CN106013726A - 一种楼地面层保温隔声结构及其施工方法 - Google Patents

一种楼地面层保温隔声结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种楼地面层保温隔声结构及其施工方法，在满足楼地面荷载以及使用功能基础上，实现楼地面保温和隔声的双重附加功能。利用轻质集料和保温填料对传统地面砂浆或者混凝土进行保温改性，使其达到楼地面保温的效果。在此基础上，添加漂珠、橡胶颗粒等材料使其隔声效果有所改善。单纯通过材料改性并不能达到GB50118中隔声要求以及绿色建筑评价标准。按照声学传播规律，人耳敏感的频率在20‑2000HZ，以500HZ最为敏感。附加特定的空腔构造可以有效的消除撞击传声和空气传声。采用具有特定空腔结构配合具有保温隔声功能的混凝土材料，并且可工厂化预制，达到绿色建筑评价指标。

Description

一种楼地面层保温隔声结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种基于功能材料和构造设计复合实现楼地面层保温隔声的方法，利用功能材料添加到传统混凝土或砂浆中实现基本的保温隔声功能，辅以特定的空腔结构设计进一步提高保温隔声效果，并且可实现预制化，提高本方法的实用性。属于土木工程材料和结构设计交叉领域。
背景技术
随着绿色建筑物评价标准的实施，分户保温以及隔声的要求日益提高，传统的混凝土楼地面构造不能满足保温和隔声的要求。具有保温、隔声的建筑材料的研发一直是材料研究人员的一个研究重点。隔声效果更多的是一个建筑设计指标，而非单一的材料指标。建筑物种类千差万别，施工技术和水平参差不齐，构件预制化也一直是建筑工业化的一个重要发展方向。将构造设计和功能材料应用结合起来，进行学科交叉可，可满足绿色建筑相关评价技术指标的要求。
发明内容
技术问题：本发明提供一种通过综合构造设计和功能材料相复合的方法，来提高楼地面层保温隔声效果。
技术方案：一种楼地面层保温隔声结构，包括楼地面层、波纹板层和功能混凝土(砂浆)层，为层状结构，由楼地面层往上依次包括波纹板层、薄橡胶片以及功能混凝土层或功能砂浆层；从楼地面层起算厚度在30～180mm；波纹板层的波形为梯形波，楼地面层与波纹板层之间在波峰处形成梯形空腔，在波纹板层的每个波谷处增设薄橡胶片进一步提高隔声效果，薄橡胶片厚度小于等于波纹板层的波峰高度；所述的功能混凝土层或功能砂浆层由基本材料和功能材料采用假定体积法设计，所述的基本材料为水泥、粉煤灰、矿粉、水和混凝土外加剂，所述的功能材料包括保温材料和隔声材料，所述的保温材料包括EPS、玻化微珠、膨胀珍珠岩、炉渣和加气混凝土、发泡混凝土边角料或废料，所述的隔声材料包括漂珠、橡胶。
所述的波纹板层为金属板或塑料板构成，厚度为1～10mm。
所述的保温材料包括发泡水泥板、岩棉板或者EPS板中的任意一种。
所述的橡胶片，厚度为1～10mm。
所述的波纹板层还设有安装孔。
基于所述的楼地面层保温隔声结构的施工方法，制备波纹板层，安装橡胶片，如设计有保温材料和防火材料则同时在空腔内填充保温材料和防火材料，将波纹板层安装在楼地面层上，然后以波纹板层为底板，浇筑功能混凝土或功能砂浆，养护。
基于所述的楼地面层保温隔声结构的施工方法，制备波纹板层，安装橡胶片如设计有保温材料和防火材料则同时在空腔内填充保温材料和防火材料，在波纹板层下焊接或者铆接同材质的底板，再以波纹板层为底板，浇筑功能混凝土或功能砂浆，加以振动并养护成为可运输的预制板；运输至施工现场安装，预制板之间间隙在20-30mm，采用同配方的功能混凝土或砂浆处理间隙，然后浇筑找平层砂浆或混凝土，养护面层材料。
有益效果：
本发明首先设计出一种独特的空腔结构，此空腔结构本身就具有一定保温隔声效果，同时具有一定的开放度，通过调整尺寸以及附属件，进行隔声、保温、承载等功能指标的调整。利用轻骨料(包括：加气混凝土、发泡混凝土的边角料回收料、炉渣、陶粒以及其他人造轻骨料)、保温填料(EPS颗粒、玻化微珠、膨胀珍珠岩等)隔声填料(橡胶颗粒、漂珠等)以及多种添加剂(增稠剂、增韧剂、减水剂等)对普通细石混凝土或者地面砂浆进行改性，使其在保证强度的基础上具保温、隔声功能。以空腔结构为模板，浇筑改性后的混凝土或者地面砂浆，在施工现场或者工厂预制成板材。从构造设计和材料两个方面提高保温隔声效果，并且提高本方法所制造的产品的工业化程度和实用性。
综合构造设计和功能材料的双重效果，改变单纯依靠材料配方来改善结构或者构件性能的传统方法；按照建筑物种类以及使用环境的不同，在基本构造的基础上，采用具有不同性能的功能材料来满足不同使用要求；按照施工水平、工期要求和运输条件等因素灵活确定采用工厂化预制、部分工厂化预制和现场湿作业相结合的方式，进一步提高了本方法的实用性。采用本方法在保证工业化、预制化的基础上，能够方便灵活制备出用于不同建筑物类型，不同施工情况以及不同技术要求的集合功能材料和构造设计的多功能复合板。
本发明在确保楼地面基本功能(承载、防滑、耐磨)的基础上，实现楼地面保温和隔声双重功能，并且可以通过现场浇筑或者工厂化预制加以应用。该方法特点包括：
1)特定的空腔设计构造，基于声学传播规律，从人耳敏感频率、消除共振，降低撞击传声以及空气传声，提高保温效果等多角度考虑，设计出一种特定的空腔结构。
2)在此空腔结构基础上，采用具有保温、隔声功能特种混凝土填充，使其能够成为一体化的板材。
3)空腔结构具有一定的开放性，可以调整部分尺寸参数和配件，使其能够满足不同建筑物类型的需要。并且可以通过工厂化预制或者现场浇筑配套的特种混凝土实现不同工程的需求。
附图说明
图1采用本方法制作产品及在工程中应用流程图。
图2现场浇筑型保温隔声板(基本型) (实施例1)。1-楼地面层 2-空腔 3-波纹板 4-功能混凝土(砂浆)层 5-薄橡胶片。
图3工厂预制型保温隔声板(基本型) (实施例2) 1-底板 2-空腔 3-波纹板 4-功能混凝土(砂浆)层 5-薄橡胶片 6-安装孔。
图4现场浇筑型保温隔声板(高保温型) (实施例3) 1-楼地面层 2-保温辅助件(如EPS板、岩棉板等) 3-波纹板 4-功能混凝土(砂浆)层 5-薄橡胶片 6-安装孔。
图5现场浇筑型保温隔声板(防火型) (实施例4) 1-楼地面层 2-防火保温辅助件(岩棉板等) 3-金属波纹板 4-功能混凝土(砂浆)层 5-薄橡胶片 6-安装孔。
图6本发明的基本型的结构的示意图。其中，1-空腔 2-波纹板 3-功能混凝土或砂浆 4-预留安装膨胀螺丝孔 5-薄橡胶片 D1、D2-空腔结构下底和上底的宽度h-空腔结构的高度 a-空腔结构的角度 H-板的总高度 L-板的总宽度。
具体实施方式
本发明制作产品和产品应用方法步骤如图1所示。
本发明利用功能材料和空腔结构相结合的方法，包括以下步骤：
1)设计特定的空腔结构。空腔结构所用材料按照防火等级的不同，可选用金属波纹板或者塑料波纹板。板材厚度通常在1-10mm。为消除共振影响并进一步降低撞击传声，可在金属波纹板局部粘贴薄橡胶片，橡胶片厚度控制在1-10mm，粘贴位置通常在波纹板的底端凹槽部位。如需提高保温效果，可在波纹板波纹顶端下部，填充发泡水泥板、岩棉板或者EPS板等保温材料。如在施工现场制作，以混凝土楼地面为底板；如在工厂预制，可按需要加设同材质的底板，防止在运输过程中产生较大的变形。空腔基本尺寸按照建筑模数制以及使用场合制作，如图6所示，通常宽度L在300-2500mm；长度在1500-6000mm；波纹上口宽度D1宜为50-250mm，下口宽度D2也宜为50-250mm，高度h控制在50-100mm，从楼地面层起算板的总高度H在30～180mm，空腔结构的角度a在95～135°。按照拟隔绝的主声频设置。波纹板上预留安装孔。
2)保温隔声功能混凝土强度应满足不小于C10的技术要求，其基准配方如下，在实际使用过程中可按照建筑物类型、使用部位要求、气候环境条件按规范进行调整。
①基本材料：水泥(P.O42.5)：200-380kg/m3；粉煤灰(不低于Ⅱ级灰)：30-180kg/m3；矿粉(S95)：30-180kg/m3；水用量：150-250kg kg/m3，混凝土外加剂(高效或高性能减水剂)：0-10kg/m3砂子(细度模数：2.3-2.9)：300-800kg/m3；石子(5-16mm细石)：400-1100kg/m。
②功能组分：
②-1保温细集料：EPS颗粒(1-5mm)用量范围0-15kg/m3；玻化微珠颗粒(1-5mm)用量范围0-50kg/m3；膨胀珍珠岩颗粒(1-5mm)用量范围0-50kg/m3；按照等体积取代砂子。其他保温细集料可参照执行。
②-2保温粗集料：炉渣颗粒(3-10mm)用量范围0-200kg/m3；加气混凝土、发泡混凝土边角料或废料(2.5-10mm)用量范围0-200kg/m3；按照等体积取代石子。其他保温粗集料可参照执行。
②-3隔声组分：漂珠(100-1000nm)用量范围0-50kg/m3；橡胶颗粒(0.5-3mm)；用量范围0-50kg/m3。外加隔声材料不取代砂石材料，其他隔声材料可参照执行。
②-4其他组分：增稠剂(羟丙基甲基纤维素)：0-1kg/m3抗裂剂(聚丙烯纤维)：0-1kg/m3增粘剂(可分散乳胶粉)：0-1kg/m3；缓凝、早强等组分按需使用。
②-5功能材料设计思路：参照轻骨料混凝土标准设计，采用假定体积法。
3)基准地面砂浆强度应满足不小于M10的技术要求，其基准配方如下，在实际使用过程中可按照建筑物类型、使用部位要求、气候环境条件按规范进行调整。
①基本材料：水泥(P.O42.5)：300-550kg/m3；粉煤灰(不低于Ⅱ级灰)：0-250kg/m3；矿粉(S95)：0-250kg/m3；水用量：180-300kg/m3，混凝土外加剂(高效或高性能减水剂)：0-15kg/m3砂子(细度模数：2.3-2.9)：500-1300kg/m3。
②功能组分：
②-1保温细集料：EPS颗粒(1-5mm)用量范围0-15kg/3；玻化微珠颗粒(1-5mm)用量范围0-50kg/3；膨胀珍珠岩颗粒(1-5mm)用量范围0-50kg/3；炉渣颗粒(1-5mm)用量范围0-200kg/3；加气混凝土、发泡混凝土边角料或废料(1-5mm)用量范围0-200kg/3按照等体积取代砂子。其他保温细集料可参照执行。
②-2隔声组分：漂珠(100-1000nm)用量范围0-30kg/3；橡胶颗粒(0.5-3mm)；用量范围0-50kg/3隔声组分外加，其他隔声组分可参照执行。
②-3其他组分：增稠剂(羟丙基甲基纤维素)：0-1kg/m3抗裂剂(聚丙烯纤维)：0-1kg/m3增粘剂(可分散乳胶粉)：0-1kg/m3；缓凝、早强等分按需使用。
②-4功能材料设计思路：参照砂浆配合比设计规范，采用假定体积法。
4)以空腔结构物为底板，在工程现场或者工厂中浇筑所配制的特种混凝土或地面砂浆，加以振动并养护。浇筑总厚度(从波纹板底部计算)控制在30-180mm。如在工厂预制，为提高预制一体板的刚度，便于运输，可在波纹板下端焊接或者铆接同材质的底板，再浇筑特种混凝土或地面砂浆成为可运输的预制板。
实施例1：现场浇筑型保温隔声板(基本型)。
(1)制备金属波纹板，安装薄橡胶隔声片，如图2所示。
(2)配制保温隔声混凝土，具体配方如下：水泥(P.O42.5)350kg/m3，粉煤灰(Ⅱ级灰)50kg/m3，水180kg/m3，2.5mm橡胶颗粒10kg/m3，漂珠30kg/m3，中砂450kg/m3，原生EPS颗粒3kg/m3，细石(5-10mm)650kg/m3,其他添加剂若干。
(3)所配制混凝土性能指标如下：强度在15.9MPa，容重在1600kg/m3,导热系数在0.58W/(m.K)。
(4)通过膨胀螺栓将金属波纹板安装在楼地面上，金属波纹板之间的间隙控制在3-5mm，防止金属波纹板因为温度变形而相互挤压。
(5)检查完毕后，弹标线，控制标高，浇筑所配制的保温隔声混凝土，形成楼地面保温隔声功能层。
按照上述方法可实现GB50118中隔声要求和GB/T50378等标准中节能保温的要求。
实施例2：工厂预制型保温隔声板(基本型)
(1)制备金属空腔体，安装薄橡胶隔声片，如图3所示。
(2)配制保温隔声混凝土，具体配方如下：水泥(P.O42.5)350kg/m3，粉煤灰(Ⅱ级灰)50kg/m3，水180kg/m3，2.5mm橡胶颗粒10kg/m3，漂珠30kg/m3，中砂450kg/m3，原生EPS颗粒3kg/m3，细石(5-10mm)650kg/m3,其他添加剂若干。
(3)所配制混凝土性能指标如下：强度在15.9MPa，容重在1600kg/m3,导热系数在0.58W/(m.K)。
(4)浇筑所配制的保温隔声混凝土，养护14d，使其具备一定强度。
(5)运输至施工现场，弹线安装。控制板缝之间的间隙在20-30mm，采用同配方的混凝土或者微膨胀混凝土处理板缝。按照工程需要在其上浇筑一层找平层砂浆或混凝土。
(6)养护面层材料，形成楼地面保温隔声功能层。
按照上述方法也可实现GB50118中隔声要求和GB/T50378等标准中节能保温的要求。
实施例3：现场浇筑型保温隔声板(高保温型)。
(1)制备塑料波纹板，安装薄橡胶隔声片和保温辅助件，如图3所示。
(2)配制保温隔声混凝土，具体配方如下：水泥(P.O42.5)300kg/m3，粉煤灰(Ⅱ级灰)50kg/m3，水200kg/m3，2.5mm橡胶颗粒10kg/m3，漂珠30kg/m3，中砂300kg/m3，原生EPS颗粒5kg/m3，细石(5-10mm)500kg/m3，炉渣(3-5mm)100kg/m3，其他添加剂若干。
(3)所配制混凝土性能指标如下：强度在8.9MPa，容重在1200kg/m3,导热系数在0.29W/(m.K)。
(4)通过膨胀螺栓将金属波纹板安装在楼地面上，金属波纹板之间的间隙控制在3-5mm，防止金属波纹板因为温度变形而相互挤压。排放方式宜采用金属波纹板长度方向与房间宽度方向一致。
(5)检查完毕后，弹标线，控制标高，浇筑所配制的保温隔声混凝土，形成楼地面保温隔声功能层。
按照上述方法可实现GB50118中隔声要求并且保温隔热性能大幅度提高。
实施例4：现场浇筑型保温隔声板(防火型)。
(1)制备金属波纹板，如有必要在金属波纹板涂刷防火涂料，安装薄橡胶隔声片、保温和防火辅助件，如图4所示。
(2)配制保温隔声混凝土，具体配方如下：水泥(P.O42.5)350kg/m3，粉煤灰(Ⅱ级灰)50kg/m3，水200kg/m3，2.5mm橡胶颗粒10kg/m3，漂珠30kg/m3，中砂450kg/m3，膨胀珍珠岩颗粒15kg/m3，细石(5-10mm)550kg/m3，其他添加剂若干。
(3)所配制混凝土性能指标如下：强度在13.5MPa，容重在1630kg/m3,导热系数在0.63W/(m.K)。
(4)通过膨胀螺栓将金属波纹板安装在楼地面上，金属波纹板之间的间隙控制在3-5mm，防止金属波纹板因为温度变形而相互挤压。排放方式宜采用金属波纹板长度方向与房间宽度方向一致。
(5)检查完毕后，弹标线，控制标高，浇筑所配制的保温隔声混凝土，形成楼地面保温隔声功能层。
按照上述方法可实现GB50118中隔声要求并且防火性能大幅度提高。

Claims (7)

1.一种楼地面层保温隔声结构，包括波纹板层和功能混凝土层或功能砂浆层，其特征在于，为层状结构，由楼地面层往上依次包括波纹板层、薄橡胶片以及功能混凝土层或功能砂浆层；从楼地面层起算厚度在30～180mm；波纹板层的波形为梯形波，楼地面层与波纹板层之间在波峰处形成梯形空腔，在波纹板层的每个波谷处增设薄橡胶片进一步提高隔声效果，薄橡胶片厚度小于等于波纹板层的波峰高度；所述的功能混凝土层或功能砂浆层由基本材料和功能材料采用假定体积法设计，所述的基本材料为水泥、粉煤灰、矿粉、水和混凝土外加剂，所述的功能材料包括保温材料和隔声材料，所述的保温材料包括EPS、玻化微珠、膨胀珍珠岩、炉渣和加气混凝土、发泡混凝土边角料或废料，所述的隔声材料包括漂珠、橡胶。
2.如权利要求1所述的楼地面层保温隔声结构，其特征在于，所述的波纹板层为金属板或塑料板构成，厚度为1～10mm。
3.如权利要求2所述的楼地面层保温隔声结构，其特征在于，所述的保温材料包括发泡水泥板、岩棉板或者EPS板中的任意一种。
4.如权利要求1所述的楼地面层保温隔声结构，其特征在于，所述的橡胶片，厚度为1～10mm。
5.如权利要求1所述的楼地面层保温隔声结构，其特征在于，所述的波纹板层还设有安装孔。
6.基于权利要求1～5任一所述的楼地面层保温隔声结构的施工方法，其特征在于，制备波纹板层，安装橡胶片如设计有保温材料和防火材料则同时在空腔内填充保温材料和防火材料，将波纹板层安装在楼地面层上，然后以波纹板层为底板，浇筑功能混凝土或功能砂浆，养护。
7.基于权利要求1～6任一所述的楼地面层保温隔声结构的施工方法，其特征在于，制备波纹板层，安装橡胶片如设计有保温材料和防火材料则同时在空腔内填充保温材料和防火材料，在波纹板层下焊接或者铆接同材质的底板，再以波纹板层为底板，浇筑功能混凝土或功能砂浆，加以振动并养护成为可运输的预制板；运输至施工现场安装，预制板之间间隙在10-30mm，采用同配方的功能混凝土或砂浆处理间隙，然后浇筑找平层砂浆或混凝土，养护面层材料。
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