CN104894991B

CN104894991B - 一种声屏障

Info

Publication number: CN104894991B
Application number: CN201510318000.0A
Authority: CN
Inventors: 刘福财; 李斌; 王贻远; 肖敏; 陈桂祥; 张信祯; 李思斯; 黄贺明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: CN104894991A

Abstract

一种声屏障，包括多根立柱和设于相邻立柱之间的多个上下连接的墙板，所述最顶部墙板上设有弧形板，所述墙板为两块隔音板中间设有吸音板。本发明采用了隔‑吸‑隔结构形式消除噪音，对于传统的单一的隔音或吸音效果更加理想。

Description

一种声屏障

技术领域

本发明涉及交通噪音治理设备领域，特别涉及一种声屏障。

背景技术

声屏障是在声源和接收者之间插入一个设施，使声波传播有一个显著的附加衰减，从而减弱接收者所在的一定区域内的噪声影响。现有的传统声屏障主要由钢结构立柱和吸隔声屏板两部分组成，立柱是声屏障的主要受力构件，它通过螺栓或焊接固定在道路防撞墙或轨道边的预埋钢板上；吸隔声板是主要的隔声吸声构件，它通过高强弹簧卡子将其固定在H型立柱槽内，形成声屏障。如申请号为201320848702.6专利名称为《一种方便检修的声屏障》公开一种声屏障包括声屏障板、立柱和托板，立柱呈H型，其下端通过地脚螺栓与声屏障基础固定连接，声屏障板设置于相邻两立柱之间的插槽中。该专利的声屏障板为传统的单一隔音板或单一的吸音板，其消除噪音的效果并不十分理想，且立柱采用钢材料，导致其耐腐蚀性较差、自重大、给运输施工带来不便。

申请号为200820160717.2的中国专利《一种超强玻璃钢复合声屏障》公开一种声屏障包括玻璃钢背板、玻璃钢穿孔板以及设于两者间的填充材料。申请号为201420053701.7的中国专利《一种多层复合预制混凝土声屏障板》公开所述声屏障板从内到外依次为，由轻质高强陶粒混凝土浇筑而成的隔音层、由陶砂混凝土浇筑而成的消音层、由无砂大孔陶粒混凝土浇筑而成的吸音层、由纤维聚合物砂浆浇筑而成的装饰层。该发明主要通过陶粒、或者陶砂进行形成吸音工程，但由于无砂陶粒混凝土其结构形态存在较多贯通的毛细孔，使其声音在传播过程中很容易先穿透过去，而陶粒内部的封闭孔吸音过程减少，吸音功能减弱。而我发明采用的是发泡形成内部的封闭孔结构,孔与孔之间没有通道，吸引效果更好。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种消除噪音效果好、轻质的声屏障。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种声屏障，包括多根立柱和设于相邻立柱之间的多个上下连接的墙板，最顶部墙板上设有弧形板，所述墙板为两块隔音板中间设有吸音板。本发明采用了隔-吸-隔结构形式消除噪音，对于传统的单一的隔音或吸音效果更加理想。本发明声屏障采用了隔音-吸音-反射等三种形式进行降低噪音分贝的，产品相对彩钢结构声屏障，耐腐蚀性能更好，隔音效果更稳定、很多彩钢声屏障一般5年左右基本锈蚀严重，螺丝松动，更换频率很高，且彩钢声屏障内部主要采用玻璃棉结构吸音，进水后玻璃棉下沉堆积，吸音效果不好，螺丝松动后抵抗风压或负压很差容易倒塌或掉落。

进一步地，所述隔音板为超高性能粉末混凝土浇筑而成，所述超高性能粉末混凝土包括如下重量份的原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥1000~1200份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉100~150份；

平均粒径10~50μm,的矿粉100~150份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉60~100份；

粒径为0.63~0.16mm石英砂1050~1450份；

减水率大于30%的高效减水剂16~22份；

无机颜料粉60~80份；

水180~220份；

平均直径0.10~0.15mm,长度8~12毫米钢纤维50份；

长度8~12mm的玄武岩纤维40份。

优选地，所述超高性能粉末混凝土包括如下重量份的原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥1100份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉125份；

平均粒径10~50μm,的矿粉125份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉80份；

粒径为0.63~0.16mm石英砂1250份；

减水率大于30%的高效减水剂19份；

无机颜料粉70份；

水200份；

平均直径0.10~0.15mm,长度8~12毫米钢纤维50份；

长度8~12mm的玄武岩纤维40份。

隔音层主要采用改性超高性能粉末混凝土，主要是提高整体结构强度，增加抗风压或高铁动车等负风压抵抗能力，其材料具有高强度、高韧性、高抗冲击性能、耐酸碱盐等化学腐蚀、耐久性能好等特点，一般普通粉末混凝土粘聚性较高，浇筑超薄件表面容易形成微小气孔，自然养护收缩比大等特点，本材料通过增加了陶瓷砖抛光微粉、颗粒级配接近于硅粉状态，且无粘聚性，有减水润滑作用，改善了致密度的同时主要改善浇筑过程中形成的微小气孔的存在，增加产品强度及表面光洁度且该微粉是陶瓷加工过程中的粉尘废料，价格十分低廉，本配方通过调整纤维直径，提高了超薄件的整体抗拉性能，增加了抵抗高铁的高负风压性能，减少表面纤维沉降现象，通过调整玄武岩纤维主要减少材料内部干缩微裂纹产生，且同时保证超薄件内部膨胀性能的一致性。

所述吸音板为玻化微珠发泡混凝土浇筑而成，所述玻化微珠发泡混凝土包括如下重量份的原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥750~1000份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉100~200份；

平均粒径10~50μm,的粉煤灰100~150份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉80份；

平均粒径为1~0.16mm,容重400~600 N/m³玻化微珠粉150~300份；

减水率大于30%的高效减水剂18~26份；

有机纤维2~4份；

水180~220份；

有机皂类泡沫体积与浆体体积比为0.6~1.0:1，所述有机皂类泡沫为机皂类加水搅拌形成气泡，其体积浓度为10~20%，所述浆体为除了有机皂类泡沫之外配方其他原料搅拌后形成的浆体。

优选地，所述玻化微珠发泡混凝土包括如下重量份的原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥900份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉150份；

平均粒径10~50μm,的粉煤灰125份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉80份；

平均粒径为1~0.16mm,容重400~600 N/m³玻化微珠粉225份；

减水率大于30%的高效减水剂22份；

有机纤维3份；

水200份；

有机皂类泡沫体积与浆体体积比为0.8:1。

本发明吸音材料主要采用发泡玻化微珠混凝土，主要原理使声波传入发泡形成的封闭气泡后，在封闭的气泡结构内形成不同方向的反射，相互抵消抑制声波二次向外传递，本材料采用玻化微珠主要是大幅度减轻结构重量的前提（800 N/m³以下)且保证隔音材料有5个兆帕以上的强度，确保结构有较强的抵抗负风压性能。

本发明的制备工艺包括如下步骤：

（1）吸音板的制备：

S1、将玻化微珠发泡混凝土配方限定的有机纤维、硅酸盐水泥、微硅粉、粉煤灰、抛光砖粉依次加入搅拌机搅拌2~3分钟进行分散均匀；

S2、再向搅拌机中加入配方限定的玻化微珠粉搅拌1~2分钟至均匀；

S3、向步骤S2所得的材料中依次加入高效减水剂和水继续搅拌2~3分钟至分散均匀；

S4、将发泡好的有机皂类泡沫依据体积比加入搅拌机搅拌20~40秒后得到容重在800 N/m3以下玻化微珠发泡混凝土；

S5、将S4所制备的玻化微珠发泡混凝土通过布料装置均匀布在吸音板模具中进入中频加热养护恒温40~60度，恒温4~6小时，拆模形成玻化微珠发泡吸音板；

（2）隔音板的制备:

S6、将改性超高性能粉末混凝土配方限定的镀铜钢纤维、石英砂依次加入搅拌机搅拌2~3分钟进行分散均匀；

S7、再向搅拌机中加入配方限定的硅酸盐水泥、硅粉、矿粉、抛光砖粉搅拌2~3分钟至均匀；

S8、再向步骤S7搅拌所得的材料中依次加入高效减水剂、水和玄武岩纤维继续搅拌3~5分钟至分散均匀，得到隔音改性粉末混凝土；

（3）声屏障的制备：

S9、将吸音板放入声屏障墙板模具中挂置中间，将步骤S8搅拌好的隔音改性粉末混凝土浇筑如模具中，静停2小时后，放入然后进入中频加热养护室内，温度为80+5℃，恒温12小时,拆模后即可成为声屏障墙体；

S10、将步骤S8制备好的改性粉末混凝土浇筑的带有钢网结构的声屏障立柱模具中，静停2小时后，放入然后进入中频加热养护室内，恒温温度为80+5℃，恒温12小时,拆模后即可成为声屏障立柱；

S11、最后在立柱之间拼接固定多个墙体，在立柱和墙体最上端固定接有亚克力板，最下端固定设有梯形防撞护栏。

进一步地，所述隔音板厚度为10~30mm。

所述吸音板厚度为60~100mm。

弧形板为声音反射区，所述弧形板为多块，水平并排并通过螺栓固定连接，弧形板还通过螺栓与立柱固定连接。所述弧形板为亚克力板。

更进一步地，所述墙板上下两端分别设有凹槽和凸槽，所述凹槽与相邻墙板的凸槽对应拼接，所述凸槽与相邻墙板的凹槽对应拼接。所述立柱包括设于左右两端的边柱和设于边柱之间的多根中柱，所述边柱的一端和中柱的左右两端设有用于安置墙板的插槽。通过相邻墙板、墙板与立柱之间的拼接，使得施工更为简单方便，并在拼接时在拼接处中加入防水密封胶，使得拼接更牢固，不易松动。

所述声屏障底部还设有梯形防撞护栏，所述防撞护栏通过地脚螺栓与最底部的墙板固定连接，防撞护栏与立柱、最底部墙板之间预埋扁铁，使得连接更坚固。防撞护栏为梯形，结构上相对稳固。

所述墙板还设有保护层，所述保护层为纵横交错的钢筋组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）采用了隔-吸-隔结构形式消除噪音，对于传统的单一的隔音或吸音效果更加理想；

（2）隔音部分材料主要采用超高性能粉末混凝土，吸音部分主要采用玻化微珠发泡混凝土，其结构厚度为100~140mm，立柱结构粉末混凝土结构，整体结构重量轻，每延米在180~250公斤重量左右，抗风压可达到4兆帕左右，自身强度高，表面美观、使用全寿命周期长，耐腐蚀性能好。

附图说明

图1为本发明的结构正视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为本发明的中柱与墙板拼接示意图；

图4为本发明的防撞护栏与立柱、最底部墙板拼接示意图图；

其中，1、立柱；11、中柱；12、边柱；2、插槽；3、墙板；4、弧形板；5、T型钢；6、螺栓；7、防撞护栏；8、地脚螺栓；9、扁铁；

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

如图1，一种声屏障，包括多根立柱1和设于相邻立柱1之间的多个上下连接的墙板3，最顶部墙板3上设有弧形板4，所述墙板3为两块隔音板中间设有吸音板。

所述隔音板为超高性能粉末混凝土浇筑而成。所述吸音板为玻化微珠发泡混凝土浇筑而成。

所述隔音板厚度为20mm。

所述吸音板厚度为80mm。

如图1，弧形板4为声音反射区，所述弧形板4为多块，相邻两块弧形板之间设有T型钢5，T型钢5上设有多个螺栓孔，弧形板4水平并排并通过螺栓6固定连接，如图，弧形板4还通过螺栓与立柱1固定连接。所述弧形板为亚克力板。

进一步地，如图1，所述立柱1包括设于左右两端的边柱12和设于边柱之间的多根中柱11，如图3，所述边柱12的一端和中柱11的左右两端设有用于安置墙板3的插槽2。如图2，所述墙板3上下两端分别设有凹槽和凸槽，所述凹槽与相邻墙板3的凸槽对应拼接，所述凸槽与相邻墙板3的凹槽对应拼接。通过相邻墙板3、墙板3与立柱1之间的拼接，使得施工更为简单方便，并在拼接时在拼接处中加入防水密封胶，使得拼接更牢固，不易松动。

如图1、4，所述声屏障底部还设有梯形防撞护栏7，所述防撞护栏通过地脚螺栓8与最底部的墙板3固定连接，防撞护栏7与立柱1、最底部墙板3之间预埋扁铁9，使得连接更坚固。防撞护栏7为梯形，结构上相对稳固。

所述墙板3还设有保护层，所述保护层为纵横交错的钢筋组成。

其中，所述隔音板为超高性能粉末混凝土浇筑而成，所述超高性能粉末混凝土包括如下重量份的原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥1000份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉100份；

平均粒径10~50μm,的矿粉100份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉60份；

粒径为0.63~0.16mm石英砂1050份；

减水率大于30%的高效减水剂16份；

无机颜料粉60份；

水180份；

平均直径0.10~0.15mm,长度8~12毫米钢纤维50份；

长度8~12mm的玄武岩纤维40份。

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥750份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉100份；

平均粒径10~50μm,的粉煤灰100份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉80份；

平均粒径为1~0.16mm,容重400~600 N/m³玻化微珠粉150份；

减水率大于30%的高效减水剂18份；

有机纤维2份；

水180份；

有机皂类泡沫体积与浆体体积比为0.6:1。

本实施例的制备工艺包括如下步骤：

（1）吸音板的制备：

S4、将发泡好的有机皂类泡沫依据体积比加入搅拌机搅拌20~40秒后得到容重在800 N/m³以下玻化微珠发泡混凝土；

（2）隔音板的制备:

（3）声屏障的制备：

S9、将吸音板放入声屏障墙板模具中挂置中间，将步骤S8搅拌好的隔音改性粉末混凝土浇筑如模具中，静停2小时后，放入然后进入中频加热养护室内，温度为80+5℃，恒温12小时,拆模后即可成为声屏障墙体3；

S10、将步骤S8制备好的改性粉末混凝土浇筑的带有钢网结构的声屏障立柱模具中，静停2小时后，放入然后进入中频加热养护室内，恒温温度为80+5℃，恒温12小时,拆模后即可成为声屏障立柱1；

S11、最后在立柱1之间拼接固定多个墙体3，在立柱1和墙体3最上端固定接有亚克力板4，最下端固定设有梯形防撞护栏7。

实施例2

除了所述隔音板利用以下配方的超高性能粉末混凝土，吸音板利用以下配方的玻化微珠发泡混凝土浇筑而成外，其他条件同实施例1。

所述隔音板为超高性能粉末混凝土浇筑而成，配方如下：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥1200份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉150份；

平均粒径10~50μm,的矿粉150份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉100份；

粒径为0.63~0.16mm石英砂1450份；

减水率大于30%的高效减水剂22份；

无机颜料粉80份；

水220份；

平均直径0.10~0.15mm,长度8~12毫米钢纤维50份；

长度8~12mm的玄武岩纤维40份。

所述吸音板为玻化微珠发泡混凝土浇筑而成。配方如下：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥1000份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉200份；

平均粒径10~50μm,的粉煤灰150份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉80份；

平均粒径为1~0.16mm,容重400~600 N/m³玻化微珠粉300份；

减水率大于30%的高效减水剂26份；

有机纤维4份；

水220份；

有机皂类泡沫体积与浆体体积比为1.0:1。

实施例3

除了所述隔音板利用以下配方的超高性能粉末混凝土，吸音板利用以下配方的玻化微珠发泡混凝土浇筑而成，其他条件同实施例1。

所述隔音板为超高性能粉末混凝土浇筑而成，所述超高性能粉末混凝土包括如下重量份的原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥1100份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉120份；

平均粒径10~50μm,的矿粉120份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉80份；

粒径为0.63~0.16mm石英砂1250份；

减水率大于30%的高效减水剂20份；

无机颜料粉70份；

水200份；

平均直径0.10~0.15mm,长度8~12毫米钢纤维50份；

长度8~12mm的玄武岩纤维40份。

所述玻化微珠发泡混凝土包括如下重量份的原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥900份；

平均粒径0.1~0.5μm,SiO2含量≥92%的微硅粉150份；

平均粒径10~50μm,的粉煤灰125份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉80份；

平均粒径为1~0.16mm,容重400~600 N/m³玻化微珠粉225份；

减水率大于30%的高效减水剂22份；

有机纤维3份；

水200份；

其中，有机皂类泡沫体积与浆体体积比为0.8:1。

对比例1

除了所述隔音板采用的超高性能粉末混凝土中省去抛光砖粉之外，其他条件同实施例1。

对比例2

除了所述隔音板采用的超高性能粉末混凝土中的平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉为40份外，其他条件同实施例1；

对比例3

除了所述隔音板采用的超高性能粉末混凝土中的平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉为120份外，其他条件同实施例2；

对比例4

除了吸音板采用的平均粒径为1~0.16mm,容重400~600 N/m³玻化微珠粉的重量份为100份之外，其他条件同实施例1；

对比例5

除了吸音板采用的平均粒径为1~0.16mm,容重400~600 N/m³玻化微珠粉的重量份为350份之外，其他条件同实施例1；

实施例1~3和对比例1~5制备的声屏障的性能如下表所示：

性能(厚度120mm)	隔声量(dB)	重量	冻融循环次数(耐候性)	抗风压（兆帕）
					实施例1	40	200kg/m	300次无质量损失	3.0
实施例2	46	180kg/m	300次无质量损失	4.0
					实施例3	44	190kg/m	300次无质量损失	3.2
对比例1	30	200 kg/m	300次无质量损失	3.3
					对比例2	36	210kg/m	300次无质量损失	2.4
对比例3	49	190kg/m	300次无质量损失	2.6
					对比例4	30	230 kg/m	300次无质量损失	3.2
对比例5	45	160kg/m	300次无质量损失	1.0

对比例1中省去抛光砖粉，其性能与实施例1比，明显在隔声量上不如实施例1，可见抛光砖粉的添加可以提高隔音效果；对比例2、3与实施例1、2对比，对比例2在隔声量、重量和抗风压都不如实施例1，对比例3虽然在隔声量上稍优于实施例2，但在重量、抗风压方面明显不如实施例2，综合各方面来看，隔音板采用的平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉在60~100份之间最优；对比例4、5与实施例1、2 对比，对比例4在隔音量、重量方面明显不如实施例1，对比例5隔音量虽略差于实施例2，但在重量和抗风压特别是抗风压方面明显不如实施例2，可见，吸音板采用的平均粒径为1~0.16mm,容重400~600 N/m³玻化微珠粉的重量份在150~300份之间最优。

Claims

1.一种声屏障，包括多根立柱和设于相邻立柱之间的多个上下连接的墙板，最顶部墙板上设有弧形板，其特征在于，所述墙板为两块隔音板中间设有吸音板，且所述隔音板为超高性能粉末混凝土浇筑而成，所述超高性能粉末混凝土包括如下重量份原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥1000~1200份；

平均粒径0.1~0.5μm，SiO₂ 含量≥ 92%的微硅粉100~150份；

平均粒径10~50μm，的矿粉100~150 份；

平均粒径0.5~25μm 的抛光砖粉60~100 份；

粒径为0.63~0.16mm 石英砂1050~1450 份；

减水率大于30%的高效减水剂16~22份；

无机颜料粉60~80份；

水180~220份；

平均直径0.10~0.15mm，长度8~12毫米钢纤维50份；

长度8~12mm的玄武岩纤维40份。

2.根据权利要求1所述的声屏障，其特征在于，所述吸音板为玻化微珠发泡混凝土浇筑而成，所述玻化微珠发泡混凝土包括如下重量份原料：

平均粒径30~60μm的52.5等级硅酸盐水泥750~1000份；

平均粒径0.1~0.5μm，SiO₂ 含量≥ 92%的微硅粉100~200份；

平均粒径10~50μm，的粉煤灰100~150份；

平均粒径0.5~25μm的抛光砖粉80份；

平均粒径为1~0.16mm，容重400~600 N/m³玻化微珠粉150~300份；

减水率大于30%的高效减水剂18~26份；

有机纤维2~4份；

水180~220份；

有机皂类泡沫体积与浆体体积比为0.6~1.0:1；

所述有机皂类泡沫为机皂类加水搅拌形成气泡，其体积浓度为10~20%，所述浆体为除了有机皂类泡沫之外配方的其他原料搅拌后形成的浆体。

3.根据权利要求1所述的声屏障，其特征在于，所述隔音板厚度为10~30mm。

4.根据权利要求2 所述的声屏障，其特征在于，所述吸音板厚度为60~100mm。

5.根据权利要求1 所述的声屏障，其特征在于，所述弧形板为亚克力板。

6.根据权利要求1 所述的声屏障，其特征在于，所述墙板上下两端分别设有凹槽和凸槽，所述凹槽与相邻墙板的凸槽对应拼接，所述凸槽与相邻墙板的凹槽对应拼接。

7.根据权利要求1 所述的声屏障，其特征在于，所述立柱包括设于左右两端的边柱和设于边柱之间的多根中柱，所述边柱的一端和中柱的左右两端设有用于安置墙板的插槽。

8.根据权利要求1 所述的声屏障，其特征在于，底部还设有梯形防撞护栏，所述防撞护栏通过地脚螺栓与最底部的墙板固定连接。

9.根据权利要求1 所述的声屏障，其特征在于，所述墙板还设有保护层，所述保护层为纵横交错的钢筋组成。