CN117627192A - 一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板及其制作方法，涉及吸声板技术领域，吸声结构复合板由不少于两块吸声材料板复合，其中至少一块为穿孔空心陶粒板，穿孔空心陶粒板上设有多个不同孔径大小的吸声孔。制作方法包括：将空心陶粒、全固废胶凝材料及水进行均匀搅拌，得到料浆；将料浆倒入模具并震动，至料浆完全填充模具后置于潮湿环境养护，之后取出自然干燥后得到空心陶粒板；对空心陶粒板进行打孔，得到穿孔空心陶粒板；选择吸声材料制作吸声材料板，将穿孔空心陶粒板与吸声材料板进行复合，得到吸声结构复合板。本发明通过在空心陶粒板上设置孔径大小不同交错分布的吸声孔，以使吸声板能够同时对多种频率的声波进行有效的吸收。

Description

一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板及其制作方法

技术领域

本发明涉及吸声板技术领域，特别是一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板及其制作方法。

背景技术

噪声污染与水污染、大气污染、固体废弃物污染都是世界范围内主要的环境问题，为降低噪声污染给人们生活带来的不良影响，现有技术采用能够有效屏蔽声能、减少声辐射的吸声材料制作吸声板来降低噪声危害，例如现有技术CN202008830U提供的一种复合吸声板，包括上下层板及上下层板之间的消声材料，所述上下层板都为穿孔板，在上下层板之间通过龙骨连接，所述消声材料填充在上下层板及龙骨形成的空腔内，该消声材料为多孔纤维材料层，该多孔纤维材料层通过玻纤布包覆，这种吸声板结构简单，既可根据尺寸需求在大、中、小型消声设备中起主要作用，也可安装在室内起到大幅度降低中、高频噪音的作用，适配性好，耐用性强，吸声性能好，吸声系数大于0.98，便于制造、运输及装配组合，现场安装方便。然而固定一种孔径的吸声板在吸收特定频率的声波方面可能具有较好的性能，但对于吸收其他频率的声波效果较差。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，固定一种孔径的吸声板对吸收特定频率外的声波效果较差。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，所述吸声结构复合板由至少两块吸声材料板复合而成，其中至少一块为穿孔空心陶粒板，所述吸声材料板包括在厚度方向相对的板面和围绕板面的端面，所述穿孔空心陶粒板上设有多个不同孔径大小的吸声孔。

采用前述技术方案，本发明具有如下优点：与其他的吸声材料相比，陶粒具有环保，易粘合固定，有较高的耐火性、坚固性和抗湿性的优点，陶粒制成的陶粒板使用寿命较长，在空心陶粒板的板面上穿孔得到设有多个不同孔径大小的吸声孔的穿孔空心陶粒板，不同孔径的吸声孔能吸收不同频率的生比，从而扩大吸声板的吸声范围，提供全面的声学控制，提高了其吸声性能的全面性。

进一步的，吸声孔由打孔机垂直所述板面开孔所得，所述吸声孔的开孔深度占空心陶粒板开孔方向总厚度的80％～90％，所述吸声孔在空心陶粒板上的开口面积占空心陶粒板总面积的80％～90％。

采用前述技术方案，吸声孔的开口面积较大，占据了大部分空心陶粒板的表面，有助于有效地捕捉并吸收声波。

进一步的，吸声孔的孔径在20mm～120mm之间，所述穿孔空心陶粒板的陶粒目数在20目～40目之间。

采用前述技术方案，吸声孔的孔径范围较大，能够有效吸收各种不同频率范围内的声波，较小的孔适于吸收高频声音，而较大的孔则更适于低频声音，提供了广泛的频率吸收范围，使吸声板对各种声音都有较好的吸收效果。

进一步的，穿孔空心陶粒板包括相邻设置的基层，所述基层包括至少两种目数的陶粒；或，所述穿孔空心陶粒板中的陶粒由至少两种目数的陶粒混合组成。

采用前述技术方案，不同目数的陶粒混合在一起或者不同目数的基层相邻设置，使得吸声板能够有效吸收多个频率范围内的声波，低目数的陶粒通常用于吸收低频声音，而高目数的陶粒用于吸收高频声音，从而提供广泛的声学响应范围。

进一步的，穿孔空心陶粒板包括相邻设置的第一基层和第二基层，所述第一基层的吸声孔的孔径在20mm～60mm之间，所述第二基层的吸声孔的孔径在80mm～120mm之间。

采用前述技术方案，由于第一基层和第二基层上的吸声孔具有不同的孔径范围，吸声板能够有效吸收多个频率范围内的声波，第一基层上较小孔径通常用于吸收高频声音，而第二基层上较大孔径用于吸收低频声音。

为制作上述吸声结构复合板，本发明采用如下技术方案：一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，包括如下步骤：

S1、将空心陶粒、全固废胶凝材料及水进行均匀搅拌，得到料浆；

S2、将所述料浆倒入模具，并震动模具至料浆完全填充模具，将完全填充后的模具置于潮湿环境养护，养护结束后将模具制品从模具取出，自然干燥后得到空心陶粒板；

S3、使用预设好穿孔大小、深度与分布的打孔机对所述空心陶粒板进行打孔，得到穿孔空心陶粒板；

S4、选择吸声材料制作吸声材料板，将所述穿孔空心陶粒板与所述吸声材料板进行复合，得到吸声结构复合板。

采用前述技术方案，本发明具有如下优点：复合板的制作过程相对简单，无需复杂的工艺和设备，在较低的成本下即可完成生产，且可以根据应用的场景设计不同大小、深度和分布的穿孔，以满足特定吸声要求，实现预期的吸声效果。

进一步的，S1包括如下步骤：

S11、选择空心陶粒目数，并获取所需空心陶粒用量、全固废凝胶材料用量和水用量；

S12、基于所述空心陶粒用量、全固废凝胶材料用量和水用量将空心陶粒、全固废凝胶材料和水进行混合得到混合体；

S13、对所述混合体进行均匀搅拌，得到料浆。

采用前述技术方案，根据所设计的吸声结构复合板结构选择适当的空心陶粒目数，并获取空心陶粒、全固废凝胶材料和水的用量，可以精确地控制材料的比例，确保最终制成的复合板的一致性，由于可以根据需要调整材料的用量，能够最大限度地减少材料浪费，提高材料的利用率；通过搅拌混合体，可以确保空心陶粒、全固废凝胶材料和水充分混合均匀，从而保证了最终制成的料浆质量的一致性和稳定性；这些步骤确保了料浆制作过程的可控性，有助于生产出理想的吸声结构复合板，提高生产效率、减少废品率、降低生产成本。

进一步的，S2包括如下步骤：

S21、将所述料浆倒入模具，震动模具排除气体并使料浆完全填充模具；

S22、将填充完全且排气后的模具通过保鲜膜密封，在室温下养护等候料浆化学反应完全；

S23、将养护后的模具制品进行脱模得到模具制品，待模具制品自然干燥后得到空心陶粒板。

采用前述技术方案，通过震动模具，确保料浆完全填充模具，有助于制备均匀、致密的空心陶粒板，以确保陶粒板的吸声性能，将填充完全且排气后的模具通过保鲜膜密封，在室温下养护，有助于料浆充分发生化学反应和硬化过程，这种养护方式可以确保制成的空心陶粒板具有良好的强度和稳定性，室温下的养护方式相对于高温养护方式，节省了能源成本，降低了生产成本；待模具制品自然干燥后得到空心陶粒板，可以避免使用高温烘干或其他加热工艺，进一步减少了能源消耗，降低了环境影响；这个制备过程相对简单，不需要复杂的设备和高温条件，有助于降低制备成本，且制备过程不需要高温固化，减少能源消耗和二氧化碳排放，降低环境负担。

进一步的，S3包括如下步骤：

S31、在打孔机上设置合适的穿孔大小、穿孔深度与穿孔分布；

S32、使用设置好穿孔大小、穿孔深度与穿孔分布的打孔机对所述空心陶粒板进行打孔，得到穿孔空心陶粒板。

采用前述技术方案，通过根据所设计的吸声结构复合板结构设置打孔机的穿孔大小、穿孔深度与穿孔分布，可以精确地控制空心陶粒板的吸声结构，有助于实现特定声学性能目标，确保吸声效果符合要求；使用打孔机进行穿孔可以确保吸声结构的均匀性和一致性，避免了不均匀的手工操作可能导致的问题，打孔机可以高效精准地完成穿孔过程，提高了生产效率，降低了制备时间和成本。

进一步的，S4包括如下步骤：

S41、选择相应的吸声材料制作为吸声材料板；

S42、将所述吸声材料板与穿孔空心陶粒板按照进行叠放黏合，得到吸声结构复合板。

采用前述技术方案，通过设计吸声结构选择相应的吸声材料，并制作为吸声材料板，能够扩大复合板的应用场所，得到适应多种环境的定制复合板，利用各种材料的优势，不同的组合可以产生协同效应，增加复合板的多功能性，进一步提高复合板的吸声性能。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中实施例一、实施例二、实施例三吸声结构复合板的结构示意图；

图2为本发明中实施例一吸声结构复合板的吸声系数-频率特性曲线图；

图3为本发明中实施例二吸声结构复合板的吸声系数-频率特性曲线图；

图4为本发明中实施例四的吸声结构复合板的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序，即便在某个技术特征前使用了“第二”来区别，也并非预示着必然具有“第一”。应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，X和/或Y，可以表示：单独存在X、同时存在X和Y、单独存在Y这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含X、Y和Z”、“包含X、Y、Z”是指X、Y、Z三者都包含，“包含X、Y或Z”是指包含X、Y、Z三者之一，“包含X、Y和/或Z”是指包含X、Y、Z三者中任一个或任二个或三个。

需要说明的是，下述实施例中，所用的全固废胶凝材料来自山西蕴宏环境科技发展有限责任公司，其初凝时间270min、终凝时间410min。本发明并未加入任何外加剂和掺和料即获得了较高的强度。但本发明并不限于此，也可以采用本领域人员所知的任意掺合料和外加剂。这些变更后的方案，都应该被理解为属于本发明的保护范围内。

本申请提供一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，所述吸声结构复合板由至少两块吸声材料板复合而成，其中至少一块为穿孔空心陶粒板，所述吸声材料板包括在厚度方向相对的板面和围绕板面的端面，所述穿孔空心陶粒板上设有多个不同孔径大小的吸声孔。陶粒通常具有较好的吸声性能，不同孔径大小的吸声孔无论是交错分布还是集中分布，都可以提供广谱吸声效果，不同尺寸的吸声孔可以吸收不同频率的声波，从低频到高频，提供全面的声学控制，使吸声结构复合板能够吸收多个不同频率范围内的声波，从低频到高频，提高了其吸声性能的全面性。

为使声波能够更容易的进入孔内被散射吸收，吸声孔由打孔机垂直所述板面开孔所得，所述吸声孔的开孔深度占空心陶粒板开孔方向总厚度的80％～90％，所述吸声孔在空心陶粒板上的开口面积占空心陶粒板总面积的80％～90％。这样的设计使得吸声效率显著提高，吸声孔垂直排列，它们在整个板面上均匀分布，有助于实现均匀的吸声性能；吸声孔在空心陶粒板上的开口面积占空心陶粒板总面积的80％～90％，高开孔率意味着板材上具有更多的吸声孔，有助于更有效地吸收和散射声波，这样的结构可以提供出色的吸声性能，减少室内或室外的噪音污染，吸声孔的开口面积较大，占据了大部分空心陶粒板的表面，有助于有效地捕捉并吸收声波。

具体的，吸声孔的孔径在20mm～120mm之间，所述穿孔空心陶粒板的陶粒目数在20目～40目之间。吸声孔的孔径范围较大，能够有效吸收各种不同频率范围内的声波，较小的孔适于吸收高频声音，而较大的孔则更适于低频声音，提供了广泛的频率吸收范围，使吸声板对各种声音都有较好的吸收效果。现有技术有数据表明，穿孔深度为88％、孔径为40mm～120mm的板材，能够对100Hz～500Hz范围内的声波吸收的平均吸声系数>0.57，与不穿孔的板材相比，吸声系数提高了3.5～8％；穿孔深度为88％、孔径为120mm的板材，能够对50Hz～2000Hz范围内的声波吸收的最大吸声系数为0.99，与不穿孔的板材相比吸声系数提高了31％；穿孔空心陶粒板的陶粒目数在20目～40目之间，20目～40目的空心陶粒具有一定的粒径，目数太小的陶粒可能不具备足够的吸声表面积，而目数太大的陶粒可能不具备足够的孔隙结构来捕获和吸收声波，从而导致吸声性能下降，适中的孔径大小可以有效地捕获和吸收声波，空心陶粒的颗粒大小相对均匀，有助于混合料浆时实现均匀分散，确保制备的吸声材料均匀性，且较大的目数可以减少生产过程中的粉尘产生，降低了制备成本，提高了工作环境的安全性。

可以理解的是，为了吸收不同频率的声波，除了在穿孔空心陶粒板上设计孔径大小不同交错分布的吸声孔外，还可以选取不同目数的陶粒制作空心陶粒板。

在一种实施例中，在另一种实施例中，穿孔空心陶粒板包括相邻设置的基层，所述基层包括至少两种目数的陶粒；

具体的，穿孔空心陶粒板包括相邻设置的第一基层和第二基层，所述第一基层的吸声孔的孔径在20mm～60mm之间，所述第二基层的吸声孔的孔径在80mm～120mm之间。第一基层上吸声孔的孔径在20mm～60mm之间，所述第二基层上吸声孔的孔径在80mm～120mm之间。由于第一基层和第二基层上的吸声孔具有不同的孔径范围，吸声板能够有效吸收多个频率范围内的声波，第一基层上较小孔径通常用于吸收高频声音，而第二基层上较大孔径用于吸收低频声音。

可以理解的是，穿孔空心陶粒板中的陶粒还可以由至少两种目数的陶粒混合组成。不同目数的陶粒混合在一起或者不同目数的基层相邻设置，使得吸声板能够有效吸收多个频率范围内的声波，低目数的陶粒通常用于吸收低频声音，而高目数的陶粒用于吸收高频声音，从而提供广泛的声学响应范围。

具体的，为了制作上述吸声结构复合板，本实施例提供一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板的制作方法，制作方法包括如下步骤：

1)料浆制备：

S1、将空心陶粒、全固废胶凝材料及水进行均匀搅拌，得到料浆；

2)注模成型、脱模干燥：

S2、将所述料浆倒入模具，并震动模具至料浆完全填充模具，将完全填充后的模具置于潮湿环境养护，养护结束后将模具制品从模具取出，自然干燥后得到空心陶粒板；

3)基材穿孔：

S3、使用预设好穿孔大小、深度与分布的打孔机对所述空心陶粒板进行打孔，得到穿孔空心陶粒板；

4)板材复合：

S4、选择吸声材料制作吸声材料板，将所述穿孔空心陶粒板与所述吸声材料板进行复合，得到吸声结构复合板。

穿孔空心陶粒板具有良好的吸声性能，能够有效降低噪音和声音反射，提供更静音的环境，且相对于传统的吸声材料来说较轻，降低了吸声结构复合板整体结构的重量，使其更易于安装和悬挂；采用全固废胶凝材料，有利于环保，减少了对自然资源的消耗，并且可以有效地处理废弃材料；复合板的制作过程相对简单，无需复杂的工艺和设备，在较低的成本下即可完成生产，且可以根据应用的场景设计不同大小、深度和分布的穿孔，以满足特定吸声要求，实现预期的吸声效果。

具体的，S1包括如下步骤：

S11、选择空心陶粒目数，并获取所需空心陶粒用量、全固废凝胶材料用量和水用量；

S12、基于所述空心陶粒用量、全固废凝胶材料用量和水用量将空心陶粒、全固废凝胶材料和水进行混合得到混合体；

S13、对所述混合体进行均匀搅拌，得到料浆。

根据所设计的吸声结构复合板结构选择适当的空心陶粒目数，并获取空心陶粒、全固废凝胶材料和水的用量，可以精确地控制材料的比例，确保最终制成的复合板的一致性，由于可以根据需要调整材料的用量，能够最大限度地减少材料浪费，提高材料的利用率；通过搅拌混合体，可以确保空心陶粒、全固废凝胶材料和水充分混合均匀，从而保证了最终制成的料浆质量的一致性和稳定性；这些步骤确保了料浆制作过程的可控性，有助于生产出理想的吸声结构复合板，提高生产效率、减少废品率、降低生产成本。

具体的，S2包括如下步骤：

S21、将所述料浆倒入模具，震动模具排除气体并使料浆完全填充模具；

S22、将填充完全且排气后的模具通过保鲜膜密封，在室温下养护等候料浆化学反应完全；

S23、将养护后的模具制品进行脱模得到模具制品，待模具制品自然干燥后得到空心陶粒板。

这种养护方式可以确保制成的空心陶粒板具有良好的强度和稳定性，室温下的养护方式相对于高温养护方式，节省了能源成本，降低了生产成本；待模具制品自然干燥后得到空心陶粒板，可以避免使用高温烘干或其他加热工艺，进一步减少了能源消耗，降低了环境影响；这个制备过程相对简单，不需要复杂的设备和高温条件，有助于降低制备成本，且制备过程不需要高温固化，减少能源消耗和二氧化碳排放，降低环境负担。

具体的，S3包括如下步骤：

S31、在打孔机上设置合适的穿孔大小、穿孔深度与穿孔分布；

S32、使用设置好穿孔大小、穿孔深度与穿孔分布的打孔机对所述空心陶粒板进行打孔，得到穿孔空心陶粒板。

通过根据所设计的吸声结构复合板结构设置打孔机的穿孔大小、穿孔深度与穿孔分布，可以精确地控制空心陶粒板的吸声结构，有助于实现特定声学性能目标，确保吸声效果符合要求；使用打孔机进行穿孔可以确保吸声结构的均匀性和一致性，避免了不均匀的手工操作可能导致的问题，打孔机可以高效精准地完成穿孔过程，提高了生产效率，降低了制备时间和成本。

具体的S4包括如下步骤：

S41、选择相应的吸声材料制作为吸声材料板；

S42、将所述吸声材料板与穿孔空心陶粒板按照所设置的吸声结构复合板结构进行复合，得到吸声结构复合板。选择相应的吸声材料制作为吸声材料板，能够扩大复合板的应用场所，得到适应多种环境的定制复合板，利用各种材料的优势，不同的组合可以产生协同效应，增加吸声结构复合板的多功能性，进一步提高复合板的吸声性能。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以根据实际情况选择相互结合或替换，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例一：

基于上述穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，如图1和图2所示，本实施例提供一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，其中吸声材料板包括穿孔空心陶粒板1和玻璃棉板2，所述穿孔空心陶粒板1上设有孔径不同，垂直交错分布的吸声孔11，所述玻璃棉板2上设有垂直板面的孔，穿孔空心陶粒板1和玻璃棉板2叠放黏合为一体。

包括以下步骤：

(1)泥料制备：将30份，粒度为20目～40目的空心陶粒、45份全固废胶凝材料和20份水充分搅拌得到均匀混合的泥料；

(2)注模成型、脱模干燥：将上述泥料注入模具，在本实施例中，模具为塑料模具，震动模具以保证完全填充，以保鲜膜密封模具并在室温养护(养护温度标准在10℃～25℃之间，湿度在55％～85％之间)3天～5天以使全固废胶凝材料水化学反应完全，将上述成型的坯体脱模后在空气中自然干燥10天～15天得到空心陶粒板，自然干燥至空心陶粒板表面干燥，用手触摸无湿润感；

(3)基材穿孔：采用打孔机按照设计的结构制备穿孔空心陶粒板，在本实施例中，板面上垂直设有两种孔径大小的吸声孔，吸声孔的孔径在20mm～60mm、80mm～120mm之间。

(4)板材复合：在本实施例中，吸声材料板为穿孔空心陶粒板与玻璃棉板，将穿孔空心陶粒板与玻璃棉板叠放黏合，获得吸声结构复合板。玻璃棉板具有出色的吸声特性，能够有效吸收和减弱声波，降低噪音水平，改善室内声学环境，通常具有较高的耐久性，不容易腐蚀、分解或受潮，因此可以长时间维持其性能，适用于高温环境下的吸声需求，且玻璃棉板易于切割和加工，可以根据具体需要进行形状和尺寸的定制，适应各种吸声结构的设计，还具有可回收、抗菌的优点。所述吸声结构复合板结构可参考图1，吸声结构复合板在不同孔径条件下的吸声系数-频率特性如图2所示。穿孔空心陶粒板与玻璃棉组成的复合板在无孔径时100Hz～500Hz范围内的平均吸声系数达到0.59，在孔径20mm时100Hz～500Hz范围内的平均吸声系数超过0.65，在所有条件下50Hz～1600Hz的平均吸声系数均超过0.4。由此可得，调控空心陶粒板穿孔深度、吸声结构等可以实现材料吸声性能的调控。

实施例二：

基于上述穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，如图1和图3所示，本实施例提供一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，其中吸声材料板包括穿孔空心陶粒板1和80％气孔率莫来石多孔陶瓷板2，所述穿孔空心陶粒板1上设有孔径不同，垂直交错分布的吸声孔11，所述莫来石多孔陶瓷板2上设有垂直板面的孔，穿孔空心陶粒板1和80％气孔率的莫来石多孔陶瓷板2叠放黏合为一体。

包括以下步骤：

(1)泥料制备：将30份，粒度为20目～40目的空心陶粒、45份全固废胶凝材料和20份水充分搅拌得到均匀混合的泥料；

(2)注模成型、脱模干燥：将上述泥料注入模具，在本实施例中，模具为塑料模具，震动模具以保证完全填充，以保鲜膜密封模具并在室温养护(养护温度标准在10℃～25℃之间，湿度在55％～85％之间)3天～5天以使全固废胶凝材料水化学反应完全，将上述成型的坯体脱模后在空气中自然干燥10天～15天得到空心陶粒板，自然干燥至空心陶粒板表面干燥，用手触摸无湿润感；

(3)基材穿孔：采用打孔机按照设计的结构制备穿孔空心陶粒板，在本实施例中，板面上垂直设有两种孔径大小的吸声孔，吸声孔的孔径在20mm～60mm、80mm～120mm之间。

(4)板材复合：在本实施例中，吸声材料板为穿孔空心陶粒板与80％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板，将穿孔空心陶粒板与80％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板叠放黏合，获得吸声结构复合板。莫来石多孔陶瓷板通常具有出色的耐高温性能和较高的耐久性，不容易腐蚀、分解或受潮，适用于高温环境下的吸声需求，80％开气孔率意味着有大量的孔隙，有助于有效地捕获和吸收声波，使其具有卓越的吸声性能，可降低噪音水平，改善声学环境，尽管开气孔率高，但莫来石多孔陶瓷通常是轻质材料，不会显著增加结构的重量，适用于需要轻量化设计的场合。将穿孔空心陶粒板与80％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板复合，获得吸声结构复合板，该吸声结构复合板在不同孔径条件下的吸声系数-频率特性如图3所示：穿孔空心陶粒板与80％开孔率的多孔陶瓷组成的复合板在孔径为60mm时100Hz下的吸声系数为0.41，在孔径120mm时100Hz下的吸声系数高达0.78。

实施例三：

基于上述穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，如图1所示，本实施例提供一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，吸声材料板包括穿孔空心陶粒板1和90％气孔率的莫来石多孔陶瓷板2，所述穿孔空心陶粒板1上设有孔径不同，垂直交错分布的吸声孔11，所述莫来石多孔陶瓷板2上设有垂直板面的孔，穿孔空心陶粒板1和90％气孔率的莫来石多孔陶瓷板2叠放黏合为一体。

包括以下步骤：

(1)泥料制备：将30份，粒度为20目～40目的空心陶粒、45份全固废胶凝材料和20份水充分搅拌得到均匀混合的泥料；

(2)注模成型、脱模干燥：将上述泥料注入模具，在本实施例中，模具为塑料模具，震动模具以保证完全填充，以保鲜膜密封模具并在室温养护(养护温度标准在10℃～25℃之间，湿度在55％～85％之间)3天～5天以使全固废胶凝材料水化学反应完全，将上述成型的坯体脱模后在空气中自然干燥10～15天得到空心陶粒板，自然干燥至空心陶粒板表面干燥，用手触摸无湿润感；

(3)基材穿孔：采用打孔机按照设计的结构制备穿孔空心陶粒板，在本实施例中，板面上垂直设有两种孔径大小的吸声孔，吸声孔的孔径在20mm～60mm、80mm～120mm之间。

(4)板材复合：在本实施例中，吸声材料板为穿孔空心陶粒板与90％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板，将穿孔空心陶粒板与90％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板叠放黏合，获得吸声结构复合板。由于孔隙率更高，90％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板能够提供更卓越的吸声性能，更多的孔隙意味着更大的吸声表面积，因此可以更有效地捕获和吸收声波，提供更高的吸声效果，降低更多的噪音。

此外，对实施例一、实施例二及实施例三得到的吸声结构复合板进行吸声吸能测试，测试频率范围为50Hz～1600Hz，测试的穿孔空心陶粒板孔径大小为60mm进行测试，测试所得主要结果汇总如表1所示。

表1基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板的吸声性能

综合上述实施例及实验室大量实验结果可知：空心陶粒的粒径对吸声板的抗压强度和吸声性能影响显著，合理调配粒径可调控吸声板的综合性能。

实施例四：

基于上述穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，如图4所示，本实施例提供一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，包括穿孔空心陶粒板1、玻璃棉板2和80％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板3，所述穿孔空心陶粒板1上设有孔径不同，垂直交错分布的吸声孔11，所述玻璃棉板2和80％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板3上设有垂直板面的孔，穿孔空心陶粒板1、玻璃棉板2和80％开气孔率的莫来石多孔陶瓷板3叠放黏合为一体。

可以理解的是，可以根据设计需求的不同调整玻璃棉板2与莫来石多孔陶瓷板3与穿孔空心陶粒板1叠放黏合的顺序。

包括以下步骤：

(1)泥料制备：将30份，粒度为20目～40目的空心陶粒、45份全固废胶凝材料和20份水充分搅拌得到均匀混合的泥料；

(2)注模成型、脱模干燥：将上述泥料注入模具，在本实施例中，模具为塑料模具，震动模具以保证完全填充，以保鲜膜密封模具并在室温养护(养护温度标准在10℃～25℃之间，湿度在55％～85％之间)3天～5天以使全固废胶凝材料水化学反应完全，将上述成型的坯体脱模后在空气中自然干燥10天～15天得到空心陶粒板，自然干燥至空心陶粒板表面干燥，用手触摸无湿润感；

(3)基材穿孔：采用打孔机按照设计的结构制备穿孔空心陶粒板，在本实施例中，板面上垂直设有两种孔径大小的吸声孔，吸声孔的孔径在20mm～60mm、80mm～120mm之间。

(4)板材复合：在本实施例中，吸声材料板为玻璃棉板和莫来石多孔陶瓷板的组合体，按照设计的吸声结构将穿孔空心陶粒板、玻璃棉板和莫来石多孔陶瓷板叠放黏合，获得吸声结构复合板。

多层复合可以实现多层吸声结构，提高声学性能，每种材料都可以发挥其吸声、隔声或绝热的特点，相互协同作用，使吸声效果更显著，穿孔空心陶粒板、玻璃棉板和莫来石多孔陶瓷板都具有一定的强度和稳定性，通过复合使用，可以提高吸声结构的整体强度，确保长期性能稳定。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，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，都属于本发明所请求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，其特征在于，所述吸声结构复合板由至少两块吸声材料板复合而成，其中至少一块为穿孔空心陶粒板，所述吸声材料板包括在厚度方向相对的板面和围绕板面的端面，所述穿孔空心陶粒板上设有多个不同孔径大小的吸声孔。

2.根据权利要求1所述的一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，其特征在于，所述吸声孔由打孔机垂直所述板面开孔所得，所述吸声孔的开孔深度占空心陶粒板开孔方向总厚度的80％～90％，所述吸声孔在空心陶粒板上的开口面积占空心陶粒板总面积的80％～90％。

3.根据权利要求1所述的一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，其特征在于，所述吸声孔的孔径在20mm～120mm之间，所述穿孔空心陶粒板的陶粒目数在20～40目之间。

4.根据权利要求1所述的一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，其特征在于，所述穿孔空心陶粒板包括相邻设置的基层，所述基层包括至少两种目数的陶粒；或，所述穿孔空心陶粒板中的陶粒由至少两种目数的陶粒混合组成。

5.根据权利要求1所述的一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，其特征在于，所述穿孔空心陶粒板包括相邻设置的第一基层和第二基层，所述第一基层的吸声孔的孔径在20mm～60mm之间，所述第二基层的吸声孔的孔径在80mm～120mm之间。

6.一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，用于制作如权利要求1至权利要求5任一项所述的基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将空心陶粒、全固废胶凝材料及水进行均匀搅拌，得到料浆；

S2、将所述料浆倒入模具，并震动模具至料浆完全填充模具，将完全填充后的模具置于潮湿环境养护，养护结束后将模具制品从模具取出，自然干燥后得到空心陶粒板；

S3、使用预设好穿孔大小、深度与分布的打孔机对所述空心陶粒板进行打孔，得到穿孔空心陶粒板；

S4、选择吸声材料制作吸声材料板，将所述穿孔空心陶粒板与所述吸声材料板进行复合，得到吸声结构复合板。

7.根据权利要求1所述的一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，其特征在于，所述S1包括如下步骤：

S11、选择空心陶粒目数，并获取所需空心陶粒用量、全固废凝胶材料用量和水用量；

S12、基于所述空心陶粒用量、全固废凝胶材料用量和水用量将空心陶粒、全固废凝胶材料和水进行混合得到混合体；

S13、对所述混合体进行均匀搅拌，得到料浆。

8.根据权利要求1所述的一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，其特征在于，所述S2包括如下步骤：

S21、将所述料浆倒入模具，震动模具排除气体并使料浆完全填充模具；

S22、将填充完全且排气后的模具通过保鲜膜密封，在室温下养护等候料浆化学反应完全；

S23、将养护后的模具制品进行脱模得到模具制品，待模具制品自然干燥后得到空心陶粒板。

9.根据权利要求1所述的一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，其特征在于，所述S3包括如下步骤：

S31、在打孔机上设置合适的穿孔大小、穿孔深度与穿孔分布；

S32、使用设置好穿孔大小、穿孔深度与穿孔分布的打孔机对所述空心陶粒板进行打孔，得到穿孔空心陶粒板。

10.根据权利要求1所述的一种基于穿孔空心陶粒板的吸声结构复合板制作方法，其特征在于，所述S4包括如下步骤：

S41、选择相应的吸声材料制作为吸声材料板；

S42、将所述吸声材料板与穿孔空心陶粒板按照进行叠放黏合，得到吸声结构复合板。