本發(fā)明涉及噪聲處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，提供了一種基于陶粒再處理工藝的聚合物基陶粒細(xì)粒聲屏障，可應(yīng)用于城市道路等需要降低噪聲污染的區(qū)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的吸聲類聲屏障主要為內(nèi)部填充吸聲纖維。填充纖維在使用過(guò)程中吸水下沉，或粉化，導(dǎo)致吸聲性能逐漸下降，也易造成粉塵污染。其次，纖維類填充材料形成的孔隙粒徑是一定的，其僅對(duì)一定頻段的噪聲具有吸聲效力。本領(lǐng)域技術(shù)人員一直在致力于尋找一種新型的可替代上述纖維的吸聲類材料。

陶粒是一種新型的多孔性材料，被廣泛應(yīng)用在建筑、污水處理凈化等領(lǐng)域中。陶粒外觀呈圓形或橢圓形球體，也有一些呈不規(guī)則碎石狀。陶粒在加工制作的過(guò)程中，外層形成一層堅(jiān)硬的釉質(zhì)或陶質(zhì)，強(qiáng)度較高，內(nèi)部多孔，且孔道蜿蜒曲折。因原料來(lái)源、燒結(jié)工藝的不同，可呈現(xiàn)暗紅、灰黃、灰黑、灰白、青灰等顏色。

在聲屏障吸聲材料中引入陶粒，利用其內(nèi)部多孔的特點(diǎn)，形成吸聲特性，但是經(jīng)過(guò)燒結(jié)形成的釉質(zhì)或陶質(zhì)將其內(nèi)部孔隙阻擋，并將聲音直接反射，需重新探索陶粒應(yīng)用的方式。馬大猷提出微穿孔板結(jié)構(gòu)，其作用機(jī)理為：當(dāng)聲波進(jìn)入一定孔徑的小孔后，激發(fā)空腔內(nèi)空氣振動(dòng)。如果噪聲的聲波頻率與該結(jié)構(gòu)共振頻率相等時(shí)，腔內(nèi)空氣發(fā)生共振，并由摩擦轉(zhuǎn)為熱損失，從而起到降到噪聲的作用。現(xiàn)有的微穿孔技術(shù)對(duì)于技術(shù)要求高、設(shè)備投資大，且費(fèi)用較高，不適用于用作聲屏障材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于陶粒再處理工藝的聚合物基陶粒細(xì)粒聲屏障，將大粒徑陶粒進(jìn)行精選、粉碎、篩選、分級(jí)后利用作為聲屏障材料，有效利用陶粒外表層釉、陶質(zhì)強(qiáng)度較高，內(nèi)部孔隙較豐富且孔道曲折的優(yōu)勢(shì)。

一種基于陶粒再處理工藝的聚合物基陶粒細(xì)粒聲屏障，包括表層吸聲層和底層隔聲層，所述表層吸聲層包括多層吸聲體，每層吸聲體由陶粒再處理工藝得到的輕質(zhì)多孔陶粒細(xì)粒和固結(jié)劑構(gòu)成，層之間設(shè)置有增強(qiáng)網(wǎng)格；所述表層吸聲層與底層隔聲層之間存在空腔。

優(yōu)選的，所述陶粒包括鋁礬土陶粒、黏土陶粒、頁(yè)巖陶粒、垃圾陶粒、煤矸石陶粒、生物污泥陶粒、粉煤灰陶粒的任意一種或多種。

優(yōu)選的，所述陶粒再處理工藝為將陶粒精選，粉碎和過(guò)篩，過(guò)篩篩孔分別為2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm和篩底灰，然后經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑浸泡后晾干。

優(yōu)選的，關(guān)于所述表層吸聲層：每層吸聲體厚度范圍為10～20mm，陶粒細(xì)粒粒徑為1.18mm、0.6mm或0.3mm中的任意一種，陶粒細(xì)粒：固結(jié)劑(質(zhì)量比)＝4～6:1，固結(jié)劑為雙組份類膠粘劑。

優(yōu)選的，所述表層吸聲層還包括多層吸聲體之間的阻尼層。

優(yōu)選的，所述阻尼層為sbs改性瀝青阻尼層，瀝青體系的粉料為陶粒再處理工藝得到的篩底灰，阻尼層的厚度為0.8～1.2mm，瀝青：sbs：篩底灰(質(zhì)量比)＝100:3～5:15～30。

優(yōu)選的，所述底層隔聲層為以玄武巖纖維作為增強(qiáng)網(wǎng)狀骨架的細(xì)石混凝土層，厚度范圍為20～30mm，其中將經(jīng)過(guò)陶粒再處理工藝得到的粒徑為2.36mm的陶粒細(xì)粒作為集料，取代集料比＝20～50％(質(zhì)量份)。

優(yōu)選的，所述表層吸聲層與底層隔聲層之間存在空腔厚度由鋼立柱所設(shè)的插槽控制，空腔厚度范圍為20～40mm。

將陶粒粉碎、精選、篩分后，可有效發(fā)揮陶粒本身所具有的兩種優(yōu)勢(shì)：1、陶粒經(jīng)過(guò)燒結(jié)后，表層有一層質(zhì)地堅(jiān)硬的陶質(zhì)與釉質(zhì)，經(jīng)過(guò)粉碎后，可形成眾多具有較高強(qiáng)度的陶粒細(xì)粒，可保證陶粒細(xì)粒吸聲體的力學(xué)性能；2、陶粒經(jīng)過(guò)燒制后，內(nèi)部形成大量蜿蜒曲折的孔隙，將其粉碎后，可有效增加孔隙的表面積，以便更好吸收聲音傳播的能量。

在吸聲體的制作中，將陶粒細(xì)粒提前在偶聯(lián)劑溶液中浸泡，一方面將陶粒細(xì)粒表面覆蓋一層偶聯(lián)劑，改善陶粒細(xì)粒的表面防水性能，另一方面，可有效降低固結(jié)劑的用量，并有效控制細(xì)粒表層裹覆的固結(jié)劑厚度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的陶粒細(xì)粒聲屏障，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、陶粒細(xì)粒本身為多孔結(jié)構(gòu)，相較于大理石或花崗巖等礦石經(jīng)精選后的顆粒，提供更多可能吸聲能力的孔道；

2、微孔制作工藝簡(jiǎn)單，且造價(jià)較低；

3、對(duì)陶粒細(xì)粒制作中產(chǎn)生的大粒以及篩底灰都進(jìn)行了合理的利用，不會(huì)產(chǎn)生新的不利于環(huán)境、需要再進(jìn)行處理的廢棄物，是一種有益于環(huán)境的新型細(xì)粒式聲屏障。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所提供的聲屏障所包括的吸聲層、阻尼層和隔聲層結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-吸聲體1、2-吸聲體2、3-空腔、4-隔聲層、5-纖維網(wǎng)格、6-瀝青阻尼層、7-2.36mm陶粒細(xì)粒。

圖2是本發(fā)明所述陶粒細(xì)粒吸聲體的吸聲性能測(cè)試結(jié)果，其中空腔為20mm和40mm。

圖3是本發(fā)明提供的陶粒細(xì)粒吸聲體實(shí)驗(yàn)室小樣示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的一種基于陶粒再處理工藝的聚合物基陶粒細(xì)粒聲屏障進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供的基于陶粒再處理工藝的聚合物基陶粒細(xì)粒聲屏障，包括表層吸聲層和底層隔聲層，所述表層吸聲層包括多層吸聲體，每層吸聲體由陶粒再處理工藝得到的輕質(zhì)多孔陶粒細(xì)粒和固結(jié)劑構(gòu)成，層之間設(shè)置有增強(qiáng)網(wǎng)格；所述表層吸聲層與底層隔聲層之間存在空腔。聲屏障還可以包括阻尼層。陶粒包括鋁礬土陶粒、黏土陶粒、頁(yè)巖陶粒、垃圾陶粒、煤矸石陶粒、生物污泥陶粒、粉煤灰陶粒的任意一種或多種。

由于各實(shí)施例中的陶粒細(xì)粒制作工藝是一致的，這里先詳述陶粒細(xì)粒的制作工藝：將粉煤灰或其他陶粒用粉碎機(jī)粉碎后除灰，經(jīng)過(guò)篩分，篩孔尺寸分別為：2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm以及篩底，共5級(jí)。將1.18、0.6、0.3mm粒徑的分別置于網(wǎng)箱中，浸于硅烷偶聯(lián)劑溶液24h，提出網(wǎng)箱，自然晾干。2.36mm粒徑細(xì)粒用于制作底層隔聲層細(xì)石混凝土的集料。篩底灰用于sbs改性瀝青阻尼層。

實(shí)施例一

(1)吸聲體的制作：

吸聲體1：稱取1.18mm陶粒細(xì)粒1000g，固化粘結(jié)劑200g(其中環(huán)氧樹(shù)脂152g、胺類固化劑40g、稀釋劑8g)，固結(jié)劑為市場(chǎng)現(xiàn)有常規(guī)膠粘劑，不做具體要求。固結(jié)劑預(yù)熱至50℃，與陶粒細(xì)粒混合均勻入模，入模一定厚度(5mm)時(shí)，鋪設(shè)一層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)格。繼續(xù)裝模，施壓，養(yǎng)護(hù)(22～23℃，7d)，拆模。

吸聲體2：制作工藝同吸聲體1。

(2)阻尼層的制作：

阻尼層材料為sbs改性瀝青，其中瀝青用量：sbs：篩底灰(質(zhì)量比)＝100：5：20。將上述阻尼層材料加熱至160℃，高速剪切混合均勻，涂抹于吸聲體1與吸聲體2之間，施加壓力進(jìn)行粘接，阻尼層的厚度為1.2mm。

(3)底層隔聲層的制作：

底層隔聲層為細(xì)石混凝土，其中集料為2.36mm級(jí)陶粒細(xì)粒，取代集料比為30％質(zhì)量份。細(xì)石混凝土為常規(guī)配比。

(4)安裝時(shí)，吸聲層與隔聲層之間的插槽距離為20mm，即空腔厚度。

實(shí)施例二

本實(shí)施例中吸聲體1與吸聲體2所用陶粒細(xì)粒粒徑不同，粒徑較大者朝向噪聲源。

(1)吸聲體的制作：

吸聲體1：稱取1.18mm陶粒細(xì)粒1000g，固化粘結(jié)劑200g(其中環(huán)氧樹(shù)脂152g、胺類固化劑40g、稀釋劑8g)，固化粘結(jié)劑為市場(chǎng)現(xiàn)有常規(guī)膠粘劑。固化粘結(jié)劑預(yù)熱至50℃，與陶粒細(xì)?；旌暇鶆蛉肽?，入模一定厚度(5mm)時(shí)，鋪設(shè)一層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)格。繼續(xù)裝模，施壓，養(yǎng)護(hù)(22～23℃，7d)，拆模。

吸聲體2：稱取0.6mm陶粒細(xì)粒1000g，固化粘結(jié)劑200g(其中環(huán)氧樹(shù)脂152g、胺類固化劑40g，稀釋劑8g)，固化粘結(jié)劑為市場(chǎng)現(xiàn)有膠粘劑。固化粘結(jié)劑預(yù)熱至50℃，與陶粒細(xì)?；旌暇鶆蛉肽?，入模一定厚度(10mm)時(shí)，鋪設(shè)一層碳纖維網(wǎng)格。繼續(xù)裝模，施壓，養(yǎng)護(hù)(22～23℃，7d)，拆模。

(2)阻尼層的制作：

阻尼層材料為sbs改性瀝青，其中瀝青用量：sbs：篩底物(質(zhì)量比)＝100：5：15。將上述阻尼層材料加熱至160℃，高速剪切混合均勻，涂抹于吸聲體1與吸聲體2之間，施加壓力進(jìn)行粘接，阻尼層的厚度為1.0mm。

(3)底層隔聲層的制作：

底層隔聲層為細(xì)石混凝土，其中集料為2.36mm級(jí)陶粒細(xì)粒，取代集料比為30％質(zhì)量份。

(4)安裝時(shí)，吸聲層與隔聲層之間的插槽距離為20mm，即空腔厚度。

實(shí)施例一和二，如圖1中所示，本發(fā)明提供的吸-隔聲類聲屏障，由三部分組成，表層(朝向噪聲源)吸聲層，表層吸聲層吸聲體(1、2)之間所含阻尼層(6)，以及與表層吸聲層相對(duì)的底層隔聲層(4)，吸聲層與隔聲層之間的空腔(3)由立柱插槽形成。安裝時(shí)，間隔一定高度，加設(shè)一道橫向箍筋。

實(shí)施例三

本實(shí)施例中吸聲體1與吸聲體2所用陶粒細(xì)粒粒徑不同且不包括阻尼層，粒徑較大者朝向噪聲源。

(1)吸聲體的制作：

吸聲體1：稱取1.18mm陶粒細(xì)粒500g，固化粘結(jié)劑100g(其中環(huán)氧樹(shù)脂76g、胺類固化劑20g、稀釋劑4g)，固化粘結(jié)劑為市場(chǎng)現(xiàn)有常規(guī)膠粘劑。固化粘結(jié)劑預(yù)熱至50℃，與陶粒細(xì)?；旌暇鶆蛉肽?，入模一定厚度(3mm)時(shí)，鋪設(shè)一層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)格。繼續(xù)裝模，施壓，攤平。

吸聲體2的制作，稱取0.6mm陶粒細(xì)粒500g，固化粘結(jié)劑100g(其中環(huán)氧樹(shù)脂76g、胺類固化劑20g，稀釋劑4g)，固化粘結(jié)劑為市場(chǎng)現(xiàn)有膠粘劑，不做具體要求。固化粘結(jié)劑預(yù)熱至50℃，與陶粒細(xì)?；旌暇鶆蛉肽?，入模一定厚度(5mm)時(shí)，鋪設(shè)一層碳纖維網(wǎng)格。繼續(xù)裝模，施壓攤平。

(2)本實(shí)施例不設(shè)置阻尼層。

(3)底層隔聲層的制作：底層隔聲層為細(xì)石混凝土，其中集料為2.36mm級(jí)陶粒細(xì)粒。細(xì)石混凝土為常規(guī)配比。

(4)安裝時(shí)，吸聲層與隔聲層之間的插槽距離為40mm，即空腔厚度。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。