CN105384466B - 一种多孔吸音砖及其制备方法 - Google Patents

一种多孔吸音砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多孔吸音砖及其制备方法，该多孔吸音砖包括吸音层和复合在吸音层表面的隔音层；所述吸音层由如下重量组分的原料制成：基料60‑85份、木炭屑10‑30份和锯末1‑8份；所述隔音层由如下重量组分的原料制成：木炭屑30‑35份、水泥50‑65份，锯末10‑15份。本发明的多孔吸音砖具有吸音频带宽、中高频吸音性能好以及耐腐蚀性能好的优点。

Description

一种多孔吸音砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑耗材领域，更具体地说，涉及一种多孔吸音砖及其制备方法。
背景技术
近年来噪音投诉案件的不断增加，噪音扰民事件经常发生。据统计，每年的环境污染投诉中有60％集中在噪音污染上。目前，国内外解决噪音问题最普遍的办法就是使用吸音材料，降低噪音。如：采用吸音屏障降低交通噪音，利用吸音材料改善室内收听声音的条件和控制噪音等。但现在建筑方面的吸音材料存在成本较高、耐久性不好等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多孔吸音砖及其制备方法。本发明的多孔吸音砖具有吸音频带宽、中高频吸音性能好以及耐腐蚀性能好的优点。此外，本发明的多孔吸音砖相比吸音板经久耐用，无需频繁更换，有利于降低成本，且起吸音效果的物质隐藏在墙体中，不仅可以有效地节约了空间，还为房间的装修提供了更大的自由。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多孔吸音砖，包括吸音层和复合在吸音层上表面的隔音层；所述吸音层由如下重量组分的原料制成：基料60-85份、木炭屑10-30份和锯末1-8份；所述隔音层由如下重量组分的原料制成：木炭屑30-35份、水泥50-65份，锯末10-15份。
本发明所述的多孔吸音砖，其中，所述吸音层由如下重量组分的原料制成：基料70-80份、木炭屑15-25份和锯末3-5份；所述隔音层由如下重量组分的原料制成：木炭屑25-30份、水泥55-60份，锯末12-14份。
本发明所述的多孔吸音砖，其中，所述基料由如下质量分数的组分组成：陶瓷土50％-60％，粉煤灰5％-15％，水泥25％-35％。
本发明所述的多孔吸音砖，其中，所述吸音层中陶瓷土粒径小于2μm，粉煤灰粒径为5-8μm，木炭屑的粒径为250-620μm，锯末的粒径为0.1-0.3mm；所述隔音层中木炭屑的粒径为250-620μm，锯末的粒径为0.1-0.3mm；所述吸音层和隔音层中的水泥均为普通硅酸盐水泥。
本发明所述的多孔吸音砖，其中，所述吸音层的厚度为20-25mm，所述隔音层的厚度为15-25mm。
本发明所述的多孔吸音砖，其中，所述吸音层与隔音层两层的厚度之和为40mm。
本发明还提供一种如上述的多孔吸音砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)吸音层的制备：准备配方量的基料、木炭屑和锯末；在基料中添加木炭屑和锯末，不断搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合，制成厚度为20-25mm、长度为240mm、宽度为15mm的吸音层砖板块；
(2)隔音层的制备：准备配方量的木炭屑、水泥和锯末；先将水泥搅拌均匀，并在搅拌过程中加入锯末和木炭屑，不断搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合；
(3)在吸音层上表面复合隔音层：将步骤(1)中制得的吸音层砖板块放入模具中，灌注步骤(2)制得的搅拌均匀的隔音层混合料，充分振捣，形成厚度为15-20mm、长度为240mm、宽度为15mm的隔音层砖板块，并复合在吸音层砖板块上；
(4)成型养护：在室温条件下进行自然养护72小时后，进行拆模，即得多孔吸音砖。
本发明所述的多孔吸音砖的制备方法，其中，在步骤(1)中的所述基料的制备方法如下：准备配方量的陶瓷土、粉煤灰和水泥，然后搅拌陶瓷土和水泥混合料，待到色泽均匀时加入粉煤灰，继续搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合。
实施本发明的多孔吸音砖及其制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明的多孔吸音砖具有吸音频带宽、中高频吸音性能好以及耐腐蚀性能好的优点；
(2)此外，本发明的多孔吸音砖相比吸音板经久耐用，无需频繁更换，有利于降低成本，且起吸音效果的物质隐藏在墙体中，不仅可以有效地节约了空间，还为房间的装修提供了更大的自由。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明较佳实施例的多孔吸音砖的结构示意图；
图2是本发明实施例1的多孔吸音砖的吸音系数图表；
图3是本发明对比实施例的多孔吸音砖的吸音系数图表；
其中，图1中1为吸音层；2为隔音层。
具体实施方式
下面，结合附图及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，一种多孔吸音砖，包括吸音层1和复合在吸音层上表面的隔音层2；所述吸音层1由如下重量组分的原料制成：基料60-85份、木炭屑10-30份和锯末1-8份；所述隔音层2由如下重量组分的原料制成：木炭屑30-35份、水泥50-65份，锯末10-15份。
优选地，所述吸音层由如下重量组分的原料制成：基料70-80份、木炭屑15-25份和锯末3-5份；所述隔音层由如下重量组分的原料制成：木炭屑25-30份、水泥55-60份，锯末12-14份。
其中，所述基料由如下质量分数的组分组成：陶瓷土50％-60％，粉煤灰5％-15％，水泥25％-35％。所述吸音层中陶瓷土粒径小于2μm，粉煤灰粒径为5-8μm，木炭屑的粒径为250-620μm，锯末的粒径为0.1-0.3mm；所述隔音层中木炭屑的粒径为250-620μm，锯末的粒径为0.1-0.3mm；所述吸音层和隔音层中的水泥均为普通硅酸盐水泥。
优选地，所述吸音层的厚度为20-25mm，所述隔音层的厚度为15-25mm。进一步优选地，所述吸音层与隔音层两层的厚度之和为40mm。
在整个组方中，在吸音层的基料是起主要吸音效果的，其组成成分中陶瓷土内部大量微小的孔洞，声波沿着这些孔洞可以深入吸声材料内部与洞缘发生摩擦将声能转化为热能，根据能量守恒定律，热能增加，声能减少。而对于粉煤灰，粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以粉状及水存在时，能在常温，特别是在水热处理(蒸汽养护)条件下，与氢氧化钙或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。而在吸音砖中掺加粉煤灰节约大量的水泥和细骨料，减少用水量，改善混凝土拌和物的和易性，增强混凝土的可泵性，减少混凝土的徐变，减少水化热、热能膨胀性，提高吸音砖抗渗能力，增加吸音砖的修饰性。另外，水泥是将其他混合料凝结在一起的胶结作用，并形成固定的形状。
木炭屑为辅助吸音，木炭屑使材料形成细小孔洞，增大声波的传递路径，原理与陶瓷土相似。而锯末使材料形成空腔，起透气和保暖效果，三种材料共同作用使材料持有多孔的特性。
隔音层各组分原料作用原理与吸音层相同。
总之，本发明的吸音层与隔音层的原料配比在本发明限定的用量范围内能达到最理想的隔音吸音效果。
实施例1
一种多孔吸音砖，包括吸音层和复合在吸音层表面的隔音层；所述吸音层由如下重量组分的原料制成：基料76份、木炭屑20份和锯末4份；所述隔音层由如下重量组分的原料制成：木炭屑32份、水泥55份，锯末13份。所述基料由如下质量分数的组分组成：陶瓷土55％，粉煤灰15％，水泥30％。所述吸音层中陶瓷土粒径小于2μm，粉煤灰粒径为5-8μm，木炭屑的粒径为250-620μm，锯末的粒径为0.1-0.3mm；所述隔音层中木炭屑的粒径为250-620μm，锯末的粒径为0.1-0.3mm；所述吸音层和隔音层中的水泥均为普通硅酸盐水泥。所述吸音层的厚度为25mm，所述隔音层的厚度为15mm。所述吸音层与隔音层两层的厚度之和为40mm。
以上述配方量的组分为原料，按照以下多孔吸音砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)吸音层的制备：准备配方量的基料、木炭屑和锯末；在基料中添加木炭屑和锯末，不断搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合，制成厚度为25mm、长度为240mm、宽度为15mm的吸音层砖板块；
(2)隔音层的制备：准备配方量的木炭屑、水泥和锯末；先将水泥搅拌均匀，并在搅拌过程中加入锯末和木炭屑，不断搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合；
(3)在吸音层上表面复合隔音层：将步骤(1)中制得的吸音层砖板块放入模具中，灌注步骤(2)制得的搅拌均匀的隔音层混合料，充分振捣，形成厚度为15mm、长度为240mm、宽度为15mm的隔音层砖板块，并复合在吸音层砖板块上；
(4)成型养护：在室温条件下进行自然养护72小时后，进行拆模，即得多孔吸音砖。
其中，在步骤(1)中的所述基料的制备方法如下：准备配方量的陶瓷土、粉煤灰和水泥，然后搅拌陶瓷土和水泥混合料，待到色泽均匀时加入粉煤灰，继续搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合。
实施例2-5
分别按下表1中的配比秤取原料，按照实施例1中的步骤进行制备，不同之处在于所添加的原料配比不同，制备产品，具体详见表1：
表1：实施例2-5原料配比表
实施例6-7
按照实施例1中配比秤取相应的原料，然后按照实施例1中步骤进行制备，不同之处在于制备方法中吸音层与隔音层的厚度不同，具体详见表2：
表2：实施例6-7的多孔吸音砖的吸音层与隔音层的厚度表
实施例6 实施例7
吸音层/mm 20 35
隔音层/mm 10 15
总厚度/mm 30 50
下面，取实施例1-7制得的多孔吸音砖，对其吸音性能以及耐腐蚀性能进行检测。
(1)声学性能测试：
以市售的常规陶瓷材料的吸音砖为对比实施例，与实施例1-7的多孔吸音砖进行比较，按照《混响室法吸音系数测量规范》，在同济大学声学所多孔陶瓷吸音材料进行了声学性能测试,混响时间的测量以对应主要中心频率的1/3倍频程序列进行。分别选用平放、侧放的测量方案，测量其吸音系数。
表3实施例1-7以及对比实施例的吸音系数
测试与仿真分析结果表明，与市售的吸音砖相比，本发明的实施例1-5的多孔吸音砖具有吸音频带宽、中高频吸音性能好等优点。其中，试件平放时，低频吸音性能较低，但中、高频吸音性能明显较好，500Hz时的吸音系数达到1.26，NRC(6个主吸音频点的数学平均值)为0.95；试件侧放时，低频性能较好，中、高频略低于平放模式；但吸音频带内的稳定性较好，最低吸音系数为0.54，NRC为0.80。图2-3为实施例1、对比实施例的吸音系数测量结果。另外，实施例6-7的吸音砖的总厚度大于或小于实施例1-5吸音砖的总厚度，其吸音效果不如实施例1-5。
基于对多孔吸音砖的构造特性和吸音特性的分析，从工程实用角度出发，通过调整吸音层和隔音层的材料粒径不超过各自的范围、适当增加吸音层厚度3-5mm、增大原料的体积密度0.2-0.3g/cm3等手段，可提高低频吸音性能。
另外，研究发现多孔吸音砖的吸音层的厚度为20-25mm，隔音层的厚度为15-25mm,吸音层与隔音层两层的厚度之和为40mm，其具有优异的吸音频带宽、中高频吸音的特性。此外，多孔吸音砖随着隔音层厚度的增加，试样的吸音系数降低。因为随着试样隔音层厚度减小，多孔吸音层厚度将增加，而多孔吸音层厚度增加，相当于声波的运动路程增加，声波损失能量多，因而试样多孔吸音层越厚越利于吸音。所以为了美观而又要保证试样的吸音性能，应尽量减少隔音层厚度，增加多孔吸音层厚度。
(2)耐腐蚀性能的测试
对于耐腐蚀性的测试方法，以市售的常规陶瓷材料的吸音砖为对比实施例，与实施例1-7的多孔吸音砖进行比较，采用纽陶瓷的耐腐蚀性检验方法，即在做耐酸度时，样品粒度为36-64孔，用1.84浓硫酸煮沸1小时，以剩余样品重量与试样原重量比来表示；做耐碱度时，样品粒度为16-36孔，用20％NaOH煮沸1小时以剩余样品重量与原重量之比来表示，测试结果见表4。
表4耐腐蚀性能的测试结果
耐酸度 耐碱度
实施例1 95.2 94.3
实施例2 87.6 86.4
实施例3 89.1 90.6
实施例4 92.7 94.3
实施例5 91.2 92.1
实施例6 82.1 81.0
实施例7 83.4 84.9
对比实施例 85.6 84.4
由上表中数据可以看出，实施例1-5采用本发明的组分配比，按照本发明的工艺制备的多孔吸音砖具有良好的耐腐蚀性能，其中，实施例1的抗腐蚀性能最优，其次为实施例2-5，再次为实施6-7，可以看出，采用本发明方案中的原料配比制得的耐腐蚀性能要优于非本发明的配比获得的产品，同时采用本发明的原料配比和制备方法获得的产品耐腐蚀性能最好。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多孔吸音砖，其特征在于，包括吸音层和复合在吸音层上表面的隔音层；所述吸音层由如下重量组分的原料制成：基料60-85份、木炭屑10-30份和锯末1-8份；所述隔音层由如下重量组分的原料制成：木炭屑30-35份、水泥50-65份，锯末10-15份;
所述基料由如下质量分数的组分组成：陶瓷土50%-60%，粉煤灰5%-15%，水泥25%-35%;
所述吸音层中陶瓷土粒径小于2μm，粉煤灰粒径为5-8μm，木炭屑的粒径为250-620μm，锯末的粒径为0.1-0.3mm；所述隔音层中木炭屑的粒径为250-620μm，锯末的粒径为0.1-0.3mm；所述吸音层和隔音层中的水泥均为普通硅酸盐水泥；
所述吸音层的厚度为20-25mm，所述隔音层的厚度为15-20mm；
所述吸音层与隔音层两层的厚度之和为40mm。
2.根据权利要求1所述的多孔吸音砖，其特征在于，所述吸音层由如下重量组分的原料制成：基料70-80份、木炭屑15-25份和锯末3-5份；所述隔音层由如下重量组分的原料制成：木炭屑30份、水泥55-60份，锯末12-14份。
3.一种如权利要求1或2所述的多孔吸音砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）吸音层的制备：准备配方量的基料、木炭屑和锯末；在基料中添加木炭屑和锯末，不断搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合，制成厚度为20-25mm、长度为240mm、宽度为15mm的吸音层砖板块；
（2）隔音层的制备：准备配方量的木炭屑、水泥和锯末；先将水泥搅拌均匀，并在搅拌过程中加入锯末和木炭屑，不断搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合；
（3）在吸音层上表面复合隔音层：将步骤（1）中制得的吸音层砖板块放入模具中，灌注步骤（2）制得的搅拌均匀的隔音层混合料，充分振捣，形成厚度为15-20mm、长度为240mm、宽度为15mm的隔音层砖板块，并复合在吸音层砖板块上；
（4）成型养护：在室温条件下进行自然养护72小时后，进行拆模，即得多孔吸音砖。
4.根据权利要求3所述的多孔吸音砖的制备方法，其特征在于， 在步骤（1）中的所述基料的制备方法如下：准备配方量的陶瓷土、粉煤灰和水泥，然后搅拌陶瓷土和水泥混合料，待到色泽均匀时加入粉煤灰，继续搅拌至色泽均匀，使各混合料充分混合。
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