DE112014004605B4

DE112014004605B4 - Eine Mikropartikel-Schallschutzmauer und deren Modulplatte

Info

Publication number: DE112014004605B4
Application number: DE112014004605.1T
Authority: DE
Inventors: Weixin QIAN; Jiashu SHEN
Original assignee: Zisen Environmental Tech Co Ltd; Zisen Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Zisen Environmental Technology Co Ltd Chen Cn
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2023-04-06
Anticipated expiration: 2034-11-01
Also published as: WO2016049963A1; DE112014004605T5; CN104264596B; US9607599B2; CN104264596A; US20160118034A1

Abstract

Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer, umfassend einen Hauptkörper, der in seiner Mitte einen Hohlraum aufweist, wobei an der einen Seite des Hohlraums eine schallabsorbierende Platte (7) und an der anderen Seite des Hohlraums eine schalldämmende Platte (5) angeordnet ist, wobei für die schallabsorbierende Platte (7) eine schallabsorbierende Mikropartikelplatte (8) verwendet wird, die aus Mikropartikeln (80) und auf der Oberfläche der Mikropartikel (80) aufgetragenem Klebemittel (84) besteht, wobei die Mikropartikel (80) sich in stützende Partikel (81) und ausfüllende Partikel (82) untergliedern, wobei die stützenden Partikel (81) einen Hauptkörper der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte (8) bilden, und die ausfüllenden Partikel (82) die Spalte (83) zwischen den stützenden Partikeln (81) nur teilweise unter Verbleib von schallabsorbierenden Spalten (83) ausfüllen, wobei der Hohlraum als Resonanzhohlraum (9) dient und in Verbindung mit der schallabsorbierenden Platte (7) seine Wirkung entfaltet.

Description

Technischer Bereich
Diese Erfindung betrifft das Gebiet der Technik zum Schallschutz und zur Geräuschminderung, insbesondere eine Mikropartikel-Schallschutzmauer und deren Modulplatte.
Technischer Hintergrund
Im Laufe der schnellen Entwicklung der Schnellbahn in China übt das Geräusch von Schnellbahn immer mehr Einfluss auf anliegenden Bewohner und Schulen aus. Deswegen werden entlang den Schnellbahnschienen Schallschutzmauern errichtet. Die Schallschutzmauer gilt als eine Vorrichtung zwischen Schallquelle und Empfänger, damit der Einfluss von Geräusch auf den Empfänger an einem bestimmten Ort vermindert wird.
Die Schallschutzmauer besteht hauptsächlich aus zwei Gruppen von Bauteilen, nämlich den Stahlstützträgern und den Schalldämpfungs- und absorptionsplatten. Der Stützträger gilt als das gewichtstragende Bauteil, das durch Verschraubung oder Schweißung entlang den Straßen oder Bahnschienen befestigt wird. Die Schalldämpfungs- und absorptionsplatte platte stellt das wesentliche Bauteil zur Dämpfung und Absorbierung von Schallwelle dar, das in der Regel auf mechanische Weise in einem H-förmigen Stahlprofil aus Stahlstützträgern befestigt wird.
Die Arten der Werkstoffe des Schallschutzes gliedern sich im Wesentlichen in Metall- und Betonmaterialien. Bei der praktischen Anwendung wird die Metallschallschutzmauer wegen der Materialermüdung abgenutzt. In Staaten, die relativ früher die Technik der Schnellbahn entwickelt haben, z.B. Frankreich und Japan, wurden früher im Wesentlichen die Metallschallschutzmauern angewendet, die aber meistens wegen Abnutzung und Alterung kaputt gegangen sind. In Deutschland, wo sich Schnellbahn auch gut entwickelt hat, werden Betonschallschutzmauern angewendet. Diese Struktur hält lang und ist stabil und zuverlässig. Ferner lässt sie sich nach den nationalen kulturellen Bräuchen zu Kunstwänden gestalten. Des Weiteren sind die Bau- und Wartungskosten der Betonschallschutzmauern niedriger als die der Metallschallschutzmauern.
Aber sowohl bei Metall- als auch bei Betonschallschutzmauer stellt der in dem Mauerkörper gefüllte schallabsorbierende Werkstoff die Hauptkomponente des Schallschutzes dar, der meistens aus der Glaswolle besteht. Bei langfristiger Anwendung wird die Glaswolle leicht feucht oder faserig. Wenn sich zu viel Feuchtigkeit in der Glaswolle sammelt, werden sich Glaswolle-Klumpen bilden, wodurch die schallabsorbierenden Eigenschaften beeinträchtigt werden können. Nach der Alterung der Glaswolle werden sich Feinstaub und Mikrofaser aus der Glaswolle bilden, die schädlich für die Luft ist.
Es besteht daher Bedarf, eine Schallschutzmauer mit anderer Konstruktion und aus anderen Materialien zu haben.
Durch die US 6 021 612 A (vgl. insbesondere 1 und 2 und die zugehörige Beschreibung) ist eine Modulplatte für eine Schallschutzmauer bekannt, umfassend einen Hauptkörper, der in seiner Mitte einen Hohlraum 5 aufweist, wobei an der einen Seite des Hohlraums 5 eine schallabsorbierende Platte 1 und an der anderen Seite des Hohlraums eine schalldämmende Platte 4 angeordnet ist, wobei der Hohlraum 5 als Resonanzhohlraum dient und in Verbindung mit der schallabsorbierenden Platte 1 seine Wirkung entfaltet. Des Weiteren ist aus diesem Dokument eine Schallschutzmauer bekannt, umfassend eine Anzahl von Standsäulen 3a, 3b und mindestens zwei zwischen zwei benachbarten Standsäulen 3a, 3b platzierte, miteinander verbundene Modulplatten der genannten Art.
Inhalt der Erfindung
Um die oben dargestellten technischen Probleme zu lösen, werden hier eine Mikropartikel-Schallschutzmauer und deren Modulplatte angegeben, die stabile akustische Eigenschaften aufweisen.
Im Laufe seiner Forschung von schallabsorbierenden Platten mit Mikropartikeln hatte der Erfinder eine mit guten schallabsorbierenden Eigenschaften vorgesehene neuartige schallabsorbierende Mikropartikelplatte entwickelt, für die am 22. Juli.2014 bei chinesischem Patentamt für geistiges Eigentum eine Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen von CN2014103477351 und mit der Bezeichnung „eine schallabsorbierende Mikropartikelplatte sowie deren Herstellungsverfahren“ eingereicht wurde. Die Mikroporen haben sich so gestaltet, dass die Partikel aus Sandkorn, Töpferton und wiedergewinnbaren Bauschuttkippe durch Klebemittel miteinander geklebt sind und aneinander anliegen. Die Mikroporen der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte sind durch anliegende Partikel mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet. Die stützenden Partikel dienen als Hauptkörper der schallabsorbierenden Platte, wobei die füllenden Partikel, die kleiner als die stützenden Partikel sind, verhältnisgemäß sich in den Zwischenräumen des Hauptkörpers verteilen. Die daraus entstehenden Spalte bestehen aus den mindestens mit zwei anliegenden Poren verbundenen, durchlässigen Poren und den meistens mit einer Pore verbundenen halbdurchlässigen Poren. Daraus ist eine spezifische Mikroporenstruktur entstanden, die sich besonders für die Schallabsorption eignet. Durch Forschung haben wir herausgefunden, dass der äquivalente Durchmesser der daraus entstehenden Mikroporen von dem Durchmesser der Partikel abhängt. Z.B. die Fläche des Querschnitts des Spalts, der durch Anliegen der runden Partikel mit einem Halbmesser R entsteht, wird mit der Formel S≈0,163R² berechnet.
Durchmesser der Mikroporen d≈(4×0,163R²/3,14)^1/2=(0,207R²)^1/2≈0,455R,
Nämlich: Wenn eine 10 mm dicke Mikroporenplatte aus 20-24µm Partikeln hergestellt wird, und der Durchmesser der Partikel zwischen 0,8-0,9 mm beträgt und der Durchmesser der Spalte ungefähr zwischen 0,182-0,2 mm liegt, beträgt die Porosität der Spalte 25%.
Wenn eine 10 mm dicke Mikroporenplatte aus 24-40µm Partikeln hergestellt wird, und der Durchmesser der Partikel zwischen 0,5-0,8 mm beträgt und der Durchmesser der Spalte ungefähr zwischen 0,12-0,182 mm liegt, beträgt die Porosität der Spalte 25%.
Wenn eine 10 mm dicke Mikroporenplatte aus 40-50µm Partikeln hergestellt wird, und der Durchmesser der Partikel zwischen 0,37-0,5 mm beträgt und der Durchmesser der Spalte ungefähr zwischen 0,09-0,12 mm liegt, beträgt die Porosität der Spalte 25%.
Daraus folgt, dass im Hinblick auf die schallabsorbierende Resonanzstruktur der Mikropartikelplatte nur eine Änderung der Durchmesser der Partikel erfolgen muss, um Spalte mit unterschiedlichen äquivalenten Durchmessern zu erzielen. Das ist bereits mit geringen Kosten machbar. Das heißt, mit Hilfe von billigen Materialien und einfacher Technik ist eine mit guten schallabsorbierenden Eigenschaften versehene Mikropartikelplatte realisierbar. Durch die theoretische Forschung und eine große Menge von Testen in Anlehnung an das Prinzip der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte hat der Erfinder herausgefunden, dass die aus Partikeln hergestellte Schallabsorptionsplatte folgende akustische Eigenschaften aufgrund von ihrer Resonanzstruktur aufweist:

Je dicker die Platte ist, desto höher ist der Grenzwert der Schallabsorption. Dabei bewegt sich die Resonanzfrequenz auch mehr zu Niedrigfrequenzbereich.

Wenn die Anzahl der angewendeten Partikel sich erhöht, verkleinern sich die Spalte zwischen den Partikeln, wobei sich das Frequenzband breiter wird und der Schallabsorptionskoeffizient auch größer wird.
Wenn das Verhältnis der Partikel und der Wert der Plattendicke konstant bleiben, wird sich die Schallabsorptionsfrequenz mehr zum Bereich von Niederfrequenzen bewegen, wenn die Tiefe des dahinter stehenden Resonanzhohlraums größer wird.
Die schallabsorbierende Resonanzstruktur der aus schallabsorbierenden Partikeln hergestellten Platte weist im Wesentlichen die gleichen schallabsorbierenden Eigenschaften wie die Mikrobohrungsplatte. Unterschied besteht nur in der Tiefe des dahinter stehenden Resonanzhohlraums. Z. B. ist die schallabsorbierende Kurve einer Mikrobohrungsplatte mit einem Resonanzhohlraum von 50 mm Tiefe fast identisch wie die einer 10 mm dicken Mikropartikelplatte mit einem Resonanzhohlraum von 40 mm Tiefe. Der Grund, dass es zu der vorliegenden Abweichung kommt, liegt nach Ansicht des Erfinders darin, dass die Spalte der Mikropartikelplatte nicht geradlinig verlaufen, sondern Kurven und Biegungen aufweisen, was den Effekt bewirkt, als ob die Tiefe des dahinter stehenden Resonanzhohlraums vergrößert würde.
Um erwünschte Spalte zwischen den Partikeln der Mikropartikelplatte zu bekommen, die guten schallabsorbierenden Effekt sicherstellen, soll der Winkelkoeffizient der mit Klebemittel beschichteten Partikel am besten kleiner als 1,3 betragen.
Im Laufe seiner Forschung von schalldämmenden Platten mit Mikropartikeln hatte der Erfinder ferner eine mit guten schalldämmenden Eigenschaften vorgesehene neuartige schalldämmende Mikropartikelplatte entwickelt, für die am 18. August 2014 bei chinesischem Patentamt für geistiges Eigentum eine Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen von CN2014104053830 und mit der Bezeichnung „eine schalldämmende Mikropartikelplatte sowie deren Herstellungsverfahren“ eingereicht wurde. Die besagte schalldämmende Mikropartikelplatte besteht aus einem Hauptkörper und füllenden Materialen, die die Spalte des Hauptkörpers ausfüllen. Der Hauptkörper wird aus zusammengeklebten stützenden Partikeln mit unterschiedlichem Durchmesser gebildet. Die Füllmaterialien umfassen ausfüllende Partikel mit unterschiedlichem Durchmesser, Klebemittel und Koppelmedium. Die Spalte zwischen den stützenden Partikeln werden mit ausfüllenden Partikeln, Klebemitteln zugefüllt, um die das Durchdringen von Schallwelle zu verhindern.
Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der stützenden Partikel zwei bis vier Mal so groß wie der der ausfüllenden Partikel. Die stützenden Partikel können sich auch in große und kleine stützende Partikel untergliedern, wobei der Durchmesser der großen stützenden Partikel zwei Mal so groß wie der der kleinen stützenden Partikel beträgt. Die Partikel der Schalldämmungsplatte können aus Sand, Töpferton und wiedergewinnbaren Bauschuttkippe gewonnen werden, wobei diese Rohmaterialien leicht und preisgünstig sind und eine breite Quelle besitzen, sodass die Produktionskosten niedrig gehalten werden können. Um die Klebfestigkeit und Klebkraft der Partikel zu garantieren, werden hauptsächlich Epoxidharz, Phenolharz, Harnstoffharz und Furfurylalkoholharz als Klebstoff verwendet. Die Zugabemenge von Klebemittel beträgt zwischen 4-6 % vom Gewicht der Partikel, um einerseits die Klebefestigkeit sicherzustellen, aber andererseits eine übermäßige Zugabe beziehungsweise Verschwendung zu vermeiden.
In das Klebemittel werden Koppelmedium mit Silane und Funktionsgruppe mit Isobutyl eingegeben. Die Zugabemenge beträgt zwischen 1-5 % vom Gewicht des Klebemittels. Nach der Zugabe von Koppelmedium kann auf der Oberfläche der Schallabsorptionsplatte sich eine wasserabweisende Schicht bilden, die den Eintritt der Feuchtigkeit in die Mikropartikelplatte verhindern kann, damit die schalldämmende Platte auch wasserdicht und korrosionsfest ist. Um eine dichte und nahtlose Platte zu bekommen, soll der Windelkoeffizient aus den Rohmaterialien gewonnenen Partikeln kleiner als 1,5 sein.
Der Erfinder verwendet die oben beschriebenen Mikropartikelplatten als Bauelemente für Herstellung von Mikropartikel-Schallschutzmauer, die guten Schallschutzeffekt und lange Haltbarkeit aufweist.
Das technische Konzept der vorliegenden Erfindung sieht wie folgt aus: Eine Modulplatte für Mikropartikel-Schallschutzmauer, umfassend einen Hauptkörper, der in seiner Mitte einen Hohlraum aufweist, wobei an der einen Seite des Hohlraums eine schallabsorbierende Platte und an der anderen Seite des Hohlraums eine schalldämmende Platte angeordnet ist, wobei für schallabsorbierende Platte die oben besagte schallabsorbierende Mikropartikelplatte verwendet wird, die aus Klebemittel und Mikropartikeln besteht. Die Mikropartikel gliedern sich in stützende und ausfüllende Partikel, wobei die stützenden Partikel den Hauptkörper der Mikropartikelplatte bilden, und die ausfüllenden Partikel die Spalte zwischen den stützenden Partikeln ausfüllen. Der Hohlraum dient als Resonanzhohlraum, der in Verbindung mit der schallabsorbierenden Platte seine Wirkung entfaltet.
In der Modulplatte befinden sich sonst keine Füllmaterialien.
Das Dickenverhältnis der schallabsorbierenden Platte zu dem Resonanzhohlraum d:D liegt zwischen 1:4∼8.
Die Dicke der schallabsorbierenden Platte kann zum Beispiel zwischen 10-30 mm liegen. Die Dicke des Resonanzhohlraums kann zum Beispiel zwischen 40-100 mm liegen.
Für die schalldämmende Platte wird die oben besagte schalldämmende Mikropartikelplatte verwendet, die einen Hauptkörper und Füllmaterialien umfasst. Der beschriebene Hauptkörper besteht aus zusammengeklebten stützenden Partikeln. Die Füllmaterialien umfassen ausfüllende Partikel, Klebemittel und Koppelmedium, die die Spalte des Hauptkörpers ausfüllen. Die Dicke der schalldämmenden Platte liegt zwischen 20-50 mm. Die Bestandteile der schalldämmenden Mikropartikelplatte haben folgendes Gewichtsverhältnis: stützende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,8 mm: 40-45; stützende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,4 mm: 40-45; ausfüllende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,2 mm: 3,5-7; ausfüllende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 mm: 7-14. Die Zugabemenge von Klebemittel beträgt zwischen 4-6 % des Gesamtgewichts der stützenden und ausfüllenden Partikel. Die Zugabemenge von Koppelmedium beträgt 1-5 % vom Gewicht des Klebemittels.
Die Bestandteile der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte haben folgendes Gewichtsverhältnis: stützende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,8 mm: 90; ausfüllende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,15 mm: 10. Die Zugabemenge von Klebemittel beträgt zwischen 3,5-6 % des Gesamtgewichts der stützenden und ausfüllenden Partikel. Die Zugabemenge von Koppelmedium beträgt 1-5 % vom Gewicht des Klebemittels.
Der Hauptkörper der Modulplatte hat im Querschnitt eine auf den Kopf gestellte U-Form, bei der auf der einen Seite die schalldämmende Platte und auf der anderen Seite die schallabsorbierende Platte angeordnet sind, wobei die oberen Ränder der Platten in einer konvexen Form miteinander verbunden sind, und die unteren Ränder der Platten in der gedachten konkaven Form gegenüberstehen, somit die Modulplatten beim Aufbauen der Schallschutzmauer formschlüssig ineinander einrasten können. Auf der konvexen Verbindungstelle ist Dichtungsschicht angebracht. Die gedachte konkave Form der unteren Ränder ist offen.
An der Innenseite der schallabsorbierenden und der schalldämmenden Platte sind jeweils Rippen vorgesehen, die miteinander verbunden werden können und sich so zur Rippensprosse bilden.
Die erfindungsgemäße Mikropartikel-Schallschutzmauer umfasst eine Anzahl von Standsäulen und mindestens zwei zwischen zwei benachbarten Standsäulen platzierten, miteinander verbundenen erfindungsgemäßen Modulplatten, die oben beschrieben wurden. In der schalldämmenden und der schallabsorbierenden Platte sind jeweils Versteifungsdrähte angelegt. Auf den Randbereichen der Platte, die sich näher zu den Standsäulen befinden, sind Metallösen angebracht, die auch mit den Versteifungsdrähten verbunden sind.
Die vorteilhaften Effekte dieser Erfindung sind: stabile akustische Eigenschaften, gute Witterungsbeständigkeit, niedrige Herstellungskosten, Ausführbarkeiten in unterschiedlichen Farben und Reinigungs- und Pflegeleichtheit. Sie ist besonders geeignet für Geräuschdämmung entlang der Schnellbahnschienen und Straßen.
Figurenliste

1 Hauptansicht der erfindungsgemäßen Modulplatte für Mikropartikel-Schallschutzmauer;
2 Seitenansicht Ansicht von 1;
3 Schnittansicht der mit „K“ gekennzeichneten Stelle von 1;
4 Hauptansicht der erfindungsgemäßen Mikropartikel-Schallschutzmauer;
5 Rechte Seitenansicht von 4;
6 Draufsicht von 4;
7 Detailansicht des mit „A“ gekennzeichneten Bereichs von 5;
8 Detailansicht des mit „B“ gekennzeichneten Bereichs von 4;
9 Detailansicht des mit „C“ gekennzeichneten Bereichs von 6;
10 Perspektivische Darstellung der Struktur der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte;
11 Mikroskopisches Foto der Struktur der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte;
12 Schnittansicht eines Partikels der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte;
13 schematische Darstellung der Struktur der schalldämmenden Mikropartikelplatte;
14 Mikroskopisches Foto der Struktur der schalldämmenden Mikropartikelplatte;
15 Hauptansicht der erfindungsgemäßen Modulplatte in einem Zustand, in dem die schalldämmende und die schallabsorbierende Platte noch nicht mit einander verbunden sind;
16 Draufsicht von 15;
17 Schnittansicht von 15;
18 Draufsicht von 15, jedoch mit anderer Form von Rippensprossen als in 16;
19 Diagramm über Testergebnisse für Schalldämmung vom Ausführungsbeispiel;
20 Diagramm über Testergebnisse für Schallabsorption vom Ausführungsbeispiel.

Bezugszeichenliste

1: Modulplatte für Mikropartikel-Schallschutzmauer
2: Rippensprosse
3: Rippe
4: Versteifungsdraht
5: Schalldämmende Platte
6: Schalldämmende Mikropartikelplatte
7: Schallabsorbierende Platte
8: Schallabsorbierende Mikropartikelplatte
9: Resonanzhohlraum
10: Stahlseil
11: Metallöse
12: Dichtungsschicht
13: Futterschicht
14: Standsäule
15: Konvexe Verbindungsstelle
16: Konkave Stelle
17: Ankerring
18: Klemmplatte
19: Schraube
25: Rippe der schalldämmenden Platte
27: Rippe der schallabsorbierenden Platte
50: Seitenteil der schalldämmenden Platte
61: Stützende Partikel der schalldämmenden Mikropartikelplatte
62: Ausfüllende Partikel der schalldämmenden Mikropartikelplatte
63: Klebemittel und Koppelmedium der schalldämmenden Mikropartikelplatte
70: Seitenteil der schallabsorbierenden Platte
80: Mikropartikel
81: Stützende Partikel der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte
82: ausfüllende Partikel der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte
83: Schallabsorbierender Spalt der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte
84: Klebemittel der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte

Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindungen mit den Figuren eingehend beschrieben.
Wie in 1 bis 20 dargestellt, umfasst die erfindungsgemäße Modulplatte 1 für Mikropartikel-Schallschutzmauer einen Resonanzhohlraum 9, wobei an der einen Seite des Resonanzhohlraums 9 eine schallabsorbierende Platte und an der anderen Seite des Resonanzhohlraums 9 eine schalldämmende Platte 5 angeordnet ist. Für die schallabsorbierende Platte 7 wird die schallabsorbierende Mikropartikelplatte und für die schalldämmende Platte 5 wird die schalldämmende Mikropartikelplatte verwendet. Die schallabsorbierende Mikropartikelplatte umfasst Mikropartikel 80 und auf diesen aufgetragenes Klebemittel 84. Die Mikropartikel 80 umfasst stützende Partikel 81 und ausfüllende Partikel 82, wobei die stützenden Partikel 80 den Hauptkörper der Mikropartikelplatte bilden und die ausfüllenden Partikel 82 sich in den Spalten des Hauptkörpers verteilen und diese zu schallabsorbierenden Spalten 83 machen. Die schalldämmende Mikropartikelplatte umfasst den Hauptkörper und ausfüllende Materialien, wobei der Hauptkörper aus miteinander geklebten stützenden Partikeln 61 besteht. Die ausfüllenden Materialien bestehen aus ausfüllenden Partikeln 62, dem Klebemittel und dem Koppelmedium 63. Die ausfüllenden Materialien füllen die Spalte des Hauptkörpers aus. Der Resonanzhohlraum 9 entfaltet seine Wirkung in Verbindung mit der schallabsorbierenden Platte 7. In der Modulplatte befinden sich sonst keine Füllmaterialien.
Weil die schallabsorbierende Mikropartikelplatte mit dem Resonanzhohlraum sich zu einer Resonanzstruktur bilden können, erreicht die Modulplatte schon so die erwünschten schallabsorbierenden Eigenschaften, so dass es nicht mehr erforderlich ist, noch sonstige schallabsorbierende Materialien wie zum Beispiel Glaswolle in die Modulplatte zu füllen.
Damit wird die sekundäre Verschmutzung vermieden, die dadurch entsteht, dass wegen der Alterung die Glaswolle in Feinstaub und Mikrofaser zerfallen und in die Atmosphäre gelangen. Die erfindungsgemäße Modulplatte kann auch je nach optisch-ästhetischen Anforderungen der Kunden aus Partikeln mit erwünschten Farben hergestellt werden. Ferner ist sie sehr leicht zu reinigen.
Weil die schallabsorbierende Mikropartikelplatte in Verbindung mit dem Resonanzhohlraum gute schallabsorbierende Eigenschaften aufweisen kann, wobei der Wert des NRC bei 0,7 und höher liegen, kann die erfindungsgemäße Modulplatte - anders als bei herkömmlichen Schallschutzwänden - auch ohne weitere Ausfüllung von schalabsorbieren Materialien den Anforderungen an eine gute Schallschutzmauer genügen. Daher wird vorgeschlagen, dass in der Schallschutzmauer keine weiteren Füllmaterialien eingesetzt werden, damit noch gute Witterungsbeständigkeit und stabile schallabsorbierende sichergestellt werden.
Nach normalen Anforderungen an eine Schallschutzmauer soll das Dickenverhältnis der schallabsorbierenden Platte zu dem Resonanzhohlraum d:D zwischen 1:4∼8 liegen.
Konkret bedeutet das, dass die Dicke der schallabsorbierenden Platte zum Beispiel zwischen 10-30 mm und Dicke des Resonanzhohlraums zum Beispiel zwischen 40-100 mm liegen kann. Über diese Werte hinaus gibt es auch nicht mehr viel Spielraum für Verbesserung der Resonanzstruktur.
Die Dicke der schalldämmenden Platte soll zwischen 20-50 mm liegen. Wenn die schalldämmende Platte zu dünn wäre, wäre der schalldämmende Effekt nicht ausreichend. Wenn sie aber zu dick ist, gibt es auch nicht mehr viel Spielraum für Verbesserung des schalldämmenden Effekts, führt aber zu mehr Selbstgewicht und Herstellungskosten der Modulplatte.
Die Durchmesser der Partikel sowie deren Mengverhältnis zueinander der schalldämmenden und der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte sind unterschiedlich. Aus Gründen der Arbeitseffizienz bei der Herstellung soll die erfindungsgemäße Modulplatte in zwei vorgefertigte Seitenteile unterteilt werden, nämlich der Seitenteil der schalldämmenden Platte 50 und der Seitenteil der schallabsorbierenden Platte 70, wie in 15, 16 und 17 gezeigt wird. Die zwei Seitenteile sollen vorgefertigt sein und dann mit einander verbunden werden, wobei die oberen Ränder der Platten in einer konvexen Form miteinander verbunden sind, und die unteren Ränder der Platten in einer gedachten konkaven Form gegenüberstehen, somit die Modulplatten beim Aufbauen der Schallschutzmauer formschlüssig ineinander einrasten können, was auch mehr Klebefläche bietet. Die Seitenränder der Platten werden nahtlos nebeneinander stehen und mit Klebemittel zusammengeklebt, um die Dichtheit des Resonanzhohlraums und somit die schallabsorbierenden Eigenschaften sicherzustellen. Wie 17 und 18 zeigen, sind an der Innenseite der schallabsorbierenden Platte 7 Rippen 27, und an der Innenseite der schalldämmenden Platte 5 Rippen 25 angeordnet. Die jeweiligen gegenüberstehenden Rippen 25 und 27 können miteinander verbunden werden und eine Rippensprosse 2 bilden. Die Verbindung erfolgt normalerweise durch Kleben. Wenn für die Rippen Metallmaterialien verwendet werden, erfolgt die Verbindung durch Verschraubung.
Wie 1 bis 20 zeigen, umfasst die erfindungsgemäße Mikropartikel-Schallschutzmauer Standsäulen 14 und mindestens zwei zwischen den Standsäulen platzierten, miteinander verbundenen erfindungsgemäßen Modulplatten 1, die an einer Seite eine schalldämmende Platte 5 und an der anderen Seite eine schallabsorbierenden Platte 7 aufweist. Für die schallabsorbierende Platte 7 wird die schallabsorbierende Mikropartikelplatte und für die schalldämmende Platte 5 wird die schalldämmende Mikropartikelplatte verwendet. Die schallabsorbierende Mikropartikelplatte umfasst Mikropartikel 80 und auf diesen aufgetragenes Klebemittel 84. Die Mikropartikel 80 umfasst stützende Partikel 81 und ausfüllende Partikel 82, wobei die stützenden Partikel 80 den Hauptkörper der Mikropartikelplatte bilden und die ausfüllenden Partikel 82 sich in den Spalten des Hauptkörpers verteilen und diese zu schallabsorbierenden Spalten 83 machen. Die schalldämmende Mikropartikelplatte umfasst den Hauptkörper und ausfüllende Materialien, wobei der Hauptkörper aus miteinander geklebten stützenden Partikeln 61 besteht. Die ausfüllenden Materialien bestehen aus ausfüllenden Partikeln 62, dem Klebemittel und dem Koppelmedium 63. Die ausfüllenden Materialien füllen die Spalte des Hauptkörpers aus. Der Resonanzhohlraum 9 entfaltet seine Wirkung in Verbindung mit der schallabsorbierenden Platte 7. In der Modulplatte 1 befinden sich sonst keine Füllmaterialien. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Mikropartikel-Schallschutzmauer liegt vor allem darin, dass sie die aus der schallabsorbierenden und der schalldämmenden Mikropartikelplatte bestehende Modulplatte verwendet. Somit hat die erfindungsgemäße Mikropartikel-Schallschutzmauer bessere Witterungsbeständigkeit.
Wie 5 und 7 zeigen, sind die oberen Ränder der schalldämmenden und der schallabsorbierenden Platte in einer konvexe Verbindungsstelle 15 miteinander verbunden, und die unteren Ränder der Platten in einer gedachten konkaven Form gegenüberstehen, somit die übereinander liegenden Modulplatten beim Aufbauen der Schallschutzmauer formschlüssig ineinander einrasten können. Die konvexe Verbindungsstelle 15 der oberen Ränder ist geschlossen. Die konkave Stelle 16 der unteren Ränder ist offen. Auf der konvexen Verbindungstelle ist Dichtungsschicht 12 angebracht, die aus Gummistoff besteht. Diese formschlüssig ineinander einrastende Struktur kann die Dichtheit des Resonanzhohlraums und somit einen guten schallabsorbieren Effekt sicherstellen.
Wie in der 4, 6, 8 und 9 gezeigt, sind in der schalldämmenden Platte 5 und der schallabsorbierenden Platte 7 jeweils Versteifungsdrähte 4 angelegt, die aus Glasfasergeflecht oder Metallgeflecht hergestellt werden. Auf den schalldämmenden Platten 5, die sich unmittelbar neben den Standsäulen 14 befinden, sind Metallösen 11 angebracht, die auch mit den Versteifungsdrähten verbunden sind um die Stabilität der Schallschutzmauer zu erhöhen. Beim Aufbau der Schallschutzmauer werden Stahlseile 10 durch die Metallöse 11 geführt und angezogen, damit die übereinander liegenden Modulplatten 1 dicht aneinander liegen, wobei die Dichtungsschichten 12 auch für Stabilität beitragen. Die Stahlseile 10 werden ferner an den Ankerringen 17 der Standsäulen 14 festgemacht.
Weiteres Ausführungsbeispiel:

Wie in der 1 - 14 dargestellt, umfasst die erfindungsgemäße Mikropartikel-Schallschutzmauer eine Reihe von Standsäulen 14, wobei zwischen zwei benachbarten Standsäulen mindestens zwei erfindungsgemäße Modulplatten 1 angeordnet sind. wobei diese Modulplatten 1 mit Klemmplatte 18 und Schrauben 19 an den Standsäulen 14 befestigt sind. Ferner helfen die Stahlseile 10 und die Metallösen 11 die Befestigung an den Standsäulen14. Die Modulplatte 1 umfasst an einer Seite eine schalldämmende Platte 5 und an der anderen Seite eine schallabsorbierende Platte 7. Für die schallabsorbierende Platte 7 wird die schallabsorbierende Mikropartikelplatte und für die schalldämmende Platte 5 wird die schalldämmende Mikropartikelplatte verwendet. In der schalldämmenden Platte 5 und der schallabsorbierenden Platte 7 sind jeweils Versteifungsdrähte 4 angelegt. Die Versteifungsdrähte bestehen aus Stahldrähten mit einem Durchmesser von 3 mm, die zu einem 25 x 25 mm großen Metallnetz gewoben sind. Die Metallösen 11 sind fest mit den Versteifungsdrähten 4 verbunden. Der Hohlraum zwischen den beiden Platten 5 und 7 bilden den Resonanzhohlraum 9 und entfaltet seine Wirkung in Verbindung mit der schallabsorbierenden Platte 7. In der Modulplatte 1 befinden sich sonst keine Füllmaterialien.

Die oberen Ränder der schalldämmenden und der schallabsorbierenden Platte sind in einer konvexe Verbindungsstelle 15 miteinander verbunden sind, und die unteren Ränder der Platten in einer gedachten konkaven Form gegenüberstehen, somit die übereinander liegenden Modulplatten beim Aufbauen der Schallschutzmauer formschlüssig ineinander einrasten können. Die konvexe Verbindungsstelle 15 der oberen Ränder ist geschlossen. Die konkave Stelle 16 der unteren Ränder ist offen. Auf der konvexen Verbindungstelle ist Dichtungsschicht 12 angebracht, die aus EPDM-Gummi besteht.
Die erfindungsgemäße Mikropartikel-Schallschutzmauer ist besonders entsprechend den Geräuschfrequenzen der Schnellbahnen konstruiert. In Anwendung von unterschiedlichen Partikeln werden die Spalte zur Schallabsorption so eingestellt, dass sie am besten die Geräusche mit mittleren und höheren Frequenzen der Schnellbahnen absorbieren. Die Bestandteile der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte haben folgendes Gewichtsverhältnis: stützende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,8 mm: 90; ausfüllende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,15 mm: 10. Die Zugabemenge von Klebemittel beträgt zwischen 3,5-6 % des Gesamtgewichts der stützenden und ausfüllenden Partikel. Die Zugabemenge von Koppelmedium beträgt 1-5 % vom Gewicht des Klebemittels. Die Bestandteile der schalldämmenden Mikropartikelplatte haben folgendes Gewichtsverhältnis: stützende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,8 mm: 40-45; stützende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,4 mm: 40-45; ausfüllende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,2 mm: 3,5-7; ausfüllende Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 mm: 7-14. Die Zugabemenge von Klebemittel beträgt zwischen 4-6 % des Gesamtgewichts der stützenden und ausfüllenden Partikel. Die Zugabemenge von Koppelmedium beträgt 1-5 % vom Gewicht des Klebemittels. In das Klebemittel werden Koppelmedium mit Silane und Funktionsgruppe mit Isobutyl eingegeben. Nach der Zugabe von Koppelmedium kann sich auf der Oberfläche der schalldämmenden und der schallabsorbierenden Platte eine wasserabweisende Schicht bilden, die den Eintritt der Feuchtigkeit in die Mikropartikelplatte verhindern kann, damit die schallabsorbierende Platte auch wasserdicht und korrosionsfest ist.
Es wird in einer Modenverwirbelungskammer eine erfindungsgemäße 10 qm große Mikropartikel-Schallschutzmauer getestet, bei der die Dicke der schalldämmenden Platte 20 mm, die Dicke der schallabsorbierenden Platte 20 mm und die Dicke des Resonanzhohlraums 50 mm beträgt. Es werden folgende Testergebnisse erzielt: der Schallabsorptionskoeffizient NRC beträgt 0,75 erreichen, die Schalldämmung Rw beträgt 32dB. Die Istwerte von Schalldämmungstest sind in Tabelle 1 und die Istwerte von Schallabsorptionstest Tabelle 2 zusammengefasst: Tabelle 1: Istwerte von Schalldämmungstest

Frequenz/Hz 100 125 160 200 250 315 400 500

Istwert von Schalldämmung /dB 27,0 28,5 27,7 24,7 24,8 27,3 26,9 27,3

Frequenz/Hz 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150

Istwert von Schalldämmung /dB 28,9 30,8 32,5 33,5 34,6 35,9 36,8 36,3

Tabelle 2: Istwerte von Schallabsorptionstest

Frequenz/Hz 100 125 160 200 250 315 400 500 630

Schallabsorptionskoeffizient α 0,18 0,17 0,39 0.49 0,57 0,69 0,82 0,89 0,91

Frequenz/Hz 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

Schallabsorptionskoeffizient α 0,92 0,89 0,83 0,77 0,73 0,73 0,82 0,90 0,93
Die Eigenschaften zur Schallabsorption und -dämmung der erfindungsgemäßen Schallschutzmauer kann die entsprechenden Normen für Schnellbahnen in unserem Land ganz erfüllen. Gleichzeitig zeichnet es sich auch durch gute Witterungsbeständigkeit aus. Die erfindungsgemäße Modulplatte kann auch je nach optisch-ästhetischen Anforderungen der Kunden aus Partikeln mit erwünschten Farben hergestellt werden. Eine Farblackierung- oder Spray ist nicht erforderlich. Ferner ist sie sehr leicht zu reinigen. Der Schmutz an der Oberfläche der erfindungsgemäßen Schallschutzmauer kann einfach mit Wasser weggespült werden. Die erfindungsgemäße Mikropartikel-Schallschutzmauer ist korrosionsfest und wasserdicht, wobei ihre akustischen Eigenschaften langfristig unverändert bleiben.

Claims

Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer, umfassend einen Hauptkörper, der in seiner Mitte einen Hohlraum aufweist, wobei an der einen Seite des Hohlraums eine schallabsorbierende Platte (7) und an der anderen Seite des Hohlraums eine schalldämmende Platte (5) angeordnet ist, wobei für die schallabsorbierende Platte (7) eine schallabsorbierende Mikropartikelplatte (8) verwendet wird, die aus Mikropartikeln (80) und auf der Oberfläche der Mikropartikel (80) aufgetragenem Klebemittel (84) besteht, wobei die Mikropartikel (80) sich in stützende Partikel (81) und ausfüllende Partikel (82) untergliedern, wobei die stützenden Partikel (81) einen Hauptkörper der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte (8) bilden, und die ausfüllenden Partikel (82) die Spalte (83) zwischen den stützenden Partikeln (81) nur teilweise unter Verbleib von schallabsorbierenden Spalten (83) ausfüllen, wobei der Hohlraum als Resonanzhohlraum (9) dient und in Verbindung mit der schallabsorbierenden Platte (7) seine Wirkung entfaltet.
Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hauptkörper der Modulplatte (1) außer in der schalldämmenden Platte (5) und in der schallabsorbierenden Platte (7) vorhandenen Materialien keine weiteren Füllmaterialien eingesetzt sind.
Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickenverhältnis der schallabsorbierenden Platte (7) zu dem Resonanzhohlraum (9) d:D zwischen 1:3-5 liegt.
Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der schallabsorbierenden Platte (7) zwischen 10-30 mm liegt und die Dicke des Resonanzhohlraums (9) zwischen 30-150 mm liegt.
Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die schalldämmende Platte (5) eine schalldämmende Mikropartikelplatte (6) verwendet wird, die stützende Materialien als einen Hauptkörper und Füllmaterialien umfasst, wobei der Hauptkörper der schalldämmenden Mikropartikelplatte (6) aus zusammengeklebten stützenden Partikeln (61) besteht, wobei die Füllmaterialien ausfüllende Partikel (62), Klebemittel und Koppelmedium (63) umfassen, die die Spalte des Hauptkörpers der schalldämmenden Mikropartikelplatte (6) ausfüllen, wobei die Dicke der schalldämmenden Platte (5) zwischen 20-40 mm liegt.
Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile der schalldämmenden Mikropartikelplatte (6) folgendes Gewichtsverhältnis aufweisen: stützende Partikel (61) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,8 mm: 40-45; stützende Partikel (61) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,4 mm: 40-45; ausfüllende Partikel (62) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,2 mm: 3,5-7; ausfüllende Partikel (62) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 mm: 7-14, wobei die Zugabemenge von Klebemittel zwischen 4-6 % des Gesamtgewichts der stützenden Partikel (61) und ausfüllenden Partikel (62) beträgt, wobei die Zugabemenge von Koppelmedium (63) zwischen 1-5 % vom Gewicht des Klebemittels beträgt.
Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte (8) folgendes Gewichtsverhältnis aufweisen: stützende Partikel (81) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,8 mm: 90; ausfüllende Partikel (82) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,15 mm: 10, wobei die Zugabemenge von Klebemittel zwischen 3,5-6 % des Gesamtgewichts der stützenden Partikel (81) und der ausfüllenden Partikel (82) beträgt, wobei die Zugabemenge von Koppelmedium (63) zwischen 1-5 % vom Gewicht des Klebemittels beträgt.
Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Modulplatte (1) in zwei vorgefertigte Seitenteile unterteilt wird, nämlich den Seitenteil der schalldämmenden Platte (50) und den Seitenteil der schallabsorbierenden Platte (70), wobei die oberen Ränder der Platten in einer konvexen Form miteinander verbunden sind, und die unteren Ränder der Platten in einer gedachten konkaven Form gegenüberstehen, somit die Modulplatten (1) beim Aufbauen der Schallschutzmauer formschlüssig ineinander einrasten können, wobei die Verbindungsstellen zwischen den Modulplatten (1) auch verklebt werden.
Eine Modulplatte (1) für Mikropartikel-Schallschutzmauer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite der schallabsorbierenden Platte (7) Rippen (27) und an der Innenseite der schalldämmenden Platte (5) Rippen (25) angeordnet sind, wobei die jeweiligen gegenüberstehenden Rippen (25, 27) miteinander verbunden sind und eine Rippensprosse (2) bilden.
Eine Mikropartikel-Schallschutzmauer, umfassend eine Anzahl von Standsäulen (14) und mindestens zwei zwischen zwei benachbarten Standsäulen (14) platzierte, miteinander verbundene erfindungsgemäße Modulplatten (1), wobei jede Modulplatte (1) an einer Seite eine schalldämmende Platte (5) und an der anderen Seite eine schallabsorbierende Platte (7) aufweist, wobei für die schallabsorbierende Platte (7) eine schallabsorbierende Mikropartikelplatte (8) verwendet wird, wobei die schallabsorbierende Mikropartikelplatte (8) Mikropartikel (80) und auf diese aufgetragenes Klebemittel umfasst, wobei die Mikropartikel (80) stützende Partikel (81) und ausfüllende Partikel (82) umfassen, wobei die stützenden Partikel (81) einen Hauptkörper der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte (8) bilden und die ausfüllenden Partikel (82) sich in den Spalten des Hauptkörpers der schallabsorbierenden Mikropartikelplatte (8) verteilen und diese zu schallabsorbierenden Spalten (83) machen. Für die schalldämmende Platte (5) wird eine schalldämmende Mikropartikelplatte (6) verwendet, die einen Hauptkörper und ausfüllende Materialien umfasst, wobei der Hauptkörper der schalldämmenden Mikropartikelplatte (6) aus miteinander geklebten stützenden Partikeln (61) besteht, wobei die ausfüllenden Materialien aus ausfüllenden Partikeln (62), einem Klebemittel und einem Koppelmedium (63) bestehen, wobei die ausfüllenden Materialien die Spalte des Hauptkörpers der schalldämmenden Mikropartikelplatte (6) ausfüllen. Der in der Mitte der Modulplatte (1) befindliche Hohlraum dient als Resonanzhohlraum (9) und entfaltet seine Wirkung in Verbindung mit der schallabsorbierenden Platte (7).
Eine Mikropartikel-Schallschutzmauer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Ränder der schalldämmenden Platte (5) und der schallabsorbierenden Platte (7) in einer konvexe Verbindungsstelle (15) miteinander verbunden sind, und die unteren Ränder der Platten in einer gedachten konkaven Form gegenüberstehen, somit die übereinander liegenden Modulplatten (1) beim Aufbauen der Schallschutzmauer formschlüssig ineinander einrasten können, wobei die konvexe Verbindungsstelle (15) der oberen Ränder eine geschlossene Form und die konkave Stelle (16) der unteren Ränder eine offene Form aufweist, wobei auf der konvexen Verbindungstelle (15) eine Dichtungsschicht (12) angebracht ist.
Eine Mikropartikel-Schallschutzmauer nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der schalldämmenden Platte (5) und der schallabsorbierenden Platte (7) jeweils Versteifungsdrähte (4) angelegt sind, wobei auf den Randbereichen der schalldämmenden Platte (5), die sich näher zu den Standsäulen (14) befinden, Metallösen angebracht sind, die mit den Versteifungsdrähten (4) fest verbunden sind.