RU2415824C2 - Sound absorbing light concrete - Google Patents
Sound absorbing light concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2415824C2 RU2415824C2 RU2009120033/03A RU2009120033A RU2415824C2 RU 2415824 C2 RU2415824 C2 RU 2415824C2 RU 2009120033/03 A RU2009120033/03 A RU 2009120033/03A RU 2009120033 A RU2009120033 A RU 2009120033A RU 2415824 C2 RU2415824 C2 RU 2415824C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coarse
- aggregate
- layers
- sound absorbing
- fractions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкции звукопоглощающих стен или облицовок в виде блоков, панелей или монолитного изготовления, которые могут быть использованы в промышленном и гражданском строительстве.The invention relates to the field of construction, and in particular to the design of sound-absorbing walls or claddings in the form of blocks, panels or monolithic manufacturing, which can be used in industrial and civil engineering.
Известны звукопоглощающие стеновые панели, включающие наружные пластины, одна из которых выполнена с перфорациями переменного диаметра, и промежуточные слои с ячейками, образованными сотами шестиугольной формы, или стеновые конструкции, выполненные из различных легких бетонов на пористых крупных заполнителях [1-4]. Недостаток известных конструкций состоит в том, что с увеличением диаметра перфораций уменьшаются диссипативные потери в массиве стеновой конструкции, что приводит к уменьшению эффективности звукопоглощения. Кроме того, данные технические решения направлены строго на фиксированные частоты звукового потока, поэтому обеспечивают глушение шума в очень узком диапазоне частот и являются малоэффективными по своим звукопоглощающим свойствам.Sound absorbing wall panels are known, including external plates, one of which is made with perforations of variable diameter, and intermediate layers with cells formed by hexagonal cells, or wall structures made of various lightweight concrete with large porous aggregates [1-4]. A disadvantage of the known structures is that with an increase in the diameter of the perforations, the dissipative losses in the array of the wall structure decrease, which leads to a decrease in the sound absorption efficiency. In addition, these technical solutions are aimed strictly at fixed frequencies of the sound stream, therefore they provide noise suppression in a very narrow frequency range and are ineffective in their sound-absorbing properties.
Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является звукопоглощающая панель, включающая наружные пластины, одна из которых выполнена с перфорациями, а промежуточный слой с ячейками образован сотами шестиугольной формы, расположенными рядами с разными объемами ячеек имеют различную величину [5]. Однако данные конструкции имеют малый интервал строго фиксированных заглушаемых частот от 250 до 500 Гц.The closest technical solution to the proposed invention is a sound-absorbing panel, including outer plates, one of which is made with perforations, and the intermediate layer with cells is formed by hexagonal cells, arranged in rows with different cell volumes have different sizes [5]. However, these designs have a small interval of strictly fixed damped frequencies from 250 to 500 Hz.
Задача изобретения состоит в расширении диапазона заглушаемых частот.The objective of the invention is to expand the range of muffled frequencies.
Поставленная задача достигается тем, что ячейки всех смежных слоев расположены в виде сообщающейся пористой структуры с изменением параметров пор по интегральному принципу, что обеспечивает глушение в широком интервале частот. Кроме того, пористые ячейки одинакового размера и объема расположены отдельными рядами, переходящими от периферии от мелких пор к крупным и далее наоборот.The problem is achieved in that the cells of all adjacent layers are arranged in the form of a communicating porous structure with a change in the pore parameters according to the integral principle, which ensures damping in a wide frequency range. In addition, porous cells of the same size and volume are arranged in separate rows, passing from the periphery from small pores to large ones and then vice versa.
На чертеже изображена конструкция предлагаемого стенового блока с повышенной звукопоглощающей способностью, который формируется из крупнопористого легкого бетона со следующими слоями: наружный слой на основе мелких фракций из крупного легкого заполнителя диметром 5-10 мм; далее средний слой из крупного заполнителя диаметром 10-20 мм, затем внутренний слой крупнопористого бетона из крупного заполнителя диаметром 20-40 мм (фиг.1).The drawing shows the design of the proposed wall block with increased sound absorption capacity, which is formed from large-pore lightweight concrete with the following layers: an outer layer based on small fractions of large lightweight aggregate with a diameter of 5-10 mm; then the middle layer of coarse aggregate with a diameter of 10-20 mm, then the inner layer of coarse concrete from coarse aggregate with a diameter of 20-40 mm (figure 1).
При формировании крупнопористого бетона из крупного заполнителя одного диаметра возможны два варианта укладки отдельных зерен заполнителя. Если формируется кубическая укладка, то пустоты будут октаэдрического вида; однако такая укладка практически встречается очень редко. В случае формирования ромбоэдрической конфигурации пустоты будут иметь тетраэдрический вид. В первом случае объем пустот может достигнуть 48-50%, а во втором - 26-30%. При этом размер пустот в крупнопористом легком бетоне не будет превышать диаметр крупного заполнителя, т.е. будет соответствовать размеру фракции крупного заполнителя, однако он будет изменяться по сечению (фиг.2). Учитывая этот факт, шумовой (звуковой) поток, проходящий через сечение стенового блока, поглощается во всем диапазоне частот.When forming large-pore concrete from a coarse aggregate of the same diameter, two options are possible for laying individual aggregate grains. If a cubic stack is formed, then the voids will be octahedral; however, such styling is very rare. In the case of the formation of the rhombohedral configuration, the voids will have a tetrahedral form. In the first case, the volume of voids can reach 48-50%, and in the second - 26-30%. In this case, the size of voids in large-pore lightweight concrete will not exceed the diameter of the coarse aggregate, i.e. will correspond to the size of the coarse aggregate fraction, however, it will vary along the cross section (Fig. 2). Given this fact, the noise (sound) stream passing through the section of the wall block is absorbed in the entire frequency range.
Стеновой блок данной конструкции обеспечивает заглушение звука на всех исследованных частотах от 50 до 8000 Гц. На указанных частотах коэффициент поглощения достигал до 0,6.The wall block of this design provides sound attenuation at all studied frequencies from 50 to 8000 Hz. At the indicated frequencies, the absorption coefficient reached up to 0.6.
Расчет поглощающей способности элементарной пористой ячейки крупнопористого бетона по резонансной частоте осуществлялся по следующей формуле ГельмгольцаThe absorption capacity of a porous unit cell of large-porous concrete was calculated by the resonance frequency using the following Helmholtz formula
где с=344 м/с - скорость звука в воздухе;where c = 344 m / s is the speed of sound in air;
S - площадь поперечного сечения входного отверстия в пору (пустоту);S is the cross-sectional area of the inlet into the pore (void);
V - объем внутренней полости пустоты;V is the volume of the inner cavity of the void;
lк - эквивалентное значение длины горловины (входа) в пористое пространство.l to - the equivalent value of the length of the neck (entrance) into the porous space.
Ячейки представляют собой совокупность n элементарных пористых ячеек, каждая из которых представляет собой (с геометрической точки зрения) полость в форме тетраэдрической геометрической фигуры с ребром основания αh высотой h.Cells are a collection of n elementary porous cells, each of which is (from a geometric point of view) a cavity in the form of a tetrahedral geometric figure with a base edge α h of height h.
Тогда Then
Окончательно соответствие между заглушаемой (резонансной) частотой и размерами ячейки может быть рассчитано по формулеFinally, the correspondence between the damped (resonant) frequency and the cell size can be calculated by the formula
При заданных характеристиках конструкции: толщина элементарного слоя с одним размером l наружного защитного слоя, условного радиуса r отверстия в поровую структуру, расстояния h между отдельными слоями, резонансная частота является функцией ребра α единичной ячейки и количества элементарных ячеек n. Максимальная резонансная частота, имеющая место при n=1, является однозначной функцией длины ребра α.Given the design characteristics: the thickness of the elementary layer with one size l of the outer protective layer, the conditional radius r of the hole in the pore structure, the distance h between the individual layers, the resonant frequency is a function of the edge α of a single cell and the number of unit cells n. The maximum resonant frequency that occurs at n = 1 is a single-valued function of the edge length α.
Для элементарной поровой ячейки n=1-∞, h=0,001-0,04 м, r=0,0005-0,02 м, l=0,05-0,15 м. Тогда для любого значения а может быть рассчитана частота, заглушаемая ячейкой данного размера или состоящая из n элементарных равных ячеек:For an elementary pore cell, n = 1-∞, h = 0.001-0.04 m, r = 0.0005-0.02 m, l = 0.05-0.15 m. Then, for any value of a, the frequency can be calculated muffled by a cell of a given size or consisting of n elementary equal cells:
А суммарный эффект шумовой защиты будет представлен интегральной составляющей и примет следующий обобщенный видAnd the total effect of noise protection will be represented by the integral component and will take the following generalized form
Звуковые волны, попадающие на поверхность легкобетонного блока с интегральным расположением крупного заполнителя, проходят через пористую структуру и подвергаются интенсивному сопротивлению как самих частиц воздуха в порах различного размера, так и в отверстиях пор по отдельным слоям с различным диаметром крупного заполнителя на собственных для данного объема частотах. За счет внутреннего трения между частицами воздуха и поверхностью крупного заполнителя в порах и пустотах, часть энергии падающей волны теряется из-за трения, благодаря чему и происходит поглощение звука. Поскольку стеновой блок содержит пустоты (ячейки) различного объема, а резонансная частота определяется величиной объема ячейки, то это поглощение происходит на всех резонансных для данного блока частотах, что приводит к поглощению звука в широком диапазоне частот. Результаты экспериментальных исследований приведены в таблице, из которой следует, что предлагаемый способ формирования крупнопористого бетона по принципу интегрального расположения крупного заполнителя позволяет в два-три раза повысить шумопоглощающую (звукопоглощающую) способность материала и приблизить эти показатели к одному из лучших материалов - войлоку.Sound waves incident on the surface of a lightweight concrete block with an integrated arrangement of coarse aggregate pass through the porous structure and are subjected to intense resistance of both the air particles themselves in pores of various sizes and in the pore openings in separate layers with different coarse aggregate diameters at natural frequencies for a given volume . Due to internal friction between air particles and the surface of a large aggregate in pores and voids, part of the energy of the incident wave is lost due to friction, due to which sound is absorbed. Since the wall block contains voids (cells) of different volumes, and the resonant frequency is determined by the cell volume, this absorption occurs at all resonant frequencies for a given block, which leads to sound absorption in a wide frequency range. The results of experimental studies are shown in the table, from which it follows that the proposed method for the formation of coarse-grained concrete by the principle of the integral arrangement of coarse aggregate allows two to three times to increase the sound-absorbing (sound-absorbing) ability of the material and bring these indicators closer to one of the best materials - felt.
Разработана заводская технология получения легких бетонов с интегральным расположением крупного пористого заполнителя с отработкой пооперационных процессов, что позволило запроектировать конструкции стен, сконструировать и изготовить специальные опалубки и комплект оборудования. Таким образом, предлагаемый способ формирования крупнопористого легкого бетона позволяет получить материал, обладающий достаточной низкой теплопроводностью, улучшенными звукозащитными характеристиками и другими эксплуатационными показателями.A factory technology for producing lightweight concrete with an integrated arrangement of large porous aggregate with the development of operational processes was developed, which allowed us to design wall structures, design and manufacture special formwork and a set of equipment. Thus, the proposed method for the formation of large-pore lightweight concrete allows to obtain a material with sufficient low thermal conductivity, improved soundproofing characteristics and other performance indicators.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №3380552, кл. 181-33, 1969.1. US patent No. 3380552, CL. 181-33, 1969.
2. Патент ГДР №30948, кл. 37 в 6, 1966.2. GDR patent No. 30948, cl. 37 in 6, 1966.
3. Патент РФ №2211196, 2002.3. RF patent No. 2211196, 2002.
4. Патент РФ №2255920, 2003.4. RF patent №2255920, 2003.
5. Авторское свидетельство №610956. М.Кл.3 Е04В 1/74.5. Copyright certificate No. 610956. M.C. 3 EB04 1/74.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009120033/03A RU2415824C2 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Sound absorbing light concrete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009120033/03A RU2415824C2 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Sound absorbing light concrete |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009120033A RU2009120033A (en) | 2010-12-10 |
RU2415824C2 true RU2415824C2 (en) | 2011-04-10 |
Family
ID=44052289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009120033/03A RU2415824C2 (en) | 2009-05-26 | 2009-05-26 | Sound absorbing light concrete |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2415824C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2708776C1 (en) * | 2019-03-18 | 2019-12-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Sound-absorbing concrete |
RU2719895C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-04-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) | Concrete mixture |
-
2009
- 2009-05-26 RU RU2009120033/03A patent/RU2415824C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Характеристики пенобетона, аспекты формирования оптимальной пористой структуры пенобетона, Строительные технологии Сибири. - Новосибирск, 2007, http://www.sts54/ru/public/16.php?print=Y, найдено в Интернете, 18.06.2010. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2708776C1 (en) * | 2019-03-18 | 2019-12-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Sound-absorbing concrete |
RU2719895C1 (en) * | 2019-07-03 | 2020-04-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) | Concrete mixture |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009120033A (en) | 2010-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5252699B2 (en) | Broadband sound absorbing structure and sound absorbing material | |
KR101422113B1 (en) | Soundproof wall which has overlapped resonant chambers around air or water passage that makes air or water pass freely | |
RU2495500C2 (en) | Sound-absorbing structure | |
DK2394266T3 (en) | Arrangement of damping joints, acoustic barrier and method for constructing an acoustic barrier | |
JP2001003322A (en) | Sound-absorbing structure | |
EP0697051A1 (en) | False ceiling | |
JPS60112952A (en) | Sound absorbing block | |
RU2415824C2 (en) | Sound absorbing light concrete | |
RU2344490C1 (en) | Sound-absorbing structure | |
AU2011349083B2 (en) | Sound protection component | |
CN2876612Y (en) | Silencer for ventilation system of Heating ventilating and air conditioning | |
CN105810186A (en) | Composite sound absorption structure | |
González | How do acoustic materials work | |
CN113997655A (en) | Frequency-adjustable sound absorption and insulation light composite board and manufacturing method thereof | |
RU2348750C1 (en) | Noise absorbing acoustic wall of manufacturing facility | |
JP2014052539A (en) | Sound absorption structure | |
CN208936495U (en) | Spread resonance muffler device and vent passages sound-attenuating system | |
CN115376478A (en) | Acoustic superstructure cell, acoustic superstructure gradient aperture cell and sound absorption structure | |
JPH08246421A (en) | Resonator type soundproof panel | |
RU2734246C1 (en) | Variable height sound-absorbing structure | |
RU2651995C1 (en) | Acoustic screen | |
Lin et al. | Improvement of sound transmission loss of double-layer wall by using vibration absorber | |
RU2206458C1 (en) | Sound-absorbing honeycomb | |
KR101052719B1 (en) | Transparent sound absorption and sound insulation with elastic force | |
RU218915U1 (en) | Double Sided Lightweight Broadband Soundproofing Panel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110527 |