CN114961091B - 一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板 - Google Patents

Abstract

本发明属于隔声技术领域，具体公开了一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板。包括外墙板和内墙板；所述外墙板和内墙板之间设置有隔音组件；所述隔音组件两侧分别与外墙板和内墙板连接，并对外墙板和内墙板处传来的声音进行隔绝，形成一整块隔音墙体。该墙板不仅无需在墙体外部增加隔音层就可达到较好的隔音效果，而且结构简单，便于推广使用。

Description

一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板

技术领域

本发明属于隔声技术领域，具体涉及一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板。

背景技术

隔声技术是在声波传播的途径上设置阻挡声波传播的材料和结构，使得声波不能顺利穿透这些材料和结构，或在透过这些材料时产生很大的能量损失，从而达到降低需保护区域噪声影响的目的。基于超材料的隔声技术因其独特的声学超材料特性而受到了广泛的关注，可以阻隔声波的传播。

目前高架桥附近的建筑长期受噪音影响，对建筑物中的居民产生了较为严重的噪音伤害，虽说许多建筑都有对墙板进行隔音设计，如在墙板或墙体外部覆盖隔音棉或者其他隔音材料形成隔音层，从而达到隔绝部分噪音的效果。但是这种单一层所能达到的吸声效果十分有限，同时再想提高隔声效果的办法只有隔音层的厚度，这种做法会进一步增加墙体的厚度，影响美观，特别是而且大多数隔音材料不防火，或是存在环保隐患，经济效益以及实用性都大大降低，导致无法大面积推广使用，因此，亟待解决。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，该墙板不仅无需在墙体外部增加隔音层就可达到较好的隔音效果，而且结构简单，便于推广使用。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，包括外墙板和内墙板；所述外墙板和内墙板之间设置有隔音组件；所述隔音组件两侧分别与外墙板和内墙板连接，并对外墙板和内墙板处传来的声音进行隔绝，形成一整块隔音墙体。

优选的，所述隔音组件包括PVC塑料板；所述PVC塑料板内部设置有蜂窝孔；所述蜂窝孔中的单一小孔为正六边形孔；所述正六边形孔的两条相对边分别外墙板和内墙板相平行，且正六边形孔的孔身长度方向与PVC塑料板的长度方向一致，并连通PVC塑料板的两侧。

优选的，所述隔音组件包括横截面为等腰梯形的等腰梯形消音板；所述等腰梯形消音板安装在正六边形孔中，且等腰梯形消音板的短底边与外墙板和或内墙板相平行。

优选的，所述蜂窝孔所有正六边形孔中的等腰梯形消音板的短底边朝向均相同。

优选的，所述蜂窝孔相邻正六边形孔中的等腰梯形消音板的短底边朝向依次相反。

优选的，所述梯形消音板由至少三块宽度依次递减的光敏树脂薄板构成，且至少三块光敏树脂薄板沿宽度递减的方向依次贴合连接，构成等腰梯形板体，且等腰梯形板体的体积小于正六边形孔体积的一半。

优选的，所述PVC塑料板外表面覆盖有聚氨酯泡沫。

优选的，还包括玻璃纤维增强塑料连接件；所述PVC塑料板上设置有安装孔；所述外墙板和内墙板上设置有与安装孔相匹配的对接孔；所述玻璃纤维增强塑料连接件两端分别安装在安装孔和对接孔中，将外墙板、PVC塑料板和内墙板连接到一起。

优选的，所述外墙板和内墙板均为C30混凝土板。

优选的，所述至少三块光敏树脂薄板之间通过丙烯酸酯胶结剂连接；所述PVC塑料板与其外表面覆盖的聚氨酯泡沫通过丙烯酸酯胶结剂连接；所述等腰梯形消音板与正六边形孔通过丙烯酸酯胶结剂连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过将传统墙体设置为外墙板和内墙板，并在两个墙板之间设置隔音介质，不仅改变了传统隔音介质只能安装在墙体外部的做法，保证了墙体的美观的同时，还利用声波传递的特性，将由外墙板或内墙板处传递的声波进行阻隔，破坏声波传导，提升了墙体的隔音效果，而且结构简单，易于生产和维护，适合应用与推广。

（2）本发明通过在作为主要隔音介质PVC塑料板的外部设置聚氨酯泡沫，对声波的传递形成初步阻隔，从而形成第一层隔音层；同时在PVC塑料板的内部设置蜂窝孔，利用蜂窝孔的形成独立空洞，对第一层隔音层阻隔后的声波进行分散，从而形成第二层隔音层；最后将蜂窝孔每个单一的独立孔设置成正六边形孔，并在正六边形孔中设置等腰梯形消音板，由于声波在传递过程中呈逐渐放大的喇叭形扩散，而等腰梯形消音板由至少三块光敏树脂薄板沿宽度递减的方向依次贴合连接形成，从而对分散后的声波传递过程进行逐层阻挡，从而形成第三层隔音层。通过这样的设计，使得由墙体外部噪音的声波在进入墙体后完成了被阻挡、分散、再阻挡的隔音过程，从而起到了在有限的小空间里取得较大的隔音效果。

（3）本发明通过设置正六边形孔的两条相对边分别外墙板和内墙板相平行，且正六边形孔的孔身长度方向与PVC塑料板的长度方向一致，并连通PVC塑料板的两侧，同时设置等腰梯形消音板的短底边与外墙板和或内墙板相平行，等腰梯形消音板体积小于正六边形孔体积的一半。这样的设置能够使得等腰梯形消音板在正六边形孔中能与内墙板或外墙板处传递过来的声波正相对，能够对声波进行最大范围的阻隔，而且等腰梯形消音板能够在正六边形孔中再次分隔出小空洞，形成吸声消音盒，当被等腰梯形消音板逐层阻隔后的余下声波进入小空洞后，声波被再次削弱分散，从而大大提升了墙板的隔音效果。

（4）本发明通过将隔音组件设置为聚氨酯泡沫、光明树脂薄板、PVC塑料板，且三者之间均通过丙烯酸酯胶结剂连接，不仅结构简单，而且三者均为隔声材料，耐久性好，使用周期长，便于维护和更换，同时该墙板占用结构空间也较小。

（5）本发明通过设置蜂窝孔的所有正六边形孔中的等腰梯形消音板的短底边朝向均相同，当隔音墙板用于建筑外墙时，光敏树脂薄板组成的等腰梯形消音板的短底边朝向外墙板，将由建筑外部传递过来的噪音进行隔绝，从而使得隔音墙板对外部传入的噪音有很好的隔声效果。

（6）本发明通过设置蜂窝孔相邻正六边形孔中的等腰梯形消音板的短底边朝向依次相反，当隔音墙板用于内墙时，光敏树脂薄板组成的等腰梯形消音板的短底边依次朝向外墙板或内墙板，将由建筑内部两个空间相互传递过来的噪音进行隔绝，从而使得墙板对两个独立的空间都起到很好的隔声效果。

（7）本发明通过在PVC塑料板上设置有安装孔，在外墙板和内墙板上设置有与安装孔相匹配的对接孔；同时设置玻璃纤维增强塑料连接件两端分别安装在安装孔和对接孔中，将外墙板、PVC塑料板和内墙板连接到一起，使得隔音墙板整体形成可拆卸式结构，不仅方便日常生产，也便于现场施工吊装运输，在现代装配式施工建筑领域有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明第一并列方案的结构示意图。

图2为本发明第二并列方案的结构示意图。

图3为本发明第三并列方案的隔音层的结构示意图。

图4为本发明的应用效果对比图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

11-外墙板 12-内墙板

20-PVC塑料板 21-蜂窝孔 31-梯形消音板

41-玻璃纤维增强塑料连接件 51-聚氨酯泡沫板 61-矩形方盒

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-2所示的一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，包括由C30混凝土板构成的外墙板11和内墙板12。在外墙板11和内墙板12之间设置有隔音组件；隔音组件两侧分别与外墙板11和内墙板12连接，并对外墙板11和内墙板12处传来的声音进行隔绝，形成一整块隔音墙体。

隔音组件由PVC塑料板20、光敏树脂薄板和聚氨酯泡沫组成。在聚氨酯泡沫通过丙烯酸酯胶结剂与PVC塑料板20外表面连接，从而在PVC塑料板20的外表面形成聚氨酯泡沫层，当外部噪音的声波穿过外墙板11或内墙板12到达聚氨酯泡沫层后被初步阻隔，从而形成隔音墙体第一层隔音层。

在PVC塑料板20的内部设置有蜂窝孔21，而蜂窝孔21中的每个单一的小孔均为正六边形孔。每个正六边形孔的两条相对边分别外墙板11和内墙板12相平行，并且正六边形孔的孔身长度方向与PVC塑料板20的长度方向一致，并连通PVC塑料板20的两侧。当噪声穿过聚氨酯泡沫层后，声波被蜂窝孔的正六边形孔形成独立空洞进一步分散，从而形成隔音墙体的第二层隔音层；

至少三块光敏树脂薄板沿宽度递减的方向依次通过丙烯酸酯胶结剂贴合连接，形成一块等腰梯形板体，将等腰梯形板体安装到正六边形孔中，且等腰梯形板体的体积小于正六边形孔体积的一半，从而在正六边形孔中形成等腰梯形消音板31，而且等腰梯形消音板31能够在正六边形孔中再次分隔出小空洞，形成吸声消音盒。由于同时设置等腰梯形消音板31的短底边与外墙板11和或内墙板12相平行。这样的设置能够使得等腰梯形消音板31在正六边形孔中能与内墙板12或外墙板11处传递过来的声波正相对。

由于声波在传递过程中呈逐渐放大的喇叭形扩散，而等腰梯形消音板31由至少三块光敏树脂薄板沿宽度递减的方向依次贴合连接形成，从而对分散后的声波传递过程进行逐层阻挡，能够对声波进行最大范围的阻隔。当被等腰梯形消音板31逐层阻隔后的余下声波进入小空洞后，声波被再次削弱分散，大大提升了墙板的隔音效果。从而形成隔音墙体第三层隔音层。

本发明的隔音墙体通过上述的三层隔音层的设计，使得由墙体外部噪音的声波在进入墙体后完成了被阻挡、分散、再阻挡的隔音过程，从而起到了在有限的小空间里取得较大的隔音效果。

在具体实施操作时，由于等腰梯形消音板31与正六边形孔蜂窝孔21之间通过丙烯酸酯胶结剂连接，从而正六边形孔中的等腰梯形消音板31的短底边朝向在安装时可以调整。

当所有正六边形孔中的等腰梯形消音板31的短底边朝向均相同，且朝向外墙板11时。可以将隔音墙板整体用于建筑外墙，对建筑外部传递过来的噪音进行隔绝，从而使得隔音墙板对外部传入的噪音有很好的隔声效果。

当蜂窝孔21相邻正六边形孔中的等腰梯形消音板31的短底边朝向依次相反时。可以将隔音墙板用于内墙，光敏树脂薄板组成的等腰梯形消音板31的短底边依次朝向外墙板12或内墙板11，对建筑内部两个空间相互传递过来的噪音进行隔绝，从而使得墙板对两个独立的空间都起到很好的隔声效果。

本发明的隔音墙板为了方便日常生产，也为了便于现场施工吊装运输，以及在现代装配式施工建筑领域有应用前景。在PVC塑料板20上设置有安装孔；在外墙板11和内墙板12上设置有与安装孔相匹配的对接孔；同时设置玻璃纤维增强塑料连接件41，并将玻璃纤维增强塑料连接件41的两端分别安装在安装孔和对接孔中，从而将外墙板11、PVC塑料板20和内墙板12连接到一起，使得隔音墙板整体形成可拆卸式结构。

实施例

如图3所示的一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，本发明中的隔音组件也可以设置成由聚氨酯泡沫板51、PVC塑料板和光敏树脂薄板组成；将聚氨酯泡沫板51设置在外墙板11和内墙板12之间，而且在聚氨酯泡沫板51上等间隔设有孔洞，并将PVC塑料板设置为空心状，从而构成矩形方盒61，矩形方盒61的大小与聚氨酯泡沫板51上的孔洞大小一致；同时将光敏树脂薄板沿宽度递减的方向依次贴合连接形成一块梯形消音板，并将梯形消音板安装在PVC塑料板构成的矩形方盒中61，且梯形消音板的短底边与需要隔绝的声源相对。

矩形方盒61与聚氨酯泡沫板51上的孔洞通过丙烯酸酯胶结剂连接，而梯形消音板与PVC塑料板构成的矩形方盒61之间也是通过丙烯酸酯胶结剂连接。通过这样的设计构成了隔音层，当噪音穿过外墙板11或内墙板12时，通过的噪音的声波被矩形方盒中61的光敏树脂薄板组成的梯形消音板逐层阻挡，并将声波分散，而分散后的声波又被矩形方盒61附近的聚氨酯泡沫板51隔绝阻挡消除，从而使得整个墙体起到很好的隔音效果。

此外将聚氨酯泡沫板51与外墙板11和内墙板12之间设置连接的孔洞，并在孔洞中装入玻璃纤维增强塑料连接件，从而构成可拆卸式连接，便于日常的生产施工与维护，增加了隔音墙板的实用性。

本发明通过实验得出以下实验结果如图4所示，X轴为频率，Y轴为声传输损耗，黑色虚线为在墙板外部加了一层泡沫板的墙板的隔音效果，灰色点划线为在墙板外部加了两层泡沫板的墙板的隔音效果，黑色波折线段表示本发明在墙体中间加入梯形超材料的墙板的隔音效果，α-β代表吸声效果比原来好的频带，而生活中的常见噪音源为400到500Hz，可见本发明的实际应用效果是显而易见的，是具有广泛应用前景的。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，包括外墙板（11）和内墙板（12）；所述外墙板（11）和内墙板（12）之间设置有隔音组件；所述隔音组件两侧分别与外墙板（11）和内墙板（12）连接，并对外墙板（11）和内墙板（12）处传来的声音进行隔绝，形成一整块隔音墙体；

所述隔音组件包括PVC塑料板（20）；所述PVC塑料板（20）内部设置有蜂窝孔（21）；所述蜂窝孔（21）中的单一小孔为正六边形孔；所述正六边形孔的两条相对边分别外墙板（11）和内墙板（12）相平行，且正六边形孔的孔身长度方向与PVC塑料板（20）的长度方向一致，并连通PVC塑料板（20）的两侧；

所述隔音组件包括横截面为等腰梯形的等腰梯形消音板（31）；所述等腰梯形消音板（31）安装在正六边形孔中，且等腰梯形消音板（31）的短底边与外墙板（11）和或内墙板（12）相平行；

所述等腰梯形消音板（31）由至少三块宽度依次递减的光敏树脂薄板构成，且至少三块光敏树脂薄板沿宽度递减的方向依次贴合连接，构成等腰梯形板体，且等腰梯形板体的体积小于正六边形孔体积的一半。

2.根据权利要求1所述的一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，所述蜂窝孔（21）所有正六边形孔中的等腰梯形消音板（31）的短底边朝向均相同。

3.根据权利要求1所述的一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，所述蜂窝孔（21）相邻正六边形孔中的等腰梯形消音板（31）的短底边朝向依次相反。

4.根据权利要求1所述的一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，所述PVC塑料板（20）外表面覆盖有聚氨酯泡沫。

5.根据权利要求4所述的一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，还包括玻璃纤维增强塑料连接件（41）；所述PVC塑料板（20）上设置有安装孔；所述外墙板（11）和内墙板（12）上设置有与安装孔相匹配的对接孔；所述玻璃纤维增强塑料连接件（41）两端分别安装在安装孔和对接孔中，将外墙板（11）、PVC塑料板（20）和内墙板（12）连接到一起。

6.根据权利要求5所述的一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，所述外墙板（11）和内墙板（12）均为C30混凝土板。

7.根据权利要求6所述的一种梯形超材料聚氨酯三明治混凝土夹心墙板，其特征在于，所述至少三块光敏树脂薄板之间通过丙烯酸酯胶结剂连接；所述PVC塑料板（20）与其外表面覆盖的聚氨酯泡沫通过丙烯酸酯胶结剂连接；所述等腰梯形消音板（31）与正六边形孔通过丙烯酸酯胶结剂连接。