预制装配式墙板材料吸隔声性能及应用研究

摘要

针对当前墙体材料中存在的低频吸声、隔声性能较差，施工环境不友好，防火要求不达标的问题。本文主要从吸、隔声原理入手，采用声学阻抗管法研究了材料组成、工艺方法等因素对吸声系数、隔声量的影响。得出了如下主要结论：　　首先，采用有机浸渍法制备多孔陶瓷吸声材料，制得中低频吸声系数在0.4-0.9之间，但烧制成本较高，目前还不适合大规模工业化推广。研究了采用透水混凝土工艺制备的陶瓷质多孔材料，测得陶瓷质多孔吸声材料强度较高，但低频吸声系数仅在0.2-0.4之间，对路面吸声降噪有一定的效果；采用轻质骨料、水泥为胶凝材料制备了水泥基珍珠岩制品，发现当珍珠岩颗粒粒径在4-8mm，空腔厚度在10cm，且具有较大的骨灰比，较小的压缩比时制得的珍珠岩制品，在100Hz吸声系数最高能达到0.75，并且平均吸声系数也达到0.6以上。由于板材质轻，小于1000kg/m3，适用于装配式施工，采用无机多孔材料，在防火阻燃方面有较强的优势。通过大量阻抗管声学测试，对结果进行观察，分析。发现珍珠岩颗粒粒径、孔隙率、材料厚度、空腔厚度、串联结构等都对低频吸声性能有所影响。　　其次，采用珍珠岩为轻质骨料，水泥为胶凝材料，将发泡剂作为一个可选指标，研究了加入发泡剂和不加入发泡剂两种情况的水泥基珍珠岩隔声制品，在实验室人工制备隔声试样，并将市面上已有的隔声制品一同进行隔声量测试，将其隔声数据进行对比并分析隔声相关规律。发现隔声制品与吸声制品要求不同，隔声需要的是大量闭口孔隙，在珍珠岩颗粒为1mm以下粒径60%，1-3mm粒径掺比40%所制得的2#试样隔声制品平均隔声量能达到40-45dB。　　最后，把样块制成了大块板材后取样进行阻抗管测试。发现制成大块以后吸声性能与小块试样接近。然后通过手算对板材进行配筋，以使板材在实际吊装过程中具有足够的强度。验算了四点吊装应力符合要求。

目录

声明

第 1 章 绪论

1.1 引言

1.2 现有装配式变电站墙体材料

1.3 声学特性

1.3.1 吸声材料

1.3.2 隔声材料与隔声机理

1.4 用于装配式墙板材料的吸、隔声理论研究现状

1.5 课题研究的目的和意义

1.6 课题主要研究思路

1.6.1 新型墙板的降噪性能优化

1.6.2 钢结构装配式墙板的施工吊装

第 2 章 原材料与实验设计方法

2.1 实验主要原材料

2.1.1 胶凝材料

2.1.2 轻骨料

2.1.3 外加剂

2.1.4 海绵

2.1.5 陶瓷粉

2.2 实验设备

2.3 主要实验内容

2.4 材料性能表征

2.4.1 材料烘干前后的面积收缩率

2.4.2 材料透水性测试

2.4.3 孔隙尺寸和结构特征

2.4.4材料的吸声系数、隔声量测试

2.4.5制品抗压强度

2.4.6 制品的容重

2.5 孔隙结构对吸隔声性能的影响

2.6 吸声与隔声测试方法与评价标准

第 3 章 多孔吸声材料的制备与性能研究

3.1 引言

3.2 有机浸渍法制备多孔陶瓷吸声材料

3.2.1 前驱体法制备多孔陶瓷

3.2.2 原材料的选择与预处理

3.2.3 实验主要过程

3.3 陶瓷质多孔材料的研制

3.3.1 生产陶瓷质多孔材料的材料及工艺流程

3.3.2 陶瓷质多孔材料吸声性能研究

3.3.3 陶瓷质多孔材料应用背景

3.3.4 陶瓷的制备

3.3.5 陶瓷质多孔材料性能检测

3.3.6 陶瓷质多孔材料性能测试

3.3.7 结论

3.4 水泥基轻骨料多孔吸声材料研制

3.4.1 引言

3.4.2 实验部分

3.4.3 数据分析图表

3.4.4 试验结果与讨论

3.4.5 水泥基珍珠岩体系吸声规律

3.4 吸声材料 SEM 微观结构分析

3.5 本章小结

第 4 章 多孔隔声制品实验与测试

4.1 前言

4.2 隔声制品研制方案

4.2.1 隔声制品研制思路

4.2.2 制作工艺流程

4.2.3 样品试制实验方案

4.3 珍珠岩吸隔声制品的隔声量分析

4.3.1 水泥基珍珠岩隔声制品

4.3.2 发泡水泥基珍珠岩隔声制品

4.3.3 市售隔声制品隔声量测试研究

4.4 隔声制品 SEM 微观结构分析

4.5 珍珠岩吸隔声制品的力学性能测试

第 5 章 装配式吸隔声墙板吊装计算

5.1 引言

5.2 吊装施工技术

5.2.1 吊装顺序

5.2.2 墙板吊装

5.3 150mm 厚预制板起吊承载力计算

5.3.1 手算

5.3.2 预制板最低吊装强度

5.4 本章小结

结 论

参考文献

附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录 B 攻读学位期间参与的科研项目

致 谢