專利名稱：：道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是一種道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板及其制備方法。屬于用于經(jīng)空氣傳播的噪音吸收材料，特別涉及一種道路聲屏障專用的硅酸鹽水泥聚合物吸聲隔音板材。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代工業(yè)文明帶來了前所未有的噪聲干擾，噪聲與水污染、空氣污染和垃圾并列為現(xiàn)代世界環(huán)境的四大公害。尤其是來自高速公路、高速鐵路、高架橋、地鐵、輕軌等車輛運行的噪聲不僅使人煩惱，干擾睡眠，妨礙學(xué)習(xí)、工作和休息，影響人體健康，而且難以徹底消除。設(shè)立聲屏障是行之有效的措施之一。聲波傳播過程中遇到屏障時，一部分被反射，一部分被吸收，還有一部分被透射和繞射。隔聲型聲屏障的聲波反射系數(shù)大，透射系數(shù)很小，對道路外側(cè)的降噪效果較好，而道路內(nèi)側(cè)噪聲則加大。吸聲型聲屏障通過其表面的高效吸聲材料吸收聲波，“吃掉”部分噪聲，可同時改善道路內(nèi)外兩側(cè)的聲環(huán)境。因此，吸聲型聲屏障為本領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。目前，聲屏障主要有木屑板、混凝土板、金屬板、珍珠巖板、玻璃鋼板等種類。其中，混凝土板制造簡單，成本較低。得到廣泛應(yīng)用。但在用于道路聲屏障的板材性能方面還存在如下問題1.吸聲、隔聲性能不佳。2.水泥基聲屏障板產(chǎn)生返鹵、泛霜。3.強度低，易變形。4.耐水性差。5.耐風(fēng)化性能差，使用壽命短。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種不返鹵、不泛霜，強度高、不變形，耐水性好、抗風(fēng)化，使用壽命長，吸聲隔音性能優(yōu)異的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來達到本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，其特征在于①.吸聲板結(jié)構(gòu)特征外形為扁平狀長方體，吸聲板框架一次澆注成型，其中，底層封閉、面層多孔、中間夾層雙腔并填裝無機吸聲材料；②.材料特征特征①中所述之無機吸聲材料是巖棉或玻璃棉；吸聲板框架包括如下以重量份數(shù)計的原料組分MgO3540MgCl2.6H203844H3PO40.50.6Na2PO40·20·3減水分散劑NNO0.20.3FeSO4.7Η200.81.0有機聚合物乳液固含量40%1030活性SiO2改性劑1113增強纖維911硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑0.40.6。水適量。本發(fā)明的吸聲板在保證其力學(xué)性能前題下，兼顧板材的面密度<80Kg/m2，吸聲板采用了外形為扁平狀長方體，吸聲板框架一次澆注成型，其中，底層封閉、面層多孔、中間夾層設(shè)計為雙腔，并填裝無機吸聲材料，通過采用吸聲材料優(yōu)化內(nèi)部吸聲結(jié)構(gòu)是能顯著提高吸聲效果的。通過表層、底層和中間夾層三層結(jié)構(gòu)，每層板的密度不一，使聲波阻抗發(fā)生變化，形成梯度，使聲波在每層的界面處的反射系數(shù)降低，相應(yīng)提高各頻率的吸聲系數(shù)。通過吸聲板的孔結(jié)構(gòu)的變化，也能起到聲波會傳導(dǎo)的混合消音的作用。吸聲板的機構(gòu)特征，起到了吸聲屏障的吸聲作用，經(jīng)測試吸音系數(shù)(NPC)能達到0.7以上。傳統(tǒng)鎂水泥組成中，當(dāng)MgO和MgCl2的反應(yīng)量化關(guān)系失調(diào)就會產(chǎn)生返鹵、泛霜的現(xiàn)象。所謂返鹵是指MgCl2用量過剩，硬化后的鎂水泥制品中的殘存的氯化鎂吸收空氣或環(huán)境中的水份，表面產(chǎn)生潮濕，進而掛滿水珠連成一片形成流淌的現(xiàn)象。若MgO用量過剩，除損失強度和產(chǎn)生體積膨脹不安定外，還會產(chǎn)生無強度的表面粉塵，這種現(xiàn)象即所謂的泛霜。返鹵、泛霜是鎂水泥制品的重大質(zhì)量缺陷，除影響外觀、污染環(huán)境外，還會造成鎂水泥制品降低強度，防水性能差。本發(fā)明的吸聲板框架材料組分中的MgO以活性MgO含量為依據(jù)，以形成具有力學(xué)性能的5Mg(OH)2·MgCl2-SH2O的相結(jié)構(gòu)為目的，確定MgO與MgCl2的反應(yīng)量化關(guān)系，而且追蹤于隨著輕燒MgO粉的活性MgO含量的不同，隨時調(diào)整MgCl2(促凝劑)的用量，即所謂的動態(tài)科學(xué)組成配比，致使MgO與MgCl2能達到準(zhǔn)確的量化反應(yīng)關(guān)系，從而杜絕了返鹵、泛霜現(xiàn)象。加入含活性SiO2的粉煤灰或硅灰，能使未反應(yīng)且具有影響安定性的MgO形成穩(wěn)定的難溶性的鹽，而且發(fā)生一系列的水化凝聚反應(yīng)，形成類似滑石粉人造石的結(jié)構(gòu)3Mg0+4Si02+8H20-3Mg0·4Si02·8H20含活性SiO2的粉煤灰、硅灰、具有火山灰的功能作用，能在鎂水泥水化熱(925J/g·MgO,30天的放熱量可達1387J/g·MgO)的作用下形成水合硅酸鈣凝膠，對提高增強度、防止變形極為有利。本發(fā)明的吸聲板框架原料組分中的活性SiO2改性劑，能減少體積收縮，增加穩(wěn)定性，同時可減輕制品的重量(粉煤灰松散容重為600-700g/m3)。因此，組分中的粉煤灰或硅灰不僅起到了改變了Cl-O-Mg的結(jié)構(gòu)，改善了功能，而且作為填充料，降低了本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強吸聲材料的造價。本發(fā)明的吸聲板框架原料組分中的磷酸鹽的加入，顯著提高了其穩(wěn)定性，耐久性。水泥的硬化體的結(jié)構(gòu)物經(jīng)X衍射儀測定，其結(jié)構(gòu)式為5Mg0+MgCl2+8H20-5Mg(OH)2·MgCl2·8H20(簡稱5·1·8相)未經(jīng)改性的5·1·8結(jié)構(gòu)體呈現(xiàn)針棒狀結(jié)晶體，類似石膏結(jié)晶形態(tài)，在水中結(jié)晶體的穿插和粘附會被破壞，結(jié)晶體形貌如圖1所示，因此在水中的強度會不同程度的降低。加入磷酸鹽就能將針狀晶體改變成以葉片狀及膠凝狀、板塊狀的晶體(如圖2、3、4所示)形成晶體的重疊，穿插、連生構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)以提高5·1·8相的穩(wěn)定性，同時也提高耐水性。本發(fā)明的吸聲板框架原料組分中的有機聚合物乳膠液和含氧化鋁、二氧化硅的硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑及鐵鹽，三者復(fù)合的抗水添加劑。其中有機聚合物乳液除了聚合物本身的加入提高強度外，還具有堵塞毛細通道，改變孔結(jié)構(gòu)，提高防水性能的作用，使本發(fā)明的吸收材料的吸水率降低80%，粘接強度提高1-4倍，延伸率提高2-3倍。本發(fā)明的吸聲板框架原料組分中的氧化鋁和鐵鹽、磷酸鹽，由于成份中含有P.S.Al等元素可形成穩(wěn)定的四面體結(jié)構(gòu)單位，可以致使晶體形成葉片狀重疊，穿插的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高相結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也提高了本發(fā)明的吸聲板的抗水性和耐久性。其中蒙脫土遇水能膨脹形成自身體積5倍的空間，在控制加量的前提下，能有效的改變鎂水泥的孔結(jié)構(gòu)，有效的提高防水性能。鎂水泥組合物含水率過高是造成多余水份蒸發(fā)的原因，而且又不可能等速、均勻的蒸發(fā)。引起的收縮不一致，會導(dǎo)致變形。本發(fā)明的吸聲板原料組分中，采用了減水性表面活性劑，達到組合物含水率降低，而流動合易性提高，可以減少因收縮不一致造成的吸聲板變形。本發(fā)明的吸聲板原料組分中，采用了多度面交增強的中堿玻璃纖維和分散增強的短PP纖維及農(nóng)作物秸桿或木屑纖維，共同對吸聲板增強和防裂、防變形處理，達到了理想的防變形效果。本發(fā)明的吸聲板的原料組分中的各組分的性能相互協(xié)調(diào)、相互補充、效果疊加，共同為本發(fā)明的吸聲板提供了優(yōu)質(zhì)材料技術(shù)支持。本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，其特征在于；①.吸聲板結(jié)構(gòu)特征中，所述之吸聲板采用雙腔，面層開有長條孔、孔間斷而不連通，中間夾層為開園孔的帶有凹凸型條形間隔的孔板。②.材料特征吸聲板框架包括如下以重量份數(shù)計的原料組分MgO36.76MgCl2.6Η2041.70H3PO40.55Na2PO40.27減水分散劑NNO0.24FeSO4.7Η200.94有機聚合物乳液固含量40%20粉煤灰12.38增強纖維9.97膨潤土或蒙脫土0.5水適量。是申請人公開的優(yōu)選的技術(shù)方案。本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，原料組分中的聚合物乳液是聚丙烯酸酯乳液、環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯乳液中的一種。本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，組分中的活性SiO2改性劑是粉煤灰或硅灰。本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，組分中的增強纖維是堿玻璃纖維、分散增強的短PP纖維、木屑纖維、農(nóng)作物秸稈纖維中的任一種或其任意兩種以上組合。本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，組分中的硅鋁結(jié)構(gòu)改性劑是膨潤土、蒙脫土中的一種或二者組合。本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板的制備方法，其特征在于包括如下步驟①.復(fù)合鹵液的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計量的MgCl26H20、H3P04、Na2P04、減水分散劑NN0、FeS04.7H20、有機聚合物乳液和適量水加入復(fù)合商液制備槽中，攪拌下使其完全溶解后，過濾，備用；②.料漿的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計量的MgO、活性SiO2改性劑、增強纖維、硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑加入步驟①制備好的復(fù)合鹵液中，攪拌2030分鐘，形成漿料，備澆注用；③.澆注、固化成型按照常規(guī)混凝土澆注程序，將步驟②制備的漿料澆注到預(yù)先設(shè)計制造好的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板模具中，固化成型；④.脫膜、自然養(yǎng)護；⑤.中間夾層填裝無機吸聲材料；⑥.檢驗，合格后包裝入庫。本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲隔音板及其制備方法，相比現(xiàn)有技術(shù)有如下積極效果1.提供了一種不返鹵、不泛霜，強度高、不變形，耐水性好、抗風(fēng)化，使用壽命長，吸聲隔音性能優(yōu)異的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲隔音板及其制備方法。2.強度高，不變形。3.優(yōu)異的耐水性。4.耐風(fēng)化性能好，使用壽命25年以上。圖1是未經(jīng)改性的氯氧鎂水泥針狀5.1.8結(jié)晶態(tài)SEM照片圖2是本發(fā)明的吸聲板采用的硅鎂聚合物水泥膠凝狀5.1.8結(jié)晶形態(tài)SEM照片圖3是本發(fā)明的吸聲板采用的硅鎂聚合物水泥膠凝變形葉片狀5.1.8結(jié)晶形態(tài)SEM照片圖4是本發(fā)明的吸聲板采用的硅鎂聚合物水泥塊狀5.1.8結(jié)晶形態(tài)SEM照片圖5是本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板的剖面示意6是本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板的立體示意圖圖7是本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板的面層主視圖示意圖具體實施例方式本發(fā)明下面結(jié)合實施例作進一步詳述實施例1按照如下步驟制備本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板①復(fù)合鹵液的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計量的促凝劑MgCl26H2041.70重量份，H3PO40.55重量份，Na2PO40.27重量份，減水分散劑NNO0.24重量份、FeSO4.7H200.94重量份、聚丙烯酸酯乳液20重量份和適量水加入復(fù)合商液制備槽中，攪拌下使其完全溶解后，過濾，備用；②.料漿的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計量的MgO36.76重量份，活性SiO2改性劑粉煤灰12.38重量份，增強纖維木屑纖維9.97重量份，硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑膨潤土0.5重量份，順序加入步驟①制備好的復(fù)合鹵液中，攪拌2030分鐘，形成漿料，備澆注用；③.澆注、固化成型按照常規(guī)混凝土澆注程序，將步驟②制備的漿料澆注到預(yù)先設(shè)計制造好的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板模具中，固化成型；④.脫膜、自然養(yǎng)護；⑤.中間夾層填裝巖棉或玻璃棉無機吸聲材料；⑥.檢驗，合格后包裝入庫。制備的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板達到如下技術(shù)指標(biāo)號技術(shù)性能名稱技術(shù)指標(biāo)備注GBJ47標(biāo)準(zhǔn)1平均吸聲系數(shù)NRC彡0.7符合GB/T23451-2009隔聲性能dBWiO符合GB175面密度Kg/m2^50GB/T7019~抗壓強度MPAWl符合GB15762標(biāo)準(zhǔn)^~抗動力沖擊^30J符合GB/T3122要求~~6抗沖擊性(次)符合GB/T23451-2009<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例2實施例6按照實施例1的制備方法，按照表1的配方制備本發(fā)明的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例2實施例6制備的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板均達到如下技術(shù)指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求一種道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，其特征在于①.吸聲板結(jié)構(gòu)特征外形為扁平狀長方體，吸聲板框架一次澆注成型，其中，底層封閉、面層多孔、中間夾層雙腔并填裝無機吸聲材料；②.材料特征特征①中所述之中間夾層填裝的無機吸聲材料是巖棉或玻璃棉；吸聲板框架包括如下以重量份數(shù)計的原料組分MgO35～40MgCl2.6H2O38～44H3PO40.5～0.6Na2PO40.2～0.3減水分散劑NNO0.2～0.3FeSO4.7H2O0.8～1.0有機聚合物乳液固含量40％10～30活性SiO2改性劑11～13增強纖維9～11硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑0.4～0.6。水適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，其特征在于；①..吸聲板結(jié)構(gòu)特征中，所述之吸聲板采用雙腔，面層開有長條孔、孔間斷而不連通，中間夾層為開園孔的帶有凹凸型條形間隔的孔板。②.材料特征吸聲板框架包括如下以重量份數(shù)計的原料組分MgO36.76MgCl2.6H2041.70H3PO40.55Na2PO40.27減水分散劑NNO0.24FeSO4.7H200.94有機聚合物乳液固含量40%20粉煤灰12.38增強纖維9.97膨潤土或蒙脫土0.5水適量。3.按照權(quán)利要求1的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，其特征在于原料組分中的聚合物乳液是聚丙烯酸酯乳液、環(huán)氧樹脂乳液、聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯乳液中的一種。4.按照權(quán)利要求1的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，其特征在于原料組分中的活性SiO2改性劑是粉煤灰或硅灰。5.按照權(quán)利要求1的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，其特征在于原料組分中的增強纖維是堿玻璃纖維、分散增強的短PP纖維、木屑纖維、農(nóng)作物秸稈纖維中的任一種或其任意兩種以上組合。6.按照權(quán)利要求1的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板，其特征在于原料組分中的硅鋁結(jié)構(gòu)改性劑是膨潤土、蒙脫土中的一種或二者組合。7.—種權(quán)利要求1的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板的制備方法，其特征在于包括如下步驟①復(fù)合鹵液的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計量的MgCl26H20、H3PO4,Na2PO4、減水分散劑NNO、FeSO4.7H20、有機聚合物乳液和適量水加入復(fù)合商液制備槽中，攪拌下使其完全溶解后，過濾，備用；②.料漿的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計量的MgO、活性SiO2改性劑、增強纖維、硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑加入步驟①制備好的復(fù)合鹵液中，攪拌2030分鐘，形成漿料，備澆注用；③.澆注、固化成型按照常規(guī)混凝土澆注程序，將步驟②制備的漿料澆注到預(yù)先設(shè)計制造好的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板模具中，固化成型；④.脫膜、自然養(yǎng)護；⑤.中間夾層填裝無機吸聲材料；⑥.檢驗，合格后包裝入庫。全文摘要本發(fā)明是一種道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲板及其制備方法。屬于用于經(jīng)空氣傳播的噪音吸收材料。外形為扁平狀長方體，吸聲板框架一次澆注成型，其中，底層封閉、面層多孔、中間夾層雙腔并填裝無機吸聲材料；吸聲板框架包括如下以重量份數(shù)計的原料組分MgO35～40，MgCl2.6H2O38～44，H3PO40.5～0.6，Na2PO40.2～0.3，減水分散劑NNO0.2～0.3，F(xiàn)eSO4.7H2O0.8～1.0，固含量40％的有機聚合物乳液10～30，活性SiO2改性劑11～13，增強纖維9～11，硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑0.4～0.6，水適量。提供了一種不返鹵、不泛霜，強度高、不變形，耐水性好、抗風(fēng)化，使用壽命長，吸聲隔音性能優(yōu)異的道路聲屏障專用硅鎂聚合物水泥吸聲隔音板及其制備方法。使用壽命25年以上。文檔編號E01F8/00GK101818484SQ20101017954公開日2010年9月1日申請日期2010年5月21日優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日發(fā)明者周士海,秦沂農(nóng),董哲申請人:淄博北辰金屬材料科技發(fā)展有限公司