CN110590317A - 吸波降噪材料、制备工艺以及用途 - Google Patents

吸波降噪材料、制备工艺以及用途 Download PDF

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Abstract

本发明吸波降噪材料、制备方法以及用途，属于防护材料领域，目的是有效缩小空气冲击波、噪音的范围，降低冲击波及噪音。吸波降噪材料，由以下重量比的组分组成：胶结材料∶填料＝1∶1.5～13；发泡浆∶混合材料＝(0.8～1)∶1；混合材料由胶结材料和填料混合而成；其中，填料由以下重量比的组分组成：提钒尾渣∶膨胀珍珠岩∶玻璃微球＝(50～70)∶(15～25)∶(15～25)；提钒尾渣的粒径大于或者等于200目；膨胀珍珠岩的密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm；玻璃微球的粒径15～135um。该吸波降噪材料采用特定的原料及配比，具有优良的弹塑性功能，提高了材料的稳定性和变形能量，具有优良的阻尼、减震、降低冲击波和噪音以及抗冲击性能。制备方法简单易行。

Description

吸波降噪材料、制备工艺以及用途
技术领域
本发明属于防护材料领域，具体的是吸波降噪材料、制备工艺以及用途。
背景技术
爆破技术是利用炸药爆炸的能量破坏某种物体的原结构，并实现不同工程目的所采取的药包布置和起爆方法的一种工程技术。比如露天土岩爆破，地下爆破、特种爆破等。不管哪种爆破，都会产生有害效应，主要包括爆炸冲击波、爆炸地震波、噪声和有毒气体等，这些有害效应不得到良好控制，就会造成人员伤亡、财产损失以及建筑物结构破坏等。这些有害效应中，特别是爆炸冲击波影响范围甚大，目前还没有有效的消除爆炸冲击波的技术。在民爆厂的试验场地，周边的围墙经常受到爆破冲击波的损坏，甚至倒坍。为了避免冲击波的危害，我国的爆炸加工场地(爆炸成型、爆炸焊接、爆炸硬化、高速模锻等)，多选择距离城市和居民生活地较为偏远的废弃矿山、采石场等，尽管位置偏远，仍然对周边的动植物、人、设施设备等产生影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸波降噪材料，有效缩小空气冲击波、噪音的范围，降低冲击波及噪音，将爆炸产生的有害效应控制在安全范围内。
本发明采用的技术方案是：吸波降噪材料，由以下重量比的组分组成：
胶结材料∶填料＝1∶(1.5～3)；
发泡浆∶混合材料＝(0.8～1)∶1；所述混合材料由胶结材料和填料混合而成；
其中，所述填料由以下重量比的组分组成：提钒尾渣∶膨胀珍珠岩∶玻璃微球＝(50～70)∶(15～25)∶(15～25)；提钒尾渣的粒径大于或者等于200目；膨胀珍珠岩的密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm；玻璃微球的粒径15～135um。
进一步的，所述胶结材料由以下重量比的组分组成：
复合硅酸盐水泥∶水玻璃＝(4～5)∶1。
进一步的，所述填料由以下重量比的组分组成：提钒尾渣∶膨胀珍珠岩∶玻璃微球＝60∶20∶20。
进一步的，所述发泡浆由以下重量百分比的组分组成：十二烷基磺酸钠∶水＝1％～2％。
上述吸波降噪材料的制备工艺，
步骤一、准备填料、胶结材料和发泡浆；
步骤二、将填料与胶结材料按(1.5～3)∶1的重量比均匀混合得到混合材料，且混合过程中加入发泡浆得到缓冲材料，发泡浆与混合材料的重量百分比为(0.8～1)∶1。
进一步的，步骤一中，将密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm的膨胀珍珠岩20份、密度在0.12～0.60g/cm3，粒径15～135um玻璃微球20份以及全部过200目的提钒尾渣60份均匀混合得到填料；
将复合硅酸盐水泥与水玻璃按(4～5)∶1的重量比均匀混合得到胶结材料；
将十二烷基磺酸钠与水按1％～2％的重量百分比均匀混合得到发泡浆。
上述吸波降噪材料在现浇墙体以及预制墙体中的应用。
上述吸波降噪材料在多孔砖中的应用。
本发明的有益效果是：
首先，采用提钒尾渣、膨胀珍珠岩以及玻璃微球作为填料制成的吸波降噪材料具有优良的弹塑性功能，材料的稳定性和抗变形能力好；采用特定的原料及配比，具有优良的阻尼、减震、降低冲击波和噪音以及抗冲击性能。
接着，组成该吸波降噪材料的原料成本低、质量轻，性价比高。
其三，该吸波降噪材料的制备工艺简单。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明如下：
吸波降噪材料，由以下重量比的组分组成：
胶结材料∶填料＝1∶(1.5～3)；
发泡浆∶混合材料＝(0.8～1)∶1；所述混合材料由胶结材料和填料混合而成；
其中，提钒尾渣∶膨胀珍珠岩∶玻璃微球＝(50～70)∶(15～25)∶(15～25)；所述填料为提钒尾渣、膨胀珍珠岩以及玻璃微球中的至少一种；提钒尾渣的粒径大于或者等于200目；膨胀珍珠岩的密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm；玻璃微球的粒径15～135um。
本发明中，膨胀珍珠岩是多孔材料，既是助熔剂，又是致孔剂。玻璃微球是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料，是微小的球体，球型率大，具有滚珠轴承效应，流动性和抗冲击性显著提高，能增强吸波降噪材料的表面硬度。
提钒尾渣能够增强材料的强度。其中，提钒尾渣的主要化学成分如下表：(wt％)
成分 TFe Ga TiO<sub>2</sub> V<sub>2</sub>O<sub>5</sub> MnO SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
含量 37.97 0.008 12.90 2.08 7.84 16.32 3.72 2.5 3.57 2.24
该吸波降噪材料能够用于制作多孔砖、围墙和防爆塔。
本领域常用的胶结材料均适用于本发明，优选的，所述胶结材料由以下重量比的组分组成：复合硅酸盐水泥∶水玻璃＝(4～5)∶1。
填料的可以采用本领域的常规配比，优选的，所述填料由以下重量比的组分组成：提钒尾渣∶膨胀珍珠岩∶玻璃微球＝60∶20∶20。
本领域常用的发泡剂，只要与水混合在搅拌的情况下能发生气泡均适用于本发明，优选的，所述发泡浆由以下重量百分比的组分组成：十二烷基磺酸钠∶水＝1％～2％。
十二烷基磺酸钠是一种表面活性剂，其能降低表面张力，稳定泡沫，能进一步降低本发明的吸波降噪材料的容重，提高其变形能力，降低材料屈服应力。将十二烷基磺酸钠加入到温度为60～80℃的温水得到发泡浆。
上述吸波降噪材料的制备工艺，
步骤一、准备填料、胶结材料和发泡浆；
步骤二、将填料与胶结材料按(1.5～3)∶1的重量比均匀混合得到混合材料，且混合过程中边搅拌边加入发泡浆得到缓冲材料，发泡浆与混合材料的重量百分比为(0.8～1)∶1。
该制备工艺步骤简单，操作容易。
优选的，步骤一中，将密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm的膨胀珍珠岩20份、密度在0.12～0.60g/cm3，粒径15～135um玻璃微球20份以及全部过200目的提钒尾渣60份均匀混合得到填料；将复合硅酸盐水泥与水玻璃按(4～5)∶1的重量比均匀混合得到胶结材料；
将十二烷基磺酸钠与水按1％～2％的重量百分比均匀混合得到发泡浆。
上述吸波降噪材料在现浇墙体以及预制墙体中的应用。
上述吸波降噪材料用于现浇墙体或砌筑墙体，具体使用时，将通过上述方法制备的吸波降噪材料根据需要加入相应的模板模具浇筑成型，室温养护满足相应要求后拆模。
上述吸波降噪材料还可以用于制成多孔砖，具体操作时，将上述方法制成的吸波降噪材料在850℃～1100℃下煅烧8小时，制成多孔砖，该多孔砖可以用于砌筑降低爆炸冲击波及噪音的围墙。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：
采用本发明的吸波降噪材料新建试验围墙进行爆破试验。围墙的选址为某炸药厂已破坏的围墙的原址。新建试验围墙的尺寸与已破坏的原围墙的尺寸相同，均为圆形围墙，围墙直径为5米，围墙高度为3米，围墙厚度为37毫米。围墙旁设置有躲避室，起爆时，试验人员站在躲避室内带上耳塞。
对比例：
原围墙采用砖混结构，原最大药量1kg，当药量超量时，围墙掉渣、吊砖块现象，带上耳塞后声响仍然很大。
实施例1：
第一步：将密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm的膨胀珍珠岩20份、密度0.12～0.60g/cm3，粒径15～135um的玻璃微球20份以及全部过200目的提钒尾渣60份混匀制成填料待用。
第二步：复合硅酸盐水泥∶水玻璃＝4∶1混合均匀得到胶结材料待用。
第三步：将十二烷基磺酸钠与水搅拌均匀配制1％～2％的发泡浆。
第四步：按胶结材料∶填料＝1∶1.5混合均匀制成混合材料，且在制成混合材料的过程中边搅拌边加入1％～2％的发泡浆，发泡浆∶混合材料＝0.8:1，制成抗冲击吸收噪音的缓冲材料，简称缓冲材料。必须保证胶结材料与混合原料混合均匀。
第五步：将上述制备的缓冲材料在850℃～1100℃下煅烧8小时，制成多孔材料砖。
采用该多孔材料砖砌筑试验围墙，最大药量2kg乳化炸药，四周围墙没有任何损伤，带上耳塞后基本听不到声音。
实施例2：
第一步：将密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm的膨胀珍珠岩15份、密度0.12～0.60g/cm3，粒径15～135um的玻璃微球15份以及全部过200目的提钒尾渣70份混匀制成填料待用。
第二步：复合硅酸盐水泥∶水玻璃＝5∶1混合均匀得到胶结材料待用。
第三步：将十二烷基磺酸钠与水搅拌均匀配制1％～2％发泡浆。
第四步：按胶结材料∶填料＝1∶3混合均匀制成混合材料，且在制成混合材料的过程中边搅拌边加入1％～2％的发泡浆，发泡浆∶混合材料＝1∶1，制成抗冲击吸收噪音的缓冲材料，简称缓冲材料。必须保证胶结材料与混合原料混合均匀。
第五步：将上述制备的缓冲材料在850℃～1100℃下煅烧8小时，制成多孔材料砖。
采用上述多孔材料砖砌筑试验围墙，起爆2kg乳化炸药，四周围墙没有任何损伤，带上耳塞后基本听不到声音。
采用该多孔材料砖砌筑试验围墙，最大药量2.5kg乳化炸药，四周围墙没有任何损伤，带上耳塞后基本听不到声音。
实施例3：
第一步：将密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm的膨胀珍珠岩20份、密度0.12～0.60g/cm3，粒径15～135um的玻璃微球20份以及全部过200目的提钒尾渣60份混匀制成填料待用。
第二步：复合硅酸盐水泥∶水玻璃＝5∶1混合均匀得到胶结材料待用。
第三步：将十二烷基磺酸钠与水搅拌均匀配制1％～2％发泡浆。
第四步：按胶结材料∶填料＝1∶3混合均匀制成混合材料，且在制成混合材料的过程中边搅拌边加入1.5％的发泡浆，发泡浆∶混合材料＝1∶1，制成抗冲击吸收噪音的缓冲材料，简称缓冲材料。必须保证胶结材料与混合原料混合均匀。
第五步、将上述制备的缓冲材料在850℃～1100℃下煅烧8小时，制成多孔材料砖。
采用该多孔材料砖砌筑试验围墙，最大药量3kg乳化炸药，四周围墙没有任何损伤，带上耳塞后基本听不到声音。
实施例4：
第一步：将密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm的膨胀珍珠岩25份、密度0.12～0.60g/cm3，粒径15～135um的玻璃微球25份以及全部过200目的提钒尾渣50份混匀制成填料待用。
第二步：复合硅酸盐水泥∶水玻璃＝5∶1混合均匀得到胶结材料待用。
第三步：将十二烷基磺酸钠与水搅拌均匀配制1％～2％发泡浆。
第四步：按胶结材料∶填料＝1∶3混合均匀制成混合材料，且在制成混合材料的过程中边搅拌边加入1.5％的发泡浆，发泡浆∶混合材料＝0.95∶1，制成抗冲击吸收噪音的缓冲材料，简称缓冲材料。必须保证胶结材料与混合原料混合均匀。
第五步、将上述制备的缓冲材料在850℃～1100℃下煅烧8小时，制成多孔材料砖。
采用该多孔材料砖砌筑试验围墙，最大药量2.5kg乳化炸药，四周围墙没有任何损伤，最大药量3.3kg乳化炸药，带上耳塞后基本听不到声音。

Claims (8)

1.吸波降噪材料，其特征在于：由以下重量比的组分组成：
胶结材料∶填料＝1∶(1.5～3)；
发泡浆∶混合材料＝(0.8～1)∶1；所述混合材料由胶结材料和填料混合而成；
其中，所述填料由以下重量比的组分组成：提钒尾渣∶膨胀珍珠岩∶玻璃微球＝(50～70)∶(15～25)∶(15～25)；提钒尾渣的粒径大于或者等于200目；膨胀珍珠岩的密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm；玻璃微球的粒径15～135um。
2.如权利要求1所述的吸波降噪材料，其特征在于：所述胶结材料由以下重量比的组分组成：
复合硅酸盐水泥∶水玻璃＝(4～5)∶1。
3.如权利要求1或2所述的吸波降噪材料，其特征在于：所述填料由以下重量比的组分组成：提钒尾渣∶膨胀珍珠岩∶玻璃微球＝60∶20∶20。
4.如权利要求1或2所述的吸波降噪材料，其特征在于：所述发泡浆由以下重量百分比的组分组成：十二烷基磺酸钠∶水＝1％～2％。
5.如权利要求1-4任意一项所述的吸波降噪材料的制备工艺，其特征在于：
步骤一、准备填料、胶结材料和发泡浆；
步骤二、将填料与胶结材料按(1.5～3)∶1的重量比均匀混合得到混合材料，且混合过程中边搅拌边加入发泡浆得到缓冲材料，发泡浆与混合材料的重量百分比为(0.8～1)∶1。
6.如权利要求5所述的吸波降噪材料的制备工艺，其特征在于：
步骤一中，将密度70～100kg/cm3，粒径1～3mm的膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩20份、密度在0.12～0.60g/cm3，粒径15～135um玻璃微球20份以及全部过200目的提钒尾渣60份均匀混合得到填料；
将复合硅酸盐水泥与水玻璃按(4～5)∶1的重量比均匀混合得到胶结材料；
将十二烷基磺酸钠与水按1％～2％的重量百分比均匀混合得到发泡浆。
7.权利要求1或2所述的吸波降噪材料在现浇墙体以及预制墙体中的应用。
8.权利要求1或2所述的吸波降噪材料在多孔砖中的应用。
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