專利名稱：軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑領(lǐng)域下的建筑裝飾材料類，它涉及一種軌道交通用硅酸鹽無機(jī)多孔吸、隔聲材料的配方及生產(chǎn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
吸聲材料(sound-absorbing material)，是具有較強(qiáng)的吸收聲能、減低噪聲性能的材料。借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而對(duì)入射聲能具有吸收作用的材料。吸聲材料要與周圍的傳聲介質(zhì)的聲特性阻抗匹配，使聲能無反射地進(jìn)入吸聲材料，并使入射聲能絕大部分被吸收。早期的吸聲材料主要是棉、麻、毛氈等天然多孔有機(jī)材料。天然纖維材料成本低、 吸聲頻帶寬、生產(chǎn)簡單，但其防火、防潮以及防腐性能差。隨后，人們以無機(jī)多孔材料來取代天然纖維材料，發(fā)展了顆粒型、泡沫型多孔吸聲材料如礦渣磚、泡沫玻璃、吸聲陶瓷以及無機(jī)纖維材料等。礦渣磚等材料吸聲性能較差，且笨重不便使用。無機(jī)礦物纖維材料如玻璃棉等，吸聲性能好，阻燃、耐腐蝕，但存在污染環(huán)境危害健康等問題。于是，以共振吸聲材料(結(jié)構(gòu))為代表的無纖維吸聲材料受到重視。但共振吸聲材料的吸聲頻帶較窄，對(duì)頻率的選擇性很強(qiáng)，一般只適用于中、低頻的單頻聲，長期以來仍不能替代纖維性吸聲材料。 隨后出現(xiàn)了泡沫金屬、金屬纖維等多孔性金屬吸聲材料，但多孔性金屬存在成本高、工藝條件不易控制等問題。泡沫高分子類吸聲材料吸聲效果好，但存在耐火、耐老化等性能差， 限制其廣泛使用?，F(xiàn)今輪軌噪聲是列車運(yùn)行時(shí)的主要聲源之一，其噪聲頻率分布主要范圍500至 4000Hz。因此，吸聲材料必須在這個(gè)頻率范圍具有較高的吸聲系數(shù)。要求在無軋軌道上設(shè)置吸聲塊的吸聲材料不僅要有良好的吸聲性能，同時(shí)也要具備良好的絕緣性能，耐候性能、 脫水性能和耐沖擊性能。目前市場(chǎng)上滿足要求的材料主要有以下三類水泥基膨脹珍珠巖吸聲材料，陶泥混凝土材料和金屬多孔吸聲材料和多孔硅酸鹽吸聲材料。對(duì)于水泥基膨脹珍珠巖吸聲材料來說，它是靠珍珠巖顆粒里的微孔及其堆積形成的孔隙達(dá)到吸聲效果，其吸聲系數(shù)為0. 6左右，耐久性高，對(duì)環(huán)境無污染，施工方便，但其微孔的連通率不是很高，吸聲效果有一定的局限性。陶泥混凝土材料需要高溫?zé)?，工藝較復(fù)雜，制作成本高。金屬多孔吸聲材料強(qiáng)度高，加工安裝方便，耐候、高溫性能好，不含有機(jī)粘結(jié)劑，可回收利用，但由于制作成本高，在國內(nèi)還有待進(jìn)一步發(fā)展。而多孔硅酸鹽吸聲材料以多孔的結(jié)構(gòu)來達(dá)到吸聲的效果，其孔隙連通率很高，施工方便，原材料可控，整個(gè)工藝低能耗并無環(huán)保問題，其平均吸聲系數(shù)能達(dá)到0. 8，必將成為吸聲降噪用的主要材料之

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決當(dāng)前軌道交通帶來的噪聲污染，鑒于目前的吸聲材料吸聲性能、力學(xué)性能、耐候性、實(shí)用性與成本造價(jià)等方面存在的問題，而公開一種彌補(bǔ)以上缺陷的，可以很好的適用軌道交通上的硅酸鹽多孔吸聲材料及其制備方法。為了得到優(yōu)良的性能，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案
軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料，其特征在于原材料按以下重量百分比配置
干料快硬水泥40 55%，粉煤灰5 15%，粗石英沙5 10%，中石英沙廣5% ；
水20 35% ；
纖維0. 1 1%;
稠度劑0. 5 1% ；
穩(wěn)孔劑0. 4 2% ；
發(fā)泡劑0. 5 1% ；
聚合物乳液4飛％。軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料的制備方法，其特征在于步驟為 A按照以上配置準(zhǔn)備各原材料
B調(diào)節(jié)水溫度3(Γ60攝氏度，將稠度劑加入水中，再加入穩(wěn)孔劑，攪拌至其充分溶解； C上述溶液中加入干料攪拌； D再加入纖維和聚合物乳液，然后攪拌使其充分分散； E加入發(fā)泡劑攪拌，最后得到漿料； F將拌好的漿料倒入模具中自然成型； G脫模、養(yǎng)護(hù)，形成制式規(guī)格。常規(guī)粗石英砂粒徑為1. 25 0. 63mm、中石英砂粒徑0. 63 0. 315mm。穩(wěn)孔劑為脂肪醇或脂肪酸類，如十二烷基磺酸鈉或聚乙烯醇。本發(fā)明稠度劑為纖維素醚或聚丙烯酰胺。本發(fā)明發(fā)泡劑與穩(wěn)孔劑能讓原料產(chǎn)生大量的，連通的，向外敞開的微孔。本發(fā)明所用纖維為聚丙烯纖維，加入纖維攪拌時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速50(Tl200r /min，攪拌 0. 5 1. 5min。本發(fā)明聚合物乳液為丙烯酸乳液，作用是使混凝土擁有更好的粘結(jié)性能，改善其抗裂性。本發(fā)明加入干料攪拌時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)為100(T3000r /min，攪拌2 5min。本發(fā)明發(fā)泡劑為雙氧水、乙二胺或十二烷基磺酸鈉，加入發(fā)泡劑攪拌時(shí)，攪拌 10 30s。成型后靜停4、小時(shí)脫模，進(jìn)養(yǎng)護(hù)室，在3(T60°C的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)M小時(shí)后自然養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn)
(1)用化學(xué)方法制孔，連通率高孔，隙結(jié)構(gòu)更加的合理，大大的提高了產(chǎn)品的吸聲性能。(2)采用快硬水泥，使發(fā)泡劑產(chǎn)生的孔能快速成型，使孔的數(shù)量與結(jié)構(gòu)都得到了提
尚ο(3)利用二級(jí)以上的粉煤灰改善了孔結(jié)構(gòu)，也可以提高水泥的水化程度，提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能。(4)石英沙采用60目和80目兩中不同粒徑，同樣有利于改善孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。(5)加入了聚丙烯纖維，提高產(chǎn)品的抗裂性能，改善了產(chǎn)品因?yàn)槎嗫状嬖诘牧W(xué)方面的缺點(diǎn)。(6)加入丙稀酸乳液，提高產(chǎn)品的粘結(jié)性能，改善其抗裂性。(7)產(chǎn)品為無機(jī)硅酸鹽多孔材料，不但質(zhì)輕，耐候，而且方便加工成各種需要的外形尺寸。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)例具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)例。通過調(diào)速水灰比來控制產(chǎn)品的容重，孔隙率，以期達(dá)到力學(xué)性能與吸聲性能的平實(shí)例1
按水灰比0. 6進(jìn)行配制時(shí)，增加發(fā)泡劑的用量。吸聲材料重量份配合比水15. 2 Kg ；水泥26. 5 Kg ；粉煤灰2. 6Kg ；石英砂60目 3. 8 Kg ；石英砂80目1. 6Kg ；粘度調(diào)節(jié)劑6g ；纖維150g ；發(fā)泡劑550ml ；穩(wěn)孔劑190g 聚合物乳液50g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果所得的多孔材料，顏色呈灰色，孔隙率很大；其容重在420kg/m3以上。實(shí)例2
按水灰比0. 4進(jìn)行配制，減少發(fā)泡劑的用量。吸聲材料重量份配合比水10. 3 Kg ；水泥25. 5 Kg ；粉煤灰2. 5Kg ；石英砂60目 3. 6 Kg ；石英砂80目1. 5Kg ；粘度調(diào)節(jié)劑5g ；纖維130g ；發(fā)泡劑500ml ；穩(wěn)孔劑185g;聚合物乳液50g。實(shí)驗(yàn)結(jié)果所得的多孔材料，顏色呈灰白色，孔隙率較水灰比0. 6的?。黄淙葜剡_(dá) 500kg/m3。實(shí)例3
按實(shí)例2的配方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其它成份及配比不變，纖維使用3飛mm和iTl2mm兩種規(guī)格的進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果短的纖維比長的纖維更容易分散，分布亦更加的均勻且沒有纖維上浮的現(xiàn)象。實(shí)例4
把實(shí)例2配方中的丙烯酸乳液去掉，保持其它的條件不變，與實(shí)例2進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)于實(shí)例2中的試件其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度都出現(xiàn)了一定程度的降低。
權(quán)利要求
1.軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料，其特征在于原材料按以下重量百分比配置 干料快硬水泥40 55%，粉煤灰5 15%，粗石英沙5 10%，中石英沙廣5% ；水20 35% ； 纖維0. 1 1%; 稠度劑0. 5 1% ； 穩(wěn)孔劑0. 4 2% ； 發(fā)泡劑0. 5 1% ； 聚合物乳液4飛％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料，其特征在于穩(wěn)孔劑為脂肪醇或脂肪酸類。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料，其特征在于穩(wěn)孔劑為十二烷基磺酸鈉或聚乙烯醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料，其特征在于稠度劑為纖維素醚或聚丙烯酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料，其特征在于纖維為聚丙烯纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料，其特征在于聚合物乳液為丙烯酸乳液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料，其特征在于發(fā)泡劑為雙氧水、乙二胺或十二烷基磺酸鈉。
8.權(quán)利要求1-7任一所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料的制備方法，其特征在于步驟為A按照以上配置準(zhǔn)備各原材料B調(diào)節(jié)水溫度3(Γ60攝氏度，將稠度劑加入水中，再加入穩(wěn)孔劑，攪拌至其充分溶解； C上述溶液中加入干料攪拌； D再加入纖維和聚合物乳液，然后攪拌使其充分分散； E加入發(fā)泡劑攪拌，最后得到漿料； F將拌好的漿料倒入模具中自然成型； G脫模、養(yǎng)護(hù)，形成制式規(guī)格。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料的制備方法，其特征在于 加入纖維攪拌時(shí)，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速50(Tl200r /min，攪拌0. 5^1. 5min ；加入干料攪拌時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)為100(T3000r /min，攪拌2 5min ；加入發(fā)泡劑攪拌時(shí)，攪拌l(T30s。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軌道交通用硅酸鹽多孔吸聲材料的制備方法，其特征在于 成型后靜停4、小時(shí)脫模，進(jìn)養(yǎng)護(hù)室，在3(T60°C的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)M小時(shí)后自然養(yǎng)護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明為解決現(xiàn)有吸聲材料吸聲性能、力學(xué)性能、耐候性、實(shí)用性與成本造價(jià)等方面存在的問題，提供一種硅酸鹽多孔吸聲材料及其制備方法，方法步驟為A配置原材料，干料快硬水泥40~55%，粉煤灰5~15%，粗石英沙5~10%，中石英沙1~5%；水20~35%；纖維0.1~1%；稠度劑0.5~1%；穩(wěn)孔劑0.4~2%；發(fā)泡劑0.5~1%；聚合物乳液4~6%。B將稠度、穩(wěn)孔劑加入水中，攪拌充分溶解；C上述溶液中加入干料攪拌；D再加入纖維和聚合物乳液，然后攪拌使其充分分散；E加入發(fā)泡劑攪拌，最后得到漿料；F將拌好的漿料倒入模具中自然成型；G脫模、養(yǎng)護(hù)，形成制式規(guī)格。
文檔編號(hào)C04B38/02GK102408249SQ20111025013
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者劉應(yīng)虎, 謝斌 申請(qǐng)人:四川西南交大鐵路發(fā)展有限公司