本发明涉及一种噪声控制工程用的耐候吸声板。可广泛用于高速公路声屏障,地下铁道通风系统,航空发动机试车台的高温排气道以及其它噪声治理工程。 目前在露天、地下通道和高温场所采用的岩棉、玻璃棉等纤维材料,本身的机械强度差,在恶劣的气候条件下使用,易变形和破损,使声学性能下降,同时其粉尘和残弃物对环境造成污染。
声学工作者研制了新型无机吸声材料,以获得良好的声学效果和长寿命。其中:
[1]英国专利GB1437118 1976.5.26.
为一种由多孔砾石、黄砖粉加快干水泥混合而成的吸声混凝土。
[2]日本专利J63-60172 1988.3.16.
涉及一种由陶瓷颗粒涂以树脂组合物,加热硬化的多孔吸声材料。
[3]中国专利CN1043116A 1990.6.20.
为一种由水泥、焙烧煤矸石轻骨料、膨胀珍珠岩所组成的吸声砌块。
[4]非专利文献《Inter noise80》(P,641-644),1980.12.8.
介绍一种在瓷质颗粒表面上釉后再烧结而成的吸声材料。
在耐候性方面,[1]-[3]欠佳,[4]最好,但价格昂贵。
本发明的目的是提供一种强度和声学性能均优,造价低廉,能耐恶劣气候的长寿命吸声板材。
本发明的耐候吸声板以粒径为0.5-2.5mm的焦宝石骨料和优质粘土为主要成分,按照表1所示的重量百分比(%)进行配料。
骨料、泥浆的重量配合比(%) 表1焦宝石骨料优质粘土增白釉浆(比重1.5)水85-9015-10外 加41.5
相应原材料的化学成分百分比(%)如表2所示。
原材料的化学成分百分比(%) 表2原料耐火度Al2O3SiO2Fe2O3TiO2MgOCaO焦宝石>1730℃47.0148.80.860.97--优质粘土>1710℃32.850.91.081.97--釉 料>1300℃14.8568.040.47-4.060.05
耐候吸声板地工艺流程图见说明书附图。其中焦宝石熟料颗粒的筛分包括过筛和水洗二工步,纯净的颗粒分组料(2.5-1.5mm)和细料(0.5-1.5mm)堆放。根据粗、细料的粒径分布状况选定粗、细料的搭配百分比,组成吸声板用骨料。原材料配料后,采用搅拌机混合至均匀松散状态,按照吸声板的湿容重逐份称重填入模具,由压力机制坯成型。生坯在托板上烘干后码入推板窑中焙烧。
焦宝石颗粒表面裹复的优质粘土在最终烧成温度(1300-1330℃)下,使吸声板整体形成高强度多孔结构(孔隙率约0.42-0.46),具有优良的热稳定性。
通过不同的配比可实施特定的声学性能和力学性能组合,满足不同的使用要求。采用尺寸为φ98×90(mm)的标准样品测定不同实施方案的性能,结果如下:
实施例一
90%的焦宝石颗粒和10%的优质粘土,高温烧成的样品
容重 抗压强度 吸声系数(驻波管法)
(t/m3) (MPa) 峰值为0.62
1.85 4.5 200-2000Hz的平均值为0.53
实施例二
87%的焦宝石颗粒和13%的优质粘土,高温烧成的样品
容重 抗压强度 吸声系数(驻波管法)
(t/m3) (MPa) 峰值为0.51
1.90 15.2 200-2000Hz的平均值为0.36
实施例三
85%的焦宝石颗粒和15%的优质粘土,高温烧成的样品
容重 抗压强度 吸声系数(驻波管法)
(t/m3) (MPa) 峰值为0.40
2.0 19.8 200-2000Hz的平均值为0.26
上述实例表明,随着粘土成分的增加,强度增加,孔隙率及吸声系数下降。根据减少多孔材料厚度,后留空腔的结构可获优良吸声性能的原理,我们在实施例二的基础上,制成20-25mm厚的吸声板,在后留不同深度的空腔时,获得了良好的声学特性(由同济大学声学研究所测定),表3和表4分别给出了耐候吸声板后留空腔结构时的驻波管法吸声系数和混响室法吸声系数。
耐候吸声板的常温抗压强度和抗折能力,高温抗压强度和热稳定性已经测定(见表5)。
声学、力学和热工试验表明,耐候吸声板的性能可以满足各种恶劣环境中噪声控制工程的要求。
当采用铝矾土骨料代替焦宝石骨料时,除容重略有增加外、声学、力学和热工性能没有明显变化。