JP6910678B1 - Cement sound absorbing material - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明では、従来とコンクリートパネルと同程度の強度を備えるとともに吸音特性を向上させたセメント製吸音材を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明に係るセメント製吸音材1は、セメントを主成分としセルロースナノファイバーを含む表面層10及び11と、セメントを主成分としセルロースナノファイバー及びポリビニルアルコールを含む中間層12と、中間層12に積層するように配置されるとともに多数の突起状の空隙21に空気を密封したフィルム状の気泡シート20とを備え、片側の表面層10から気泡シート20に到達する多数の小孔13が形成されている。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cement sound absorbing material having the same strength as that of a conventional concrete panel and having improved sound absorbing characteristics. A cement sound absorbing material 1 according to the present invention includes surface layers 10 and 11 containing cement as a main component and containing cellulose nanofibers, and an intermediate layer 12 containing cement as a main component and containing cellulose nanofibers and polyvinyl alcohol. A film-like bubble sheet 20 is provided so as to be laminated on the intermediate layer 12 and air is sealed in a large number of protruding voids 21, and a large number of small holes reaching the bubble sheet 20 from the surface layer 10 on one side. 13 is formed. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、建築物に好適の吸音特性を備えたモルタル、コンクリート等のセメント製吸音材に関する。 The present invention relates to a cement sound absorbing material such as mortar and concrete having sound absorbing properties suitable for buildings.
モルタル又はコンクリート等のセメント組成物は、土木、建築分野において主に構造材として用いられているが、構造材以外の機能材としても建築物に取り入れられている。近年、都市のオフィス街ではコンクリート製の建築物が建設されてきており、道路の両脇にビル等の建築物群が林立するようになってきている。そのため、道路を走行する車両からの騒音がビルの壁面で反響して拡がり、騒音問題となっている。こうした問題に対処するため、様々な防音壁が提案されている。 Cement compositions such as mortar and concrete are mainly used as structural materials in the fields of civil engineering and construction, but they are also incorporated into buildings as functional materials other than structural materials. In recent years, concrete buildings have been constructed in urban office districts, and buildings and other buildings have come to stand on both sides of the road. Therefore, the noise from the vehicle traveling on the road echoes and spreads on the wall surface of the building, which has become a noise problem. Various soundproof walls have been proposed to address these issues.
例えば、特許文献1では、水硬性物質を主原料とする層と、硬質発泡合成樹脂層とを積層した部材で、ハニカム構造を有する部材を挟着または纏着した建材が記載されている。また、特許文献2では、パネルの板面に非貫通孔が形成されており、独立気孔を主に包含し、絶乾かさ比重が0.45以下である軽量気泡コンクリートパネルが記載されている。また、特許文献3では、植物短繊維を配合した未だ固まらないモルタルまたはコンクリートの線状体を曲げ絡み合わせて立体形状となし、これを硬化させて線状体同士が部分的に結着した捲縮体状のブロックを表面に取り付けた音波吸収用パネルが記載されている。
For example,
特許文献1では、ハニカム構造体を芯材とし、セメント、石膏等の水硬性材料の板材で挟着した積層構造とされているが、強度的にはハニカム構造体により強度を確保するようになっており、表層の板材自体の強度が弱くなりやすく表面にひび割れ等が生じやすくなる欠点がある。特許文献2では、気泡を含む軽量化されたコンクリートパネルが記載されているが、こうしたコンクリートパネルは強度が低下するため、構造材として使用する場所が制約されてしまうようになる。特許文献3では、コンクリート線状体を立体形状に形成して吸音特性を向上させているが、コンクリート線状体が壊れやすく構造材として使用することは難しいと考えらえる。
In
そこで、本発明では、従来のコンクリートパネルと同程度の強度を備えるとともに吸音特性を向上させたセメント製吸音材を提供することを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cement sound absorbing material having the same strength as a conventional concrete panel and having improved sound absorbing characteristics.
本発明に係るセメント製吸音材は、セメントを主成分としセルロースナノファイバーを含む表側及び裏側の表面層と、表側及び裏側の前記表面層の間に配置されるとともにセメントを主成分としセルロースナノファイバー及びポリビニルアルコールを含む中間層と、前記中間層に積層するように配置されるとともに多数の突起状の空隙に空気を密封したフィルム状の気泡シートとを備え、表側の前記表面層から前記気泡シートに到達する多数の小孔が前記空隙と連通するように形成されている。さらに、前記表面層は、セルロースナノファイバーをセメントに対して0.1質量%〜5.0質量%の配合割合で含有する。さらに、前記中間層は、セルロースナノファイバーをセメントに対して0.01質量%〜0.1質量%の配合割合で含有するとともにポリビニルアルコールをセメントに対して1.0質量%〜15.0質量%の配合割合で含有する。 The cement sound absorbing material according to the present invention is arranged between the front and back surface layers containing cellulose nanofibers containing cement as a main component and the surface layers on the front and back sides, and the cellulose nanofibers containing cellulose as a main component. And an intermediate layer containing polyvinyl alcohol, and a film-like bubble sheet arranged so as to be laminated on the intermediate layer and air-sealed in a large number of protruding voids, and the bubble sheet from the surface layer on the front side. A large number of small holes reaching the space are formed so as to communicate with the voids. Further, the surface layer contains cellulose nanofibers in a blending ratio of 0.1% by mass to 5.0% by mass with respect to cement. Further, the intermediate layer contains cellulose nanofibers in a blending ratio of 0.01% by mass to 0.1% by mass with respect to cement and polyvinyl alcohol in an amount of 1.0% by mass to 15.0% by mass with respect to cement. It is contained in a blending ratio of%.
本発明は、セメント及びセルロースナノファイバーを含む表面層と、セメント、セルロースナノファイバー及びポリビニルアルコールを含む中間層と、中間層に積層するように配置されるとともに多数の突起状の空隙に空気を密封したフィルム状の気泡シートとを備え、表面層から気泡シートに到達する多数の小孔が形成されているので、従来のコンクリートパネルと同程度の強度を備えるとともに吸音特性を向上させた吸音材を得ることができる。 The present invention is arranged so as to be laminated on a surface layer containing cement and cellulose nanofibers, an intermediate layer containing cement, cellulose nanofibers and polyvinyl alcohol, and air is sealed in a large number of protruding voids. Since a large number of small holes reaching the bubble sheet from the surface layer are formed, the sound absorbing material has the same strength as the conventional concrete panel and has improved sound absorbing characteristics. Obtainable.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨が明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, various technical restrictions are made, but the present invention particularly limits the present invention in the following description. Is not limited to these forms unless otherwise specified.
図1は、本発明に係る実施形態に関する一部拡大断面図である。セメント製吸音材1は、セメントを主成分としセルロースナノファイバーを含む表面層10及び11と、セメントを主成分としセルロースナノファイバー及びポリビニルアルコールを含む中間層12と、中間層12に積層するように配置されるとともに多数の突起状の空隙21に空気を密封したフィルム状の気泡シート20とを備え、片側の表面層10から気泡シート20に到達する多数の小孔13が形成されている。
FIG. 1 is a partially enlarged cross-sectional view of the embodiment according to the present invention. The cement
<表面層について>
表面層10及び11に用いる使用原料としては、具体的には以下のものが挙げられる。
<About the surface layer>
Specific examples of the raw materials used for the
セメントは、普通ポルトランドセメントが好ましく、圧縮強度、引張強度及び流動性の観点から、鉱物組成がC3S(エーライト)45質量%〜55質量%、C2S(ビーライト)15質量%〜25質量%、C3A(アルミネート相)5質量%〜10質量%、C4AF(フェライト相)8質量%〜10質量%であることが好ましい。メッシュ状の立体構造体といった補強材を内蔵する場合には、補強材の内部に容易に充填するための流動性を確保するためには、凝結を促進するC3Aの成分量を抑えた組成とすることがさらに好ましい。 Cement, preferably Portland cement, the compressive strength, in terms of tensile strength and fluidity, mineral composition C 3 S (alite) 45 wt% to 55 wt%, C 2 S (belite) 15% to 25 wt%, C 3 a (aluminate phase) 5 wt% to 10 wt%, C 4 AF (ferrite phase) is preferably 8 wt% to 10 wt%. When a reinforcing material such as a mesh-like three-dimensional structure is built in, a composition in which the amount of C 3 A component that promotes condensation is suppressed in order to secure fluidity for easily filling the inside of the reinforcing material. Is more preferable.
セルロースナノファイバー(以下「CNF」と略称する)は、セルロース分子が直鎖状に配列した極細の繊維材料で、木材から得られた木材繊維又は植物繊維を化学的・機械的処理によりナノサイズ(10-9m)まで細かく解きほぐしたバイオマス素材である。 Cellulose nanofibers (hereinafter abbreviated as "CNF") are ultrafine fiber materials in which cellulose molecules are linearly arranged, and are nano-sized (nano-sized) by chemically and mechanically treating wood fibers or plant fibers obtained from wood. It is a biomass material that has been finely crushed to 10-9 m).
CNFは、水中に分散して三次元網目構造を形成することが知られており、高強度、高弾性率、低線膨張係数、高透明、ガスバリア性といった多くの優れた特性を備えている。また、軽量化、生産・廃棄での環境負荷の低減といった点でもメリットを有しており、様々な分野での応用に関して研究開発が進められている。 CNF is known to disperse in water to form a three-dimensional network structure, and has many excellent properties such as high strength, high elastic modulus, low coefficient of linear expansion, high transparency, and gas barrier property. It also has merits in terms of weight reduction and reduction of environmental load in production and disposal, and research and development are being promoted for applications in various fields.
CNFのセメントに対する配合割合は、0.1質量%〜5.0質量%であることが好ましく、0.1質量%より小さくなるとCNFの特性が十分発現されないといったデメリットがあり、5.0質量%より大きい場合には高強度化の点でデメリットになる。 The blending ratio of CNF to cement is preferably 0.1% by mass to 5.0% by mass, and if it is smaller than 0.1% by mass, there is a demerit that the characteristics of CNF are not sufficiently exhibited, and 5.0% by mass. If it is larger than that, it will be a disadvantage in terms of high strength.
CNFを製造する場合、木材チップ等の使用原料をパルプ化した後、機械処理法、TEMPO酸化法、ウォータージェット法といった公知の処理を行うことでさらに細かくして、スラリー状又は粉末状に形成して用いられる。水中対向衝突法(ACC法)により微細化したものは、原料由来の特徴の違いが生じるようになり、例えば、針葉樹を原料とするパルプを用いたものが高強度化を図ることができるため好ましい。また、TEMPO酸化処理を行う場合には、繊維幅が均一なナノファイバーが得られることから、高強度化の点で好ましい。 When producing CNF, raw materials used such as wood chips are pulped and then further finely divided into a slurry or powder by performing known treatments such as a mechanical treatment method, a TEMPO oxidation method, and a water jet method. Is used. Those that have been miniaturized by the underwater counter-collision method (ACC method) have different characteristics derived from the raw materials. For example, those using pulp made from coniferous trees are preferable because they can increase the strength. .. Further, when the TEMPO oxidation treatment is performed, nanofibers having a uniform fiber width can be obtained, which is preferable in terms of high strength.
CNFを用いる場合には、鉱物粒を添加することが好ましい。鉱物粒としては、粒径1mm〜4mmのものが好ましく、成分として硼珪酸塩鉱物(SiO2、Na2O及びB2O3が主成分)を含有するものが好ましい。こうした粒径範囲のものをCNFと併用することで、高強度化を発現するようになる。また、成分としてSiO2を含有することで、フライアッシュに類似した作用効果を得ることができる。 When CNF is used, it is preferable to add mineral grains. The mineral grains preferably have a particle size of 1 mm to 4 mm, and preferably contain borosilicate minerals (mainly composed of SiO 2 , Na 2 O and B 2 O 3). By using a particle size in such a particle size range in combination with CNF, high strength can be exhibited. Further, by containing SiO 2 as a component, it is possible to obtain an action effect similar to that of fly ash.
鉱物粒のセメントに対する配合割合は、2質量%〜20質量%であることが好ましく、2質量%より小さくなると強度低下といったデメリットがあり、20質量%より大きい場合には、アルカリシリカ反応によるひび割れの発生といった問題がある。 The mixing ratio of the mineral grains to the cement is preferably 2% by mass to 20% by mass, and if it is less than 2% by mass, there is a demerit such as a decrease in strength. There is a problem such as occurrence.
セメントに用いる骨材としては、砂や砂利等の公知の骨材を用いることができる。骨材のサイズは、砂等の細骨材の場合には、10mmのふるい目をすべて通過し、5mmのふるい目を通過するものが85%以上となるサイズを用い、砂利等の粗骨材の場合には、5mmのふるい目を通過しないものが85%以上となるサイズを用いるとよい。 As the aggregate used for cement, known aggregates such as sand and gravel can be used. For the size of the aggregate, in the case of fine aggregate such as sand, use a size that passes through all 10 mm sieves and 85% or more of those that pass through the 5 mm sieve, and coarse aggregate such as gravel. In the case of, it is preferable to use a size in which 85% or more of the material does not pass through a 5 mm sieve.
セメントに練り混ぜる水及び養生水は、上水道水を用いることができ、5質量%〜15質量%を添加することが好ましい。 Tap water can be used as the water to be mixed with the cement and the curing water, and it is preferable to add 5% by mass to 15% by mass.
添加する混和剤としては、減水剤が挙げられる。減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤が挙げられる。高性能減水剤は、使用量を増加することにより減水性が向上するが、使用量を増加しても過剰な空気連行性や異常な凝結の遅延性が少ないため、単位水量を大幅に減少することができ、高強度コンクリートの製造に好ましい。減水剤は、コンクリートの粘性を低減する観点から0.3質量%〜1.0質量%を添加することが好ましい。 Examples of the admixture to be added include a water reducing agent. Examples of the water reducing agent include lignin-based, naphthalene sulfonic acid-based, amino sulfonic acid-based, and polycarboxylic acid-based water reducing agents, high-performance water reducing agents, and high-performance AE water reducing agents. High-performance water reducing agents improve water reduction by increasing the amount used, but even if the amount used is increased, the unit water amount is significantly reduced because excessive air entrainment and abnormal condensation delay are small. It can be used and is preferable for the production of high-strength concrete. The water reducing agent is preferably added in an amount of 0.3% by mass to 1.0% by mass from the viewpoint of reducing the viscosity of concrete.
表面層の強度については、圧縮強度試験(JIS A 1108)による圧縮強度が10N/mm2〜30N/mm2であることが好ましい。 The strength of the surface layer, it is preferable compressive strength by compression strength testing (JIS A 1108) is 10N / mm 2 ~30N / mm 2 .
<中間層について>
中間層12用いる使用原料としては、具体的には以下のものが挙げられる。
<About the middle class>
Specific examples of the raw materials used for the
セメント、CNF、水、鉱物粒、骨材及び混和剤については、上述した表面層に用いる使用原料と同様のものが挙げられる。同じ原料を使用することで、一体的に成形することができるようになる。 Examples of cement, CNF, water, mineral grains, aggregates and admixtures are the same as those used as the raw materials used for the surface layer described above. By using the same raw material, it becomes possible to integrally mold.
ポリビニルアルコール(以下「PVA」と略称する)は、ポリ酢酸ビニルのけん化物で、親水性が強く、温水にも可溶といった特性を備えている。用途に合わせて多種類のPVAが開発されているが、本発明では、一部けん化型のものが好ましい。 Polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as "PVA") is a saponified product of polyvinyl acetate, which has strong hydrophilicity and is soluble in warm water. Although many types of PVA have been developed according to the intended use, in the present invention, a partially saponified type is preferable.
PVAのセメントに対する配合割合は、1.0質量%〜15.0質量%であることが好ましく、1.0質量%より小さくなると変形しやすい弾性的特性が発現しにくくなり、15.0質量%より大きい場合には、膨潤作用が顕著になるため、寸法安定性が低下する。 The blending ratio of PVA to cement is preferably 1.0% by mass to 15.0% by mass, and if it is less than 1.0% by mass, elastic properties that are easily deformed are less likely to be exhibited, and 15.0% by mass. If it is larger than that, the swelling action becomes remarkable, and the dimensional stability is lowered.
CNFのセメントに対する配合割合は、PVAによる弾性的特性の発現及び強度のバランスからみて、0.01質量%〜0.1質量%であることが好ましい。 The blending ratio of CNF to cement is preferably 0.01% by mass to 0.1% by mass in view of the balance between the development of elastic properties and the strength of PVA.
中間層の強度については、圧縮強度試験(JIS A 1108)による圧縮強度が2N/mm2〜6N/mm2のものを用いるとよい。また、PVAを配合したセメント組成物は、圧縮強度試験では、圧縮変形量の上限値まで変形しても破壊することはなく、載荷荷重を解除した直後には弾性体のように変形を回復するようになる。こうした早期の変形回復を示すことから、弾性的な特性を備えているといえる。 The strength of the intermediate layer, the compressive strength by compression strength testing (JIS A 1108) is preferably used as the 2N / mm 2 ~6N / mm 2 . Further, in the compressive strength test, the cement composition containing PVA does not break even if it is deformed to the upper limit of the compressive deformation amount, and immediately after the load is released, the deformation is restored like an elastic body. Will be. It can be said that it has elastic properties because it shows such early deformation recovery.
<気泡シートについて>
気泡シートは、多数の突起状の空隙21に空気を密封したフィルム状のシートで、合成樹脂製で緩衝用シートとして使用されているものを用いることができる。代表的なものとしては、多数の凹凸が形成されたキャップフィルムをベースフィルムに接着して製造するものが知られている。空気が密封された突起状の空隙21は、径を5mm〜20mmで高さを2mm〜10mmに設定するが好ましい。突起状の空隙21の間の間隔は、小孔13の間隔より狭く設定することが好ましく、具体的には1mm〜5mmに設定するとよい。
<About bubble wrap>
As the bubble sheet, a film-like sheet in which air is sealed in a large number of
気泡シート20は、上述した例のように、中間層の内部に配置して積層してもよく、中間層と表面層との境界に配置することもできる。また、気泡シート20を複数枚重ね合わせて配置することもでき、その際には空隙21同士を対向して重ね合わせたり、ベースフィルム同士を重ね合わせたりしてもよく、吸音効果及び強度のバランスをみて枚数及び配置を適宜設定すればよい。
The
<小孔について>
片側の表面層10から気泡シート20まで到達する多数の小孔13は、孔径が2mm〜4mmが好ましく、2mmより小さいと吸音効果が不十分となり、4mmよりも大きいと吸音材の強度が低下するようになる。小孔は、表面層全体に等間隔に形成することが好ましく、形成する数は多いほどよいが、吸音材の強度に影響が生じない程度に設定することが好ましい。また、小孔を気泡シート20の空隙21と連通させることで、気泡シート20により形成された空気層を小孔を連通させて吸音効果を向上させることができる。
<About small holes>
The large number of
図2は、セメント製吸音材の製造工程に関する説明図である。まず、裏面側の表面層11となる層を形成する。この例では、表面層にCNFモルタルを用いる。CNFモルタルは、セメントにCNF及び混和剤を加えて練り混ぜ、次に鉱物粒を投入して練り混ぜて作製することができる。得られた混錬物を型枠30に流し込み、所定の厚さの均一な層を形成する(図2(a))。
FIG. 2 is an explanatory diagram relating to a manufacturing process of a cement sound absorbing material. First, a layer to be the
次に、中間層12となる層を形成する。この例では、中間層にPVAモルタルを用いる。PVAモルタルは、PVAに水及び混和剤を加えて練り混ぜ、次にセメントを加えて再度間練り混ぜ、次にCNFを加えて練り混ぜて作製することができる。
Next, a layer to be the
この例では、中間層12内に気泡シート20を内蔵しているので、下側層12a及び上側層12bに分けて流し込む。まず、下側層12aを形成するために混錬物を流し込んで所定の厚さの均一な層に形成する(図2(b))。次に、型枠30のサイズに合わせて所定のサイズに切断した気泡シート20を下側層12aの上面に配置する(図2(c))。配置された気泡シート20の上方から再度混錬物を流し込んで上側層12bを所定の厚さで均一に形成する(図2(d))。気泡シート20の突起状の空隙21は、内部に空気が密封されているので、押しつぶされることなく、空隙を維持した状態となっている。
In this example, since the
なお、気泡シート20を中間層のどの位置に配置するかにより下側層12a及び上側層12bの厚さを変化させればよく、中間層の下面又は上面に配置する場合には、中間層を形成する前後に気泡シート20を積層するように配置すればよい。
The thicknesses of the
次に、表面層10となる層を形成する。この例では、表面層11と同じCNFモルタルを用いる。表面層11に用いられた混錬物と同様の混錬物を作製し、型枠30内に上面まで流し込み、所定の厚さで均一に形成する(図2(e))。そして、型枠30の上面に蓋板31を配置して固定する。蓋板31には、多数のビス32が下面側に突出するように打ち込まれており、表面層10の上方からビス32を刺し込むように押し込むことで、表面層10を貫通して中間層12内の気泡シート20の到達するようになる(図2(f))。
Next, a layer to be the
ビス32は、小孔13を形成するために設けられており、ネジ部分の径は2mm〜4mmに設定することが好ましく、長さは、表面層10及び上側層12bの合計の厚さと同程度の長さとすることで、気泡シート20に到達する長さに設定することができる。また、中間層12まで貫通する長さとすることは強度に影響を及ぼすことから、避けるようにする。ビス32の間隔は、等間隔となるように設定することが好ましく、取り付けるビスの単位面積当たりの本数は、小孔による吸音効果及び強度への影響を考慮して適宜設定するとよい。
The
ビス32は、気泡シート20に到達しない程度の蓋板31にねじ込んでおき、表面層10及び中間層12がある程度硬化した段階でビス32をねじ込むことで気泡シート20に到達するように設定することもできる。硬化した状態で気泡シート20を突き破るようにビス32を締め付けることで、突起状の空隙21の形状が崩れることが防止されて小孔13と空隙21を連通した構造に形成することができる。
The
なお、小孔13の形成には、ビス32以外の部材を用いることは可能で、特に限定されない。例えば、釘を用いて打ち込んだり、蓋板31の下面側に棒状の突起を一体形成するようにしてもよい。
A member other than the
蓋板31を取り付けた後JIS A 1132に準拠して大気養生を行うことで硬化させ、型枠30から脱型させることで吸音材を得ることができる。得られた吸音材は、表側の表面層10には多数の小孔13が形成されており、裏側の表面層11には小孔が形成されていない構造となっている。
After the
表側及び裏側について吸音試験(JIS A 1409に準拠)を行い、吸音率を測定することで、吸音効果を定量的に示すことができる。吸音率αは、吸音材の表面に向かって発した音の強さ(e)及び反射音の強さ(e1)として以下の式により算出される。
α(%)=[(1−e1)/e]×100
この場合、反射音が小さいほど吸音率が大きくなり、吸音効果を判定することができる。
The sound absorption effect can be quantitatively shown by performing a sound absorption test (based on JIS A 1409) on the front side and the back side and measuring the sound absorption coefficient. The sound absorption coefficient α is calculated by the following formula as the sound intensity (e) emitted toward the surface of the sound absorbing material and the reflected sound intensity (e 1).
α (%) = [(1-e 1 ) / e] × 100
In this case, the smaller the reflected sound, the larger the sound absorption coefficient, and the sound absorption effect can be determined.
後述するように、従来のセメント材(例;砂モルタル)を吸音材と同じ厚さに形成して、片面側だけ吸音材と同様に小孔を形成した吸音試験を行ったところ、小孔が形成された表側において吸音材の吸音率が大きく上昇し、従来のセメント材に比べて吸音効果が大幅に向上しているのが確認されている。これは、内部に気泡シートにより形成された空気層と小孔が連通することで、外部で発生した音波が小孔から空気層に導入されて吸音されると考えられる。 As will be described later, when a sound absorption test was performed in which a conventional cement material (eg, sand mortar) was formed to have the same thickness as the sound absorbing material and small holes were formed on only one side in the same manner as the sound absorbing material. It has been confirmed that the sound absorption coefficient of the sound absorbing material is greatly increased on the formed front side, and the sound absorbing effect is significantly improved as compared with the conventional cement material. It is considered that this is because the air layer formed by the bubble sheet and the small holes communicate with each other inside, so that the sound waves generated from the outside are introduced into the air layer from the small holes and absorbed.
そして、CNFを含む表面層は高強度となっているため、従来のセメントパネルと同様に吸音材を施工することができる。また、表面層及び中間層はセメントを主成分とすることから吸音材全体が一体形成されており、剥離等の破損が生じにくく軽量化されたパネル材として使用することができる。 Since the surface layer containing CNF has high strength, a sound absorbing material can be applied in the same manner as a conventional cement panel. Further, since the surface layer and the intermediate layer are mainly composed of cement, the entire sound absorbing material is integrally formed, and it can be used as a lightweight panel material that is less likely to be damaged such as peeling.
<特性試験について>
特性試験として、以下の試験を行った。
<About property testing>
The following tests were conducted as characteristic tests.
〇吸音試験(JIS A 1409に準拠)
吸音試験は、福井県工業技術センター(福井県福井市)において行った。同センター内に構築された残響室において、定常音圧発生装置(スペクトリス株式会社製)及び音響インテンシティー測定装置(スペクトリス株式会社製)を用いて行った。
〇 Sound absorption test (compliant with JIS A 1409)
The sound absorption test was conducted at the Fukui Prefectural Industrial Technology Center (Fukui City, Fukui Prefecture). In the reverberation room constructed in the center, a steady sound pressure generator (manufactured by Spectris Co., Ltd.) and an acoustic intensity measuring device (manufactured by Spectris Co., Ltd.) were used.
縦35cm×横35cm×厚さ2cmの供試体を準備し、残響室内の床面に縦横3枚に平置きして供試体間の隙間に市販のビニールテープを貼り付けて封止した。配列した供試体の周囲沿って垂木を4本配置し、供試体との間の隙間にビニールテープを貼り付けて封止した。 Specimens having a length of 35 cm, a width of 35 cm, and a thickness of 2 cm were prepared, placed flat on the floor in the reverberation room in three vertical and horizontal directions, and a commercially available vinyl tape was attached to the gaps between the specimens to seal them. Four rafters were placed along the periphery of the arranged specimens, and vinyl tape was attached to the gap between the specimens and sealed.
配列した供試体の中心位置から1mの高さに定常音圧発生装置を配置し、音響インテンシティー測定装置を所定位置に配置した。そして、定常音圧発生装置から供試体に向かって所定の強さの音波を発して、供試体で反射した音の強さを音響インテンシティー測定装置で測定した。音波の周波数を変化させて反射音の強さを測定して、それぞれの吸音率を算出した。吸音率αは、以下の式に基づいて算出した。
α(%)=A/S×100
ここで、Sは供試体の面積(m2)、Aは、以下の式により算出される等価吸音面積(m2)である。
A=55.3×(V/c)×(1/T2−1/T1)
cは空気中の音速(m/s)、Vは供試体を設置していない状態における残響室の容積(m3)、T1は供試体を設置していない状態における残響室内の残響時間(s)、T2は供試体を設置した状態における残響室内の残響時間(s)である。
A steady sound pressure generator was placed at a height of 1 m from the center position of the arranged specimens, and an acoustic intensity measuring device was placed at a predetermined position. Then, a sound wave having a predetermined intensity was emitted from the steady sound pressure generator toward the specimen, and the intensity of the sound reflected by the specimen was measured by the acoustic intensity measuring apparatus. The intensity of the reflected sound was measured by changing the frequency of the sound wave, and the sound absorption coefficient of each was calculated. The sound absorption coefficient α was calculated based on the following formula.
α (%) = A / S × 100
Here, S is the area of the specimen (m 2 ), and A is the equivalent sound absorption area (m 2 ) calculated by the following formula.
A = 55.3 × (V / c ) × (1 / T 2 -1 / T 1)
c is the speed of sound in the air (m / s), V is the volume of the reverberation room when the specimen is not installed (m 3 ), and T 1 is the reverberation time in the reverberation room when the specimen is not installed (m 3). s) and T 2 are the reverberation time (s) in the reverberation room with the specimen installed.
○圧縮強度試験(JIS A 1108に準拠)
養生7日後の供試体(直径50mm高さ100mmの円柱体)に対して、アムスラー式圧縮試験機(株式会社テクノエナミ製;型式 圧縮試験機アムスラー式1000kN)を用いて圧縮強度試験を行った。
○ Compressive strength test (based on JIS A 1108)
A compressive strength test was carried out on a specimen (a cylinder having a diameter of 50 mm and a height of 100 mm) 7 days after curing using an Amsler type compression tester (manufactured by Technoenami Co., Ltd .; model compression tester Amsler type 1000 kN).
<使用原料について>
コンクリート組成物の原料として以下のものを準備した。
○普通ポルトランドセメント(太平洋セメント株式会社製)
(密度3.16g/cm3、比表面積3330cm2/g)
(鉱物組成;C3S56%、C2S18%、C3A9%、C4AF9%)
〇セルロースナノファイバー(CNF)
CNF1(中越パルプ工業株式会社製nanoforest−S)
ACC法により製造。繊維幅20nm以下、CNF濃度2%
〇ポリビニルアルコール(PVA)
PVA1(富士フイルム和光純薬株式会社製ポリビニルアルコールPVA1500;重合度約1500)
〇気泡シート
川上産業株式会社製プチシート(登録商標)(突起の径10mm及び高さ3.5mm、突起の間隔1mm)
〇鉱物粒(チエ社製ブラジル産ショールトルマリン、粒径1〜4mm、密度3.18g/cm3程度)
販売用の説明資料によれば、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、マンガン、アルミニウム等の珪酸類を含む硼珪酸塩鉱物粒である、と説明されている。
○細骨材(中日本砂利株式会社製)
(最大骨材寸法2mm、表乾密度2.63g/cm3)
○粗骨材(三谷セキサン株式会社製)
(最大骨材寸法10mm、表乾密度2.70g/cm3)
<About raw materials used>
The following materials were prepared as raw materials for the concrete composition.
○ Ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd.)
(Density 3.16 g / cm 3 , specific surface area 3330 cm 2 / g)
(Mineral composition; C 3 S 56%, C 2 S 18%, C 3 A 9%, C 4 AF 9%)
〇Cellulose nanofiber (CNF)
CNF1 (nanoforcest-S manufactured by Chuetsu Pulp & Paper Co., Ltd.)
Manufactured by the ACC method.
〇Polyvinyl alcohol (PVA)
PVA1 (Polyvinyl alcohol PVA1500 manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; degree of polymerization of about 1500)
〇Bubble wrap sheet Petit sheet manufactured by Kawakami Sangyo Co., Ltd. (registered trademark) (
〇Mineral grains (Brazilian shawl tourmaline manufactured by Chie,
According to the explanatory material for sale, it is explained that it is a borosilicate mineral grain containing silicic acids such as sodium, calcium, magnesium, iron, manganese, and aluminum.
○ Fine aggregate (manufactured by Nakanihon Gravel Co., Ltd.)
(Maximum aggregate size 2 mm, surface dry density 2.63 g / cm 3 )
○ Coarse aggregate (manufactured by Mitani SEKISAN Co., Ltd.)
(Maximum
<混和剤について>
混和剤として以下のものを使用した。
○高性能減水剤(BASFジャパン株式会社製;マスターグレニウムSP8HU)
<About admixture>
The following were used as admixtures.
○ High-performance water reducing agent (manufactured by BASF Japan Ltd .; Master Grenium SP8HU)
<混練水について>
上水道水(越前市水道局;硬度23mg/リットル)を用いた。
<About kneading water>
Tap water (Echizen City Waterworks Bureau; hardness 23 mg / liter) was used.
[実施例1]
図1に示す3層構造と同様な構造のセメント製パネル材を作製した。
[Example 1]
A cement panel material having a structure similar to that of the three-layer structure shown in FIG. 1 was produced.
<表面層用のCNFモルタル組成物>
使用原料として、以下の単位量で準備した。
セメント;1198kg/m3
CNF1;616kg/m3
(CNF量;12.32kg/m3、セメント比;1.0質量%)
鉱物粒;34kg/m3(セメント比;2.8質量%)
混和剤;35.94kg/m3
<CNF mortar composition for surface layer>
The following unit amounts were prepared as raw materials to be used.
Cement; 1198 kg / m 3
CNF1; 616 kg / m 3
(CNF amount; 12.32 kg / m 3 , cement ratio; 1.0 mass%)
Mineral grains; 34 kg / m 3 (cement ratio: 2.8% by mass)
Admixture; 35.94 kg / m 3
<中間層用のPVAモルタル組成物>
使用原料として、以下の単位量で準備した。
セメント;1093kg/m3
水;565kg/m3
CNF1;18kg/m3
(CNF量;0.36kg/m3、セメント比;0.03質量%)
PVA1;91kg/m3(セメント比;8.3質量%)
混和剤;32.79kg/m3
<PVA mortar composition for intermediate layer>
The following unit amounts were prepared as raw materials to be used.
Cement; 1093 kg / m 3
Water; 565 kg / m 3
CNF1; 18kg / m 3
(CNF amount; 0.36 kg / m 3 , cement ratio; 0.03 mass%)
PVA1; 91 kg / m 3 (cement ratio; 8.3% by mass)
Admixture; 32.79 kg / m 3
<吸音試験用の供試体の作製について>
CNFモルタルは、セメントにCNF及び混和剤を加えて5分間練り混ぜ、次に鉱物粒を投入して5分間練り混ぜた混錬物を作製した。得られた混錬物を型枠(縦35cm×横35cm×高さ2cm)に流し込み、約5mmの厚さの均一な層を形成した。数時間常温で静置して表面に膜を形成し、上方に混錬物を流し込んでも混ざらないようにした。練り混ぜ作業には、市販のハンマードリルにより撹拌して行った。
<Preparation of specimen for sound absorption test>
For CNF mortar, CNF and an admixture were added to cement and kneaded for 5 minutes, and then mineral grains were added and kneaded for 5 minutes to prepare a kneaded product. The obtained kneaded product was poured into a mold (length 35 cm × width 35 cm × height 2 cm) to form a uniform layer having a thickness of about 5 mm. It was allowed to stand at room temperature for several hours to form a film on the surface so that the kneaded material would not be mixed even if it was poured upward. The kneading work was carried out by stirring with a commercially available hammer drill.
次に、中間層となる層を形成した。PVAモルタルは、PVAに水及び混和剤を加えて5分間練り混ぜ、次にセメントを加えて再度5分間練り混ぜ、次にCNFを加えて5分間練り混ぜて混錬物を作製した。 Next, a layer to be an intermediate layer was formed. For PVA mortar, water and an admixture were added to PVA and kneaded for 5 minutes, then cement was added and kneaded again for 5 minutes, then CNF was added and kneaded for 5 minutes to prepare a kneaded product.
まず、下側層を形成するために混錬物を流し込んで約5mmの厚さの均一な層に形成し、縦345mm×横345mmのサイズに切断した気泡シートを下側層の上面に配置した。配置された気泡シートの上方から再度混錬物を流し込んで上側層を約5mmの厚さで均一に形成し、中間層全体で約10mmの厚さに形成した。PVAモルタルは、硬化するまでに時間がかかることから、1日程度常温で静置した。 First, in order to form the lower layer, a kneaded product was poured to form a uniform layer having a thickness of about 5 mm, and a bubble sheet cut into a size of 345 mm in length × 345 mm in width was placed on the upper surface of the lower layer. .. The kneaded material was poured again from above the arranged bubble sheet to uniformly form the upper layer with a thickness of about 5 mm, and the entire intermediate layer was formed to a thickness of about 10 mm. Since it takes time for the PVA mortar to cure, it was allowed to stand at room temperature for about one day.
次に、表面層となる層を形成する。既に形成した表面層と同じCNFモルタルからなる混錬物を作製し、型枠内に上面まで流し込み、約5mmの厚さで均一に形成した。そして、型枠の上面に蓋板を被せて固定した。蓋板には、7,860本/m2の密度でビス(若井産業株式会社製;径3.8mm、長さ25mm)が1.1cmの間隔で下面側に約13mm突出するように打ち込まれている。表面層の上方からビスを刺し込むように蓋板を押し込むことで、ビスの突出部分が表面層を貫通して中間層内の気泡シートに到達するように設定した。 Next, a layer to be a surface layer is formed. A kneaded product made of the same CNF mortar as the already formed surface layer was prepared and poured into the mold to the upper surface to be uniformly formed to a thickness of about 5 mm. Then, the upper surface of the mold was covered with a lid plate and fixed. Screws (manufactured by Wakai Sangyo Co., Ltd .; diameter 3.8 mm, length 25 mm) are driven into the lid plate at a density of 7,860 lines / m 2 so as to protrude about 13 mm toward the lower surface at intervals of 1.1 cm. ing. By pushing the lid plate so as to insert the screw from above the surface layer, the protruding portion of the screw was set to penetrate the surface layer and reach the bubble sheet in the intermediate layer.
蓋板を取り付けた後、JIS A 1132に準拠して大気養生を行った。養生後蓋板を外して型枠から供試体(吸音材)を脱型した。得られた供試体(吸音材)は、縦35cm×横35cm×高さ2cmのサイズで、表側の表面層には多数の小孔(径4mm、長さ13mm)が形成されており、裏側の表面層には小孔が形成されていない構造となっていた。
After attaching the lid plate, air curing was performed in accordance with JIS A 1132. After curing, the lid plate was removed and the specimen (sound absorbing material) was removed from the mold. The obtained specimen (sound absorbing material) has a size of 35 cm in length × 35 cm in width × 2 cm in height, and a large number of small holes (diameter 4 mm,
供試体(吸音材)の表側及び裏側について吸音試験(JIS A 1409に準拠)を行い、吸音率を測定した。表側の測定結果を図3に示し、裏側の測定結果を図4に示す。 A sound absorption test (according to JIS A 1409) was performed on the front side and the back side of the specimen (sound absorbing material), and the sound absorption coefficient was measured. The measurement result on the front side is shown in FIG. 3, and the measurement result on the back side is shown in FIG.
<圧縮試験用の供試体の作製について>
表面層と同じCNFモルタルをコンクリート供試体型枠(株式会社マルイ製ソノモールド)に空気が混入しないように脱泡して打ち込み、JIS A 1132に準じて大気養生を行い、圧縮試験用円柱供試体(直径50mm、高さ100mm)を作製した。供試体の密度は、1.88g/cm3であった。
<Preparation of specimen for compression test>
The same CNF mortar as the surface layer is defoamed and driven into the concrete specimen mold (Sonomold manufactured by Marui Co., Ltd.) so that air does not get mixed in, and air curing is performed according to JIS A 1132. (Diameter 50 mm,
中間層と同じPVAモルタルについても、CNFモルタルと同様に圧縮試験用円柱供試体を作製した。供試体の密度は、1.74g/cm3であった。 For the same PVA mortar as the intermediate layer, a cylindrical specimen for compression test was prepared in the same manner as the CNF mortar. The density of the specimen was 1.74 g / cm 3 .
養生直後の供試体に対して圧縮試験を行った。CNFモルタルの場合は、圧縮強度が18N/mm2であり、PVAモルタルの場合は、4N/mm2であった。 A compression test was performed on the specimen immediately after curing. For CNF mortar, compressive strength is 18N / mm 2, in the case of PVA mortar was 4N / mm 2.
[実施例2]
図1に示す3層構造と同様な構造のセメント製パネル材を作製した。
<表面層用のCNFモルタル組成物>
使用原料として、以下の単位量で準備した。
セメント;985kg/m3
水;185kg/m3
CNF1;308kg/m3
(CNF量;6.16kg/m3、セメント比;0.63質量%)
鉱物粒;37kg/m3(セメント比;3.8質量%)
細骨材;492kg/m3
混和剤;9.85kg/m3
[Example 2]
A cement panel material having a structure similar to that of the three-layer structure shown in FIG. 1 was produced.
<CNF mortar composition for surface layer>
The following unit amounts were prepared as raw materials to be used.
Cement; 985 kg / m 3
Water; 185 kg / m 3
CNF1; 308 kg / m 3
(CNF amount; 6.16 kg / m 3 , cement ratio; 0.63 mass%)
Mineral grains; 37 kg / m 3 (cement ratio: 3.8% by mass)
Fine aggregate; 492 kg / m 3
Admixture; 9.85 kg / m 3
<中間層用のPVAコンクリート組成物>
使用原料として、以下の単位量で準備した。
セメント;676kg/m3
水;349kg/m3
CNF1;11kg/m3
(CNF量;0.22kg/m3、セメント比;0.03質量%)
PVA1;56kg/m3(セメント比;8.3質量%)
細骨材;338kg/m3
粗骨材;676kg/m3
混和剤;6.76kg/m3
<PVA concrete composition for intermediate layer>
The following unit amounts were prepared as raw materials to be used.
Cement; 676 kg / m 3
Water; 349 kg / m 3
CNF1; 11 kg / m 3
(CNF amount; 0.22 kg / m 3 , cement ratio; 0.03% by mass)
PVA1; 56 kg / m 3 (cement ratio; 8.3% by mass)
Fine aggregate; 338 kg / m 3
Coarse aggregate; 676 kg / m 3
Admixture; 6.76 kg / m 3
<吸音試験用の供試体の作製について>
CNFモルタルは、セメントにCNF及び混和剤を加えて5分間練り混ぜ、次に鉱物粒及び細骨材を投入して5分間練り混ぜた混錬物を作製した。得られた混錬物を型枠(縦35cm×横35cm×高さ2cm)に流し込み、約5mmの厚さの均一な層を形成した。数時間常温で静置して表面に膜を形成し、上方に混錬物を流し込んでも混ざらないようにした。
<Preparation of specimen for sound absorption test>
For CNF mortar, CNF and an admixture were added to cement and kneaded for 5 minutes, and then mineral grains and fine aggregate were added and kneaded for 5 minutes to prepare a kneaded product. The obtained kneaded product was poured into a mold (length 35 cm × width 35 cm × height 2 cm) to form a uniform layer having a thickness of about 5 mm. It was allowed to stand at room temperature for several hours to form a film on the surface so that the kneaded material would not be mixed even if it was poured upward.
次に、中間層となる層を形成した。PVAコンクリートは、水にCNF及び混和剤を加えたものにPVAを加えて5分間練り混ぜ、次にセメントを加えて再度1分間練り混ぜ、次に細骨材及び粗骨材を加えて3分間練り混ぜ、5分間静置した後再度1分間練り混ぜて混錬物を作製した。 Next, a layer to be an intermediate layer was formed. For PVA concrete, add PVA to water with CNF and admixture and knead for 5 minutes, then add cement and knead again for 1 minute, then add fine aggregate and coarse aggregate for 3 minutes. The mixture was kneaded and allowed to stand for 5 minutes, and then kneaded again for 1 minute to prepare a kneaded product.
まず、下側層を形成するために混錬物を流し込んで約5mmの厚さの均一な層に形成し、縦345mm×横345mmのサイズに切断した気泡シートを下側層の上面に配置した。配置された気泡シートの上方から再度混錬物を流し込んで上側層を約5mmの厚さで均一に形成し、中間層全体で約10mmの厚さに形成した。PVAコンクリートは、硬化するまでに時間がかかることから、1日程度常温で静置した。 First, in order to form the lower layer, a kneaded product was poured to form a uniform layer having a thickness of about 5 mm, and a bubble sheet cut into a size of 345 mm in length × 345 mm in width was placed on the upper surface of the lower layer. .. The kneaded material was poured again from above the arranged bubble sheet to uniformly form the upper layer with a thickness of about 5 mm, and the entire intermediate layer was formed to a thickness of about 10 mm. Since it takes time for the PVA concrete to harden, it was allowed to stand at room temperature for about one day.
次に、表面層となる層を形成する。既に形成した表面層と同じCNFモルタルからなる混錬物を作製し、型枠内に上面まで流し込み、約5mmの厚さで均一に形成した。そして、型枠の上面に蓋板を被せて固定した。蓋板には、4,320本/m2の密度でビス(若井産業株式会社製;径3.8mm、長さ25mm)が1.5cmの間隔で下面側に約13mm突出するように打ち込まれている。表面層の上方からビスを刺し込むように蓋板を押し込むことで、ビスの突出部分が表面層を貫通して中間層内の気泡シートに到達するように設定した。 Next, a layer to be a surface layer is formed. A kneaded product made of the same CNF mortar as the already formed surface layer was prepared and poured into the mold to the upper surface to be uniformly formed to a thickness of about 5 mm. Then, the upper surface of the mold was covered with a lid plate and fixed. Screws (manufactured by Wakai Sangyo Co., Ltd .; diameter 3.8 mm, length 25 mm) are driven into the lid plate at a density of 4,320 lines / m 2 so as to protrude about 13 mm toward the lower surface at intervals of 1.5 cm. ing. By pushing the lid plate so as to insert the screw from above the surface layer, the protruding portion of the screw was set to penetrate the surface layer and reach the bubble sheet in the intermediate layer.
蓋板を取り付けた後、JIS A 1132に準拠して大気養生を行った。養生後蓋板を外して型枠から供試体(吸音材)を脱型した。得られた供試体(吸音材)は、縦35cm×横35cm×高さ2cmのサイズで、表側の表面層には多数の小孔(径4mm、長さ13mm)が形成されており、裏側の表面層には小孔が形成されていない構造となっていた。
After attaching the lid plate, air curing was performed in accordance with JIS A 1132. After curing, the lid plate was removed and the specimen (sound absorbing material) was removed from the mold. The obtained specimen (sound absorbing material) has a size of 35 cm in length × 35 cm in width × 2 cm in height, and a large number of small holes (diameter 4 mm,
供試体(吸音材)の表側について吸音試験(JIS A 1409に準拠)を行い、吸音率を測定した。表側の測定結果を図3に示し、裏側の測定結果を図4に示す。 A sound absorption test (according to JIS A 1409) was performed on the front side of the specimen (sound absorbing material), and the sound absorption coefficient was measured. The measurement result on the front side is shown in FIG. 3, and the measurement result on the back side is shown in FIG.
<圧縮試験用の供試体の作製について>
表面層と同じCNFモルタルをコンクリート供試体型枠(株式会社マルイ製ソノモールド)に空気が混入しないように脱泡して打ち込み、JIS A 1132に準じて大気養生を行い、圧縮試験用円柱供試体(直径50mm、高さ100mm)を作製した。供試体の密度は、1.92g/cm3であった。
中間層と同じPVAコンクリートについても、CNFモルタルと同様に圧縮試験用円柱供試体を作製した。供試体の密度は、1.57g/cm3であった。
<Preparation of specimen for compression test>
The same CNF mortar as the surface layer is defoamed and driven into the concrete specimen mold (Sonomold manufactured by Marui Co., Ltd.) so that air does not get mixed in, and air curing is performed according to JIS A 1132. (Diameter 50 mm,
For the same PVA concrete as the intermediate layer, a cylindrical specimen for compression test was prepared in the same manner as the CNF mortar. The density of the specimen was 1.57 g / cm 3 .
養生直後の供試体に対して圧縮試験を行った。CNFモルタルの場合は、圧縮強度が29N/mm2であり、PVAコンクリートの場合は、3N/mm2であった。 A compression test was performed on the specimen immediately after curing. In the case of CNF mortar, the compressive strength was 29 N / mm 2 , and in the case of PVA concrete, it was 3 N / mm 2 .
[比較例1]
砂モルタル組成物からなるセメント製パネル材を作製した。
[Comparative Example 1]
A cement panel material composed of a sand mortar composition was produced.
<使用原料の配合について>
使用原料として、以下の単位量で準備した。
セメント;514kg/m3
水;250kg/m3
砂;1543kg/m3
混和剤;5.14kg/m3
<About the composition of raw materials used>
The following unit amounts were prepared as raw materials to be used.
Cement; 514 kg / m 3
Water; 250 kg / m 3
Sand; 1543 kg / m 3
Admixture; 5.14 kg / m 3
<供試体の作製について>
セメントに水、細骨材及び混和剤を加えて5分間練り混ぜて混錬物を作製した。得られた混錬物を実施例1で用いた型枠と同じものに厚さ2cmとなるまで流し込んで、実施例1と同じ蓋板を被せた。半日間静置し、JIS A 1132に準拠して大気養生を行った。養生後蓋板を外して型枠から供試体(砂モルタル材)を脱型した。得られた供試体(砂モルタル材)は、縦35cm×横35cm×高さ2cmのサイズで、表側には多数の小孔(径4mm、長さ13mm)が形成されており、裏側には小孔が形成されていない構造となっていた。
<Preparation of specimen>
Water, fine aggregate and admixture were added to the cement and kneaded for 5 minutes to prepare a kneaded product. The obtained kneaded product was poured into the same mold used in Example 1 until the thickness became 2 cm, and covered with the same lid plate as in Example 1. It was allowed to stand for half a day and air-cured in accordance with JIS A 1132. After curing, the lid plate was removed and the specimen (sand mortar material) was removed from the mold. The obtained specimen (sand mortar material) has a size of 35 cm in length × 35 cm in width × 2 cm in height, and has a large number of small holes (diameter 4 mm,
供試体(砂モルタル材)の表側及び裏側について吸音試験(JIS A 1409に準拠)を行い、吸音率を測定した。表側の測定結果を図3に示し、裏側の測定結果を図4に示す。 A sound absorption test (according to JIS A 1409) was performed on the front side and the back side of the specimen (sand mortar material), and the sound absorption coefficient was measured. The measurement result on the front side is shown in FIG. 3, and the measurement result on the back side is shown in FIG.
<圧縮試験用の供試体の作製について>
砂モルタルをコンクリート供試体型枠(株式会社マルイ製ソノモールド)に空気が混入しないように脱泡して打ち込み、JIS A 1132に準じて大気養生を行い、圧縮試験用円柱供試体(直径50mm、高さ100mm)を作製した。供試体の密度は、2.23g/cm3であった。
<Preparation of specimen for compression test>
Sand mortar is defoamed and driven into a concrete specimen mold (Sonomold manufactured by Marui Co., Ltd.) so that air does not get mixed in, and air curing is performed according to JIS A 1132. Cylindrical specimen for compression test (diameter 50 mm, height) 100 mm) was prepared. The density of the specimen was 2.23 g / cm 3 .
養生直後の供試体に対して圧縮試験を行った結果、圧縮強度が26N/mm2であった。 As a result of performing a compression test on the specimen immediately after curing, the compressive strength was 26 N / mm 2 .
[比較例2]
図1に示す3層構造で気泡シートを内蔵していないセメント製パネル材を作製した。
[Comparative Example 2]
A cement panel material having a three-layer structure shown in FIG. 1 and not incorporating a bubble sheet was produced.
<使用原料の配合について>
表面層及び中間層の原料として実施例2と同様の原料を同じ配合割合で使用した。
<About the composition of raw materials used>
As the raw materials for the surface layer and the intermediate layer, the same raw materials as in Example 2 were used in the same blending ratio.
<供試体の作製について>
実施例2と同様に、表面層用CNFモルタル組成物及び中間層用PVAコンクリート組成物を作製し、得られた組成物を実施例2と同様の手順で型枠内に流し込み、その際に気泡シートは配置せずに行った。蓋板は、実施例1と同様の密度でビスが打ち込まれたものを用いて型枠に被せた。
<Preparation of specimen>
A CNF mortar composition for the surface layer and a PVA concrete composition for the intermediate layer were prepared in the same manner as in Example 2, and the obtained composition was poured into the mold in the same procedure as in Example 2, and bubbles were formed at that time. The sheet was not placed. The lid plate was covered with a mold using a lid plate having screws driven in at the same density as in Example 1.
蓋板を取り付けた後、JIS A 1132に準拠して大気養生を行った。養生後蓋板を外して型枠から供試体(層構造材)を脱型した。得られた供試体(層構造材)は、縦35cm×横35cm×高さ2cmのサイズで、表側の表面層には多数の小孔(径4mm、長さ13mm)が形成されており、裏側の表面層には小孔が形成されていない構造となっていた。
After attaching the lid plate, air curing was performed in accordance with JIS A 1132. After curing, the lid plate was removed and the specimen (layered structural material) was removed from the mold. The obtained specimen (layer structure material) has a size of 35 cm in length × 35 cm in width × 2 cm in height, and a large number of small holes (diameter 4 mm,
供試体(層構造材)の表側について吸音試験(JIS A 1409に準拠)を行い、吸音率を測定した。表側の測定結果を図3に示し、裏側の測定結果を図4に示す。 A sound absorption test (according to JIS A 1409) was performed on the front side of the specimen (layered structural material), and the sound absorption coefficient was measured. The measurement result on the front side is shown in FIG. 3, and the measurement result on the back side is shown in FIG.
なお、表面層に用いるCNFモルタル材及び中間層に用いるPVAコンクリート材については、実施例2と同様の圧縮強度及び密度を備えている。 The CNF mortar material used for the surface layer and the PVA concrete material used for the intermediate layer have the same compressive strength and density as in Example 2.
図3及び図4に示す実施例1及び比較例1に関する吸音率をみると、小孔が形成された表側において、比較例1に比べて実施例1の方が吸音率が高くなる傾向がみられ、1.25kHz以上の高周波数域においてその傾向が大きくなることが確認された。これは、CNFモルタル材を用いた場合、砂モルタル材よりも全周波数域で吸音率が比較的大きく、高周波域においてその傾向が大きくなっていることがわかる。 Looking at the sound absorption coefficient of Example 1 and Comparative Example 1 shown in FIGS. 3 and 4, there is a tendency that the sound absorption coefficient of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1 on the front side where the small holes are formed. It was confirmed that the tendency became large in the high frequency range of 1.25 kHz or higher. It can be seen that when the CNF mortar material is used, the sound absorption coefficient is relatively large in the entire frequency range and the tendency is large in the high frequency range as compared with the sand mortar material.
図3に示す実施例2及び比較例2に関する吸音率をみると、気泡シートを内蔵する実施例2の方が気泡シートを内蔵しない比較例2に比べて吸音率が高くなっており、気泡シートの吸音効果が確認された。特に、中〜高周波域での吸音効果が大きくなっていることがわかる。 Looking at the sound absorption coefficient of Example 2 and Comparative Example 2 shown in FIG. 3, the sound absorption coefficient of Example 2 having a bubble wrap is higher than that of Comparative Example 2 having no bubble wrap. The sound absorption effect of was confirmed. In particular, it can be seen that the sound absorption effect in the middle to high frequency range is large.
なお、比較例1では低周波域における吸音効果が実施例と遜色のないレベルとなっており、高周波域では実施例の吸音材の吸音効果が高いことから、砂モルタルからなるパネル材と実施例の吸音材を組み合せて施工することで、全周波数域において吸音効果の向上を図ることができる。 In Comparative Example 1, the sound absorbing effect in the low frequency range is comparable to that of the example, and the sound absorbing effect of the sound absorbing material of the example is high in the high frequency range. Therefore, the panel material made of sand mortar and the example By combining the sound absorbing materials of the above, the sound absorbing effect can be improved in the entire frequency range.
実施例では、パネル材の厚さを2cmに形成しているが、厚さを薄くすることで、全周波数域においてより安定した吸音効果を得ることができる。 In the embodiment, the thickness of the panel material is formed to 2 cm, but by reducing the thickness, a more stable sound absorption effect can be obtained in the entire frequency range.
本発明に係るセメント製吸音材は、セメント構造材との親和性が高く吸音性を向上させているので、建築物において騒音や振動が問題となる箇所(例;階段、天井、壁面)に活用することが期待される。 Since the cement sound absorbing material according to the present invention has a high affinity with the cement structural material and has improved sound absorption, it can be used in places where noise and vibration are problematic in buildings (eg, stairs, ceilings, walls). Expected to do.
1・・・セメント製吸音材、10、11・・・表面層、12・・・中間層、13・・・小孔、20・・・気泡シート、21・・・突起状の空隙、30・・・型枠、31・・・蓋板、32・・・ビス 1 ... Cement sound absorbing material, 10, 11 ... Surface layer, 12 ... Intermediate layer, 13 ... Small holes, 20 ... Bubble wrap, 21 ... Protruding voids, 30 ...・ ・ Formwork, 31 ・ ・ ・ lid plate, 32 ・ ・ ・ screw
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