝土；

2）将非金属吸声材料与胶凝材料搅拌好后倒入模具中加压，压力为1KN，然后再将搅拌好的活性粉末混凝土倒入吸声材料上面的模具中，在振动台上振动4分钟，振动频率为50Hz，成型后，将试件移入养护室，于20±2℃养护，养护24小时后拆模，再将试件浸在20±2℃水中养护28天。其中胶凝材料指的是水泥、水玻璃、树脂等粘结剂。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是各组分的重量比为水泥：矿粉：稻壳灰：天然砂：石英粉：聚羧酸高效减水剂：钢纤维：水=1:0.25:0.28: 1.25: 0.40: 0.025: 3.0: 0.25；所述水泥为52.5级的硅酸盐水泥；所述稻壳灰是经过酸处理的稻壳在600℃恒温焚烧2h，并经粉磨20min后得到；所述的加强筋为碳纤维筋；所述的吸声材料为陶粒吸声材料；如图3所示，所述立柱本体背向声源一侧的平面状翼缘上设置预埋件插件与桥梁一同浇注连接成一体。制备方法基本与实施例1相同，所不同的是将非金属吸声材料与胶凝材料搅拌好后倒入模具中加压，压力为1.5KN。其中胶凝材料指的是水泥、水玻璃、树脂等粘结剂。

实施例3

与实施例1基本相同，所不同的是各组分的重量比为水泥：矿粉：稻壳灰：天然砂：石英粉：聚羧酸高效减水剂：钢纤维：水=1:0.2:0.25:1.2:0.38:0.022:2.75:0.23；所述水泥为52.5R级的普通硅酸盐水泥；所述稻壳灰是经过酸处理的稻壳在700℃恒温焚烧2h，并经粉磨20min后得到；所述的加强筋为玄武岩纤维筋；所述的吸声材料为木屑吸声材料；如图4所示，所述立柱本体背向声源一侧的平面状翼缘上设置预埋件插孔与桥梁连接成一体。制备方法基本与实施例1相同，所不同的是将非金属吸声材料与胶凝材料搅拌好后倒入模具中加压，压力为1.2KN。其中胶凝材料指的是水泥、水玻璃、树脂等粘结剂。

各实施例制得的声屏障立柱与现有声屏障立柱各项性能指标对比数据见表1。

表1 各实施例的检测数据对比

	抗压强度/MPa	翼缘抗剪承载力/KN	降噪系数	柱顶侧移/mm
					实施例1	121	41	0.75	10
实施例2	136	48	0.72	7
					实施例3	128	43	0.65	9
现有声屏障立柱	45-60	20-30	0	12-15

本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声屏障立柱，其特征在于，包括由活性粉末混凝土制成的立柱本体和复合在立柱面向声源一侧翼缘上的吸声材料，所述立柱本体横截面为H型，所述活性粉末混凝土包括水泥、矿粉、稻壳灰、天然砂、石英粉、聚羧酸高效减水剂、钢纤维和水，各组分的重量比为水泥：矿粉：稻壳灰：天然砂：石英粉：聚羧酸高效减水剂：钢纤维：水=1:（0.15-0.25）:（0.23-0.28）:（1.15-1.25）:（0.35-0.40）:（0.02-0.025）:（2.5-3.0）:（0.22-0.25）。

2.根据权利要求1所述的一种声屏障立柱，其特征在于，所述水泥为52.5级或以上等级的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。

3.根据权利要求1所述的一种声屏障立柱，其特征在于，所述稻壳灰是经过酸处理的稻壳在500-700℃恒温焚烧2h，并经粉磨20min后得到。

4.根据权利要求1所述的一种声屏障立柱，其特征在于，所述天然砂为细砂，级配位于Ⅲ区。

5.根据权利要求1所述的一种声屏障立柱，其特征在于，所述立柱本体内设置有加强筋，所述的加强筋为芳纶纤维筋、碳纤维筋、玄武岩纤维筋中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种声屏障立柱，其特征在于，所述的吸声材料为无机非金属材料。

7.根据权利要求6所述的一种声屏障立柱，其特征在于，所述无机非金属材料吸声材料为珍珠岩吸声材料、陶粒吸声材料、木屑吸声材料中的一种。

8.根据权利要求1或6所述的一种声屏障立柱，其特征在于，所述吸声材料的形状为尖劈状。

9.根据权利要求1所述的一种声屏障立柱，其特征在于，所述立柱本体背向声源一侧的平面状翼缘上根据需要设置预埋件。

10.根据权利要求1所述的一种声屏障立柱的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将各材料按要求称量，将水泥、矿粉、稻壳灰、天然砂和石英粉倒入搅拌锅内，干拌3分钟；加入溶有减水剂的一半用水量，搅拌3分钟；倒入另一半用水量后搅拌3分钟，然后加入钢纤维，搅拌9分钟；得到活性粉末混凝土；

2）将非金属吸声材料与胶凝材料搅拌好后倒入模具中加压，压力不小于1KN，然后再将搅拌好的活性粉末混凝土倒入吸声材料上面的模具中，在振动台上振动4分钟，振动频率为50Hz，成型后，将试件移入养护室，于20±2℃养护，养护24小时后拆模，再将试件浸在20±2℃水中养护28天。