CN115010451A - 一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于多孔材料领域,具体涉及一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板及其制备方法;所述吸音板由以下重量份的原料制备而成:尾矿0~40份、建筑垃圾0~30份、水泥10~70份、粉煤灰0~30份、石膏0~5份、发泡剂0.2~5份、水10~30份。本发明利用不同发泡剂的热分解温度不同的特点,使得不同发泡剂的造孔过程逐级实现,提升孔结构的复杂性和连通性,有效提升吸音板的吸声降噪性能。
Description
技术领域
本发明属于多孔材料领域,具体涉及一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板及其制备方法。
背景技术
吸音板是指板(块)状的、具有吸音减噪性能的材料,主要应用于影剧院、音乐厅、报告厅、琴房、演播室、录音室、KTV包房、工业厂房、机房、城市交通(地铁轨道交通以及快速路)、电梯井等对声学环境要求较高的场所。吸音板的类型有多种,有聚酯纤维类、木质类、玻璃棉类、岩棉类、水泥基材料类、珍珠岩类、有机-无机复合材料类等。
水泥基吸音板是一种刚性骨架吸音材料,具有安全无毒、透水、耐火、耐候、抗震、防腐、轻质高强、保温隔热、吸声降噪、制造工艺简单等优点,是一种非常适合用于噪声防控的全天候吸声材料。目前,水泥基吸音板主要是以陶粒为骨料、以水泥为胶凝材料制备而成的水泥基陶粒吸音板,主要通过以下几种方式提高吸声性能:(1)提高陶粒的开口孔隙率;(2) 提高陶粒内部孔结构的复杂性;(3)在水泥基吸音板中掺入纤维。而由水泥基浆料经多阶段发泡制备吸音板尚未见相关报道。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的问题,本发明提供了一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板及其制备方法;所述方法通过控制不同发泡剂的受热分解过程,使吸音板内的孔结构逐级形成、长大与连通,旨在显著提升吸音板的孔结构的复杂性和开口孔隙率,拓展吸音板的吸声频带和吸声效率。
本发明采取的技术方案为:
一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板,由以下重量份的原料制备而成:尾矿0~40份、建筑垃圾0~30份、水泥10~70份、粉煤灰0~30份、石膏0~5份、发泡剂0.2~5份。进一步地,所述发泡剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠、乙酸铵中的两种或两种以上的混合物。
优选地,所述发泡剂由质量比为1:1的碳酸氢铵和碳酸氢钠组成。
优选地,所述发泡剂由质量比为2:1:1的碳酸氢铵、碳酸氢钠、乙酸铵组成。
上述的一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,包括以下步骤:
(1)将尾矿、建筑垃圾、水泥、粉煤灰及石膏分别破碎、磨细;称取磨细后的原料,按重量份比例混合均匀,得到混合物料;
(2)称取发泡剂,溶于水中,得到发泡剂溶液;
(3)将步骤(1)的混合物料与步骤(2)的发泡剂溶液混合、搅拌均匀,制得浆料并注模成型;
(4)将成型后的板状物置于蒸汽养护设施内进行养护,使发泡剂逐级分解,实现逐级造孔;
(5)将造孔过程完成后的板状物从蒸汽养护设施内移出,继续自然养护25~30天,得到所述吸音板。
进一步地,步骤(1)中,所述磨细后的原料粉体细度为-100目。
进一步地,步骤(4)中,所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟;然后,自然冷却至室温。
优选地,步骤(4)中,所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟;设置升温速率为20℃/分钟,使温度升至160℃,并在160℃下保温10分钟;然后,自然冷却至室温。
本发明具有如下有益效果:
首先,所述吸音板直接由原料粉体制备而成,无需要将原料制备成陶粒后再制备吸音板,因而比传统的陶粒吸音板的制备工艺过程更加简单;
其次,本发明通过调节热分解温度最低的发泡剂的量,使注模成型后的板(块)状物在蒸汽养护过程中产生足够量的气体,从而使第一级孔结构尽可能形成开口孔,提高吸音板的开口孔隙率;
再次,本发明利用热分解温度不同的发泡剂,使发泡剂在蒸汽养护过程中逐级受热分解,使后一级孔结构在前一级孔结构的基础上形成,显著提高孔结构复杂程度和连通性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,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1:
一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,包括以下步骤:
(1)将尾矿、水泥、粉煤灰及石膏分别破碎、磨细,得到-100目的粉体;按重量份称取磨细后的原料:尾矿20份、水泥40份、粉煤灰15份、石膏1份,混合均匀,得到混合物料;
(2)称取发泡剂4重量份,溶于20重量份的水中,得到发泡剂溶液;其中,发泡剂由质量比为1:1的碳酸氢铵和碳酸氢钠组成;
(3)将步骤(1)的混合物料与步骤(2)的发泡剂溶液混合、搅拌均匀,制得浆料并注模成型;
(4)将成型后的板状物置于蒸汽养护设施内进行养护,使发泡剂逐级分解,实现逐级造孔;所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20 分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟,然后,自然冷却至室温;
(5)将造孔过程完成后的板状物从蒸汽养护设施内移出,继续自然养护28天,得到所述吸音板。
所制得的吸音板的孔径分布在10nm~1mm,开口孔隙率大于70%。
实施例2:
一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,包括以下步骤:
(1)将尾矿、建筑垃圾、水泥、粉煤灰及石膏分别破碎、磨细,得到-100目的粉体;按重量份称取磨细后的原料:尾矿14份、建筑垃圾14份、水泥40份、粉煤灰7份、石膏1份,混合均匀,得到混合物料;
(2)称取发泡剂4重量份,溶于20重量份的水中,得到发泡剂溶液;其中,发泡剂由质量比为2:1:1的碳酸氢铵、碳酸氢钠、乙酸铵组成;
(3)将步骤(1)的混合物料与步骤(2)的发泡剂溶液混合、搅拌均匀,制得浆料并注模成型;
(4)将成型后的板状物置于蒸汽养护设施内进行养护,使发泡剂逐级分解,实现逐级造孔;所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20 分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟,设置升温速率为20℃/分钟,使温度升至160℃,并在160℃下保温10分钟;然后,自然冷却至室温;
(5)将造孔过程完成后的板状物从蒸汽养护设施内移出,继续自然养护28天,得到所述吸音板。
所制得的吸音板的孔径分布在10nm~1mm,开口孔隙率为大于57%。
实施例3:
一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,包括以下步骤:
(1)将尾矿、建筑垃圾、水泥及石膏分别破碎、磨细,得到-100目的粉体;按重量份称取磨细后的原料:尾矿40份、建筑垃圾5份、水泥70份、石膏5份,混合均匀,得到混合物料;
(2)称取发泡剂4重量份,溶于20重量份的水中,得到发泡剂溶液;其中,发泡剂由质量比为1:1的碳酸氢铵和碳酸氢钠组成;
(3)将步骤(1)的混合物料与步骤(2)的发泡剂溶液混合、搅拌均匀,制得浆料并注模成型;
(4)将成型后的板状物置于蒸汽养护设施内进行养护,使发泡剂逐级分解,实现逐级造孔;所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20 分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟;设置升温速率为20℃/分钟,使温度升至160℃,并在160℃下保温10分钟;然后,自然冷却至室温;
(5)将造孔过程完成后的板状物从蒸汽养护设施内移出,继续自然养护30天,得到所述吸音板。
所制得的吸音板的孔径分布在10nm~1mm,开口孔隙率为大于62%。
实施例4:
一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,包括以下步骤:
(1)将建筑垃圾、水泥、粉煤灰及石膏分别破碎、磨细,得到-100目的粉体;按重量份称取磨细后的原料:建筑垃圾30份、水泥10份、粉煤灰30份、石膏5份,混合均匀,得到混合物料;
(2)称取发泡剂4重量份,溶于20重量份的水中,得到发泡剂溶液;其中,所述发泡剂由质量比为2:1:1的碳酸氢铵、碳酸氢钠、乙酸铵组成;
(3)将步骤(1)的混合物料与步骤(2)的发泡剂溶液混合、搅拌均匀,制得浆料并注模成型;
(4)将成型后的板状物置于蒸汽养护设施内进行养护,使发泡剂逐级分解,实现逐级造孔;所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20 分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟,然后,自然冷却至室温;
(5)将造孔过程完成后的板状物从蒸汽养护设施内移出,继续自然养护25天,得到所述吸音板。
所制得的吸音板的孔径分布在10nm~1mm,开口孔隙率为大于64%。
实施例5:
一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,包括以下步骤:
(1)将尾矿、建筑垃圾、水泥、粉煤灰分别破碎、磨细,得到-100目的粉体;按重量份称取磨细后的原料:尾矿20份、建筑垃圾20份、水泥40份、粉煤灰30份,混合均匀,得到混合物料;
(2)称取发泡剂4重量份,溶于20重量份的水中,得到发泡剂溶液;其中,发泡剂由质量比为1:1的碳酸氢铵和碳酸氢钠组成;
(3)将步骤(1)的混合物料与步骤(2)的发泡剂溶液混合、搅拌均匀,制得浆料并注模成型;
(4)将成型后的板状物置于蒸汽养护设施内进行养护,使发泡剂逐级分解,实现逐级造孔;所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20 分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟,然后,自然冷却至室温;
(5)将造孔过程完成后的板状物从蒸汽养护设施内移出,继续自然养护28天,得到所述吸音板。
所制得的吸音板的孔径分布在10nm~1mm,开口孔隙率为大于67%。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上,但其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术的人,在不脱离本发明的精神和范围内,都可以做各种改动和修饰,因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (8)
1.一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板,其特征在于,由以下重量份的原料制备而成:尾矿0~40份、建筑垃圾0~30份、水泥10~70份、粉煤灰0~30份、石膏0~5份、发泡剂0.2~5份。
2.如权利要求1所述的一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板,其特征在于,所述发泡剂为碳酸氢铵、碳酸氢钠、乙酸铵中的两种或两种以上的混合物。
3.如权利要求2所述的一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板,其特征在于,所述发泡剂由质量比为1:1的碳酸氢铵和碳酸氢钠组成。
4.如权利要求2所述的一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板,其特征在于,所述发泡剂由质量比为2:1:1的碳酸氢铵、碳酸氢钠、乙酸铵组成。
5.如权利要求1~4任一所述的一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将尾矿、建筑垃圾、水泥、粉煤灰及石膏分别破碎、磨细;称取磨细后的原料,按重量份比例混合均匀,得到混合物料;
(2)称取发泡剂,溶于水中,得到发泡剂溶液;
(3)将步骤(1)的混合物料与步骤(2)的发泡剂溶液混合、搅拌均匀,制得浆料并注模成型;
(4)将成型后的板状物置于蒸汽养护设施内进行养护,使发泡剂逐级分解,实现逐级造孔;
(5)将造孔过程完成后的板状物从蒸汽养护设施内移出,继续自然养护25~30天,得到所述吸音板。
6.如权利要求5所述的一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述磨细后的原料粉体细度为-100目。
7.如权利要求5所述的一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟;然后,自然冷却至室温。
8.如权利要求5所述的一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述养护为设置升温速率为15℃/分钟,使温度从室温升至70℃,并在70℃下保温20分钟;设置升温速率为10℃/分钟,使温度升至120℃,并在120℃下保温10分钟;设置升温速率为20℃/分钟,使温度升至160℃,并在160℃下保温10分钟;然后,自然冷却至室温。
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CN202111646067.9A Pending CN115010451A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种孔结构复杂的高开口孔隙率吸音板及其制备方法 |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09221850A (ja) * | 1996-02-15 | 1997-08-26 | Onoda Autoclaved Light Weight Concrete Co Ltd | 吸遮音性alcパネル |
JP2003041679A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Clion Co Ltd | 吸遮音体 |
CN1552672A (zh) * | 2003-06-03 | 2004-12-08 | 曾平生 | 一种无毒多功能轻质建材发泡剂 |
CN202324239U (zh) * | 2011-11-18 | 2012-07-11 | 任宗汉 | 超轻超强超保温无机发泡板 |
CN110294634A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-10-01 | 盐城绿宝石新型墙体材料有限公司 | 一种水泥发泡材料的制备方法 |
CN112552008A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-03-26 | 贺州学院 | 孔结构高度连通的高孔隙率免烧陶粒的制备方法 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111646067.9A patent/CN115010451A/zh active Pending
Patent Citations (6)
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