CN105130343A - 一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料及制备方法，属于轨道交通防火、吸声隔音降噪的环保型技术领域。采用煅烧的页岩陶粒为骨料，胶凝材料使用硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥和多种外加剂配制；将等粒径的骨料、胶凝材料硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥、胶粉、聚丙烯纤维、二氧化硅微粉、聚羧酸盐减水剂进行混合配料；具体配料比例以重量配比计如下：等粒径陶粒50～80；硅酸盐水泥13～40；快硬硫铝酸盐水泥1～15；胶粉0～8；聚丙烯纤维0～5；二氧化硅微粉0～8；聚羧酸盐减水剂0.1～0.5；加水量4～10；在使用过程中只需加自来水搅拌均匀即可支模浇筑或摊铺浇注。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料及制备方法，属于轨道交通防火、吸声隔音降噪的环保型技术领域。
背景技术
在日趋城市发展过程中，轨道交通是必不可少的，在其噪声污染也严重影响成居民的生活，目前传统材料尽管解决了吸声隔音的问题，但同时具备达到防火A级的吸声隔音防火轻质透水性材料很少，本发明采用无机耐高温材料作为骨料，硅酸盐水泥和活性掺和料作为胶泥材料，纤维最为增强材料发明了一种吸声隔音防火轻质透水材料。德国为了降低ICE高速列车经过整体道床所产生的噪声，于1995年率先开发并使用防火吸声材料，之后大量应用于高铁及城市轨道交通的车站及正线。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料及制备方法。
一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料，以页岩陶粒为骨料，胶凝材料使用硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥和多种外加剂配制而成；
具体配料比例以重量配比计如下：
页岩陶粒为采用煅烧的等粒径陶粒；快硬水泥为快硬硫铝酸盐水泥。
成型浇注后其具有良好的空隙结构和优良的物理性能；吸声系数高达0.8以上，防火等级A级，体积密度小于0.75g/cm3、抗压强度大于5MPa，抗冻性F100次以上，透水性好表面不积水。
本材料施工方便，在施工现场只需加水搅拌均匀，即可支模摊铺浇筑。
一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料制备方法，含有以下步骤；
采用煅烧的页岩陶粒为骨料，胶凝材料使用硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥和多种外加剂配制；
将等粒径的骨料、胶凝材料硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥、胶粉、聚丙烯纤维、二氧化硅微粉、聚羧酸盐减水剂进行混合配料；
具体配料比例以重量配比计如下：
在使用过程中只需加自来水搅拌均匀即可支模浇筑或摊铺浇注。
优选配料比例以重量配比计如下：
成型浇注后其具有良好的空隙结构和优良的物理性能；吸声系数高达0.8以上，防火等级A级，体积密度小于0.75g/cm3、抗压强度大于5MPa，抗冻性F100次以上，透水性好(扩散面积)小于0.5m2。
本发明材料施工方便，在施工现场只需加水搅拌均匀，即可支模浇筑或摊铺使用。
本发明的优点是利用多孔无机材料对声波能量进行吸收的原理进行减噪，比采用隔音的原理进行减噪，能有效减少二次噪声污染。同时，有利于缓解声波压力，降低压力波对车辆、隧道壁的影响。本材料用于矮墙，与防脱矮墙结合，吸声同时缓解冲击力，轨道面铺，近距离降噪。
本发明材料加水固化后，形成的蜂窝孔隙结构，透水性好，有暴风雨的情况下，材料能够自清扫且及迅速渗透到基础排水管网，不会形成积水带来不利影响。
本发明材料主要使用无机耐火性材料，防护等级达到A级以上。
本发明材料为轻质高强材料，方便发生事故时，适合搬移方便人员从逃生通道疏散。
结合上述特性，本发明的材料是一种性能优异的特种功能性材料。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
实施例1：本发明轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料主要是材料配合比设计和原材料厂家和品种选择。
材料配合比设计是以无机材料为主，有机外助剂为辅的预混体系，其组成重量配比份为：
材料选择产地和品种型号的选择：
等粒径的页岩陶粒为黑龙江鹤岗3-4mm页岩陶粒，
胶凝材料为江南小野田PⅡ52.5硅酸盐水泥和唐山北极熊SAC42.5快硬硫铝酸盐，
水溶性溶解物为龙湖科技的胶粉RE5010N，
聚丙烯纤维为江苏丹阳12mm的聚丙烯纤维，
掺和料为西铁冶金硅含量大于95的硅灰，
外加剂为苏州兴邦的PC-900聚羧酸盐减水剂。
本发明依据材料特性，进行了配合比设计，主要从如下几个方面进行研发，并最终确定其生产配合比。
1、页岩陶粒的粒径的选取：
本发明所选材料主体为页岩陶粒，页岩陶粒与传统的粘土陶粒相比，抗压耐火稳定性好，体积密度小，适合配制防火轻质材料；在试验过程中发现，不同粒度堆积空隙结构、堆积密度和耐压强度不同；对比了1-2mm、2-3mm、3-4mm、4-5mm、5-6mm、6-7mm、7-8mm七种等粒径骨料，在考虑空隙结构、堆积密度和压碎指标，最终采用3-4mm的等粒径页岩陶粒最为骨料；
2、胶凝材料的选取：
经过类比，本发明最终胶凝材料采用江南小野田PⅡ52.5硅酸盐水泥，比表面积＞350m2/kg，28天抗压强度≥60MPa，28天抗折强度大于等于9.0MPa的质量稳定产品；使用唐山北极熊SAC42.5快硬硫铝酸盐作为外加剂使用，为水泥硅酸盐水泥掺入量的4％。
3、水溶性溶解物的选取：
本发明采用龙湖科技的胶粉RE5010N，够提高改性混合料的粘合性、抗析强度及施工性，并与其他特殊性能的添加剂有很好的相容性。
4、纤维的选取：
本发明采用的江苏丹阳公司生产的一种长为12mm高强聚丙烯束状单丝纤维，经特殊的表面处理技术，确保了纤维在料浆中具有极佳的分散性及与水泥机体的握裹力；抗拉强度为500MPa以上断裂伸长15－25％弹性模量>3800MPa。
5、掺和料的选取：
本发明采用西铁冶金硅含量大于90的硅灰为掺和料，硅灰的微颗粒要远远小于水泥的微颗粒，硅灰的比表面积大于水泥的比表面积，所以硅灰可以很好的填充在水泥颗粒之间，改善水泥化后形成的“水泥石”的微观结构，提高材料的抗冻性能。
6、外加剂的选取：
本发明采用苏州兴邦的PC-900聚羧酸盐减水剂，与传统的减水剂相比，聚羧酸盐减水剂有引气隔离“滚珠”效应和降低固液界面能效应；减水率高达35％以上；从特性上说，具有抗缩性，能够更有效地提“水泥石”的抗渗性、抗冻性，比其他高效减水剂能够更大地提耐久性。
下面实施对本发明5种配合性能测试：
表1材料质量配合比
按照表1配合比制备干粉材料，然后按照质量比加入10％的自来水搅拌混合均匀，进行性能指标测试；测试结果见表2。
1、塌落度测试:
按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测试。测试截锥尺寸为顶面直径100±2mm，底面直径200±2mm，筒高300±2mm。
2、劈裂抗拉强度、抗压强度测试:
按照GB50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行，成型试块为150mm×150mm×150mm的正方体试块；成型及养护在20±2℃、相对湿度大于95％试验条件下进行。
3、体积密度测试:
按照YB/T5200-1993《致密耐火浇注料显气孔率和体积密度试验方法》进行测试。
4、抗冻性测试:
试验按照GB/T6329-1996规定执行，采用直径为15mm圆钢试棒试验，试棒材质为45号碳钢。
5、抗冲击性测试:
试验抗冲击性，采用自制试验方式进行，使用10个质量为1.0kg的钢球，从高度为60cm处自由落体冲击成型的试块，记录冲击自由落体次数来量化抗冲击性能；以首次出现裂纹的次数为结束点。
6、吸声系数测试:
受压弹模的实验按照GB/T50081-2002规定进行。每次试验制备6个试件。
7、防火等级测试:
防火等级测试按照GB/T5464-2010《建筑材料不燃性试验方法》规定进行；同是为了更加有效的验证防火性，采用乙炔进行烧烤试验。
透水性测试:
通过直观察法进行测试，对成型厚度为300mm,面积为1m2的试件，在中心位置浇筑自来水进行观察，观察和测试自来水扩散的面积和是否会流到试件边缘。
表25种配合比试验测试结果
注：试验测试条件问20℃±3，相对湿度大于等于90％通过表2的试验结果分析，得出试验方案2#、4#性能最佳。
表3最终研发产品成分百分比为
按照相关标准测试指标如表4所示。
表4轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料性能指标
实施例2：一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料制备方法，含有以下步骤；
采用煅烧的页岩陶粒为骨料，胶凝材料使用硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥和多种外加剂配制；
具体配料比例以重量配比计如下：
在使用过程中只需加自来水搅拌均匀即可摊铺浇筑。
实施例3：一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料制备方法，含有以下步骤；
采用煅烧的页岩陶粒为骨料，胶凝材料使用硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥和多种外加剂配制；
具体配料比例以重量配比计如下：
在使用过程中只需加自来水搅拌均匀即可摊铺浇筑。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料，其特征在于以页岩陶粒为骨料，胶凝材料使用硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥和多种外加剂配制而成；
具体配料比例以重量配比计如下：
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料，其特征在于页岩陶粒为采用煅烧的等粒径陶粒；快硬水泥为快硬硫铝酸盐水泥。
3.一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料制备方法，含有以下步骤；
采用煅烧的页岩陶粒为骨料，胶凝材料使用硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥和多种外加剂配制；
将等粒径的骨料、胶凝材料硅酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥、胶粉、聚丙烯纤维、二氧化硅微粉、聚羧酸盐减水剂进行混合配料；
具体配料比例以重量配比计如下：
在使用过程中只需加自来水搅拌均匀即可支模浇筑或摊铺浇注。
4.根据权利要求3所述的一种轨道交通吸声隔音防火轻质透水材料制备方法，其特征在于优选配料比例以重量配比计如下：
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