Пластические массы

Звукопоглощающие материалы

Звукопоглощающие материалы и изделия предназначаются для применения в звукопоглощающих конструкциях с целью снижения уровня звукового давления в помещениях производственных и об­щественных зданий.

Поток звуковой энергии при падении звуковых волн на поверх­ность ограждения частично отражается поверхностью ограждения, остальная звуковая энергия проходит через ограждение.

Звукопоглощение материалов оценивается коэффициентом зву­копоглощения а. Коэффициент звукопоглощения есть отношение неотраженной энергии ЕП0ГЛ, поглощенной поверхностью, к па­дающей энергии Епад в единицу времени,

а = Ецогл I Епад ■

Поглощение звуковой энергии в однородном пористом материа­ле происходит за счет энергетических потерь на вязкое трение, пре­одолеваемое воздушным потоком в порах материала, теплообмена между стенками пор и воздухом, релаксационных процессов в мате­риале с неидеальной упругостью скелета.

Коэффициент звукопоглощения можно определить в специаль­ной камере или при помощи специального прибора — акустического

415

интерферометра. Коэффициент звукопоглощения зависит от частоты и угла падения звука. Чем большую пористость имеет материал, чем больше развита поверхность пор и больше пор сообщается между собой, тем больше его звукопоглощение. Поэтому звукопоглощаю­щие материалы должны обладать сравнительно большой открытой, сквозной пористостью преимущественно сообщающегося и разветв­ленного характера. Оптимальные размеры пор желательно иметь от 0,01 до 0,1 см. Звукопоглощение на низких частотах происходит в более крупных порах. Увеличение влажности материала резко сни­жает коэффициент звукопоглощения по всему диапазону частот.

Классификация звукопоглощающих материалов по классам производится в зависимости от величины коэффициента звукопо­глощения в диапазонах частот: первый класс — свыше 0,8, второй — от 0,8 до 0,4 и третий класс — от 0,4 до 0,2 включительно.

Примерами эффективных звукопоглощающих материалов явля­ются минераловатные плиты на различных связующих, гипсовые и другие материалы.

Минераловатные акустические плиты готовят методом пропитки с вакуумированием растворами различных связующих, например по - ливинилацетата и фенолоспиртов. Свежеотформованное изделие подвергают уплотнению под пригрузкой и термообработке. Затем производится механическая обработка с нанесением покровного де­коративного слоя. Используются минеральные и другие виды воло­кон. Технологический процесс изготовления изделий включает следующие операции: грануляцию минеральной ваты, приготовление клейстеризованного крахмала, в который вводят различные модифи­цирующие добавки для улучшения пластических свойств и повыше­ния качества изделий, формовочной массы (перемешивание гранул со связкой), формование изделий, сушка, отделочные операции (шли­фовка, калибровка, покраска). Плотность минераловатных акустиче­ских плит товарных марок «Травертон», «Акмигран», «Акминит», «Спиптон» — 340-450 кг/м3.

Для изготовления применяют гранулированную минеральную и стеклянную вату и связующее, основным компонентом которого яв­ляется крахмал, карбоксилметилцеллюлоза, бентонит, а также гид - рофобизирующие и антисептирующие добавки. Взамен крахмально­го связующего (пищевой продукт) применяют тапиоковую муку.

Газобетонные плиты «Силакпор» и газосиликатные плиты вы­пускают обычно плотностью до 350 кг/м3 в сухом состоянии. При этом прочность при сжатии составляет до 0,2 МПа.

Высокоэффективные звукопоглощающие материалы получают из вспученного перлита и вяжущего из жидкого стекла или синтети­ческих смол плотностью 250-500 кг/м3.

Промышленность выпускает гипсовые литые плиты с ребрами жесткости и сквозной перфорацией. Плиты армируются дробленым стекложгутом и поливинилхлоридным шнуром, стеклопором, перли­том. Внутри гипсового экрана приклеена креповая бумага, затем ук­ладывается минераловатная плита, обернутая фольгой.

Эффективен двухслойный материал, наружным слоем которого является перфорированная плита из гипсокартонного листа, а внут­ренним, подстилающим слоем — нетканое полотно или фильтро­вальная бумага.

Влажность материала — не более 8%. На основе отходов целлю­лозно-бумажного производства — спока и фосфогипса — выпускает­ся материал «акор».

Звукопоглощение материалов зависит от их толщины, располо­жения по отношению к источнику звука и других факторов. Для усиления поглощения звуковой энергии материалы дополнительно перфорируют (до 30%). Размер и форма отверстий в изделиях, их наклон, глубина, а также процент перфорации, т. е. отношение пло­щади, занимаемой отверстиями, к общей площади плиты, влияют на коэффициент звукопоглощения. При этом обычно перфорация плит увеличивает коэффициент звукопоглощения более чем на 10-12%.

Звукопоглощающие плиты можно располагать в конструкции с различным воздушным зазором — «на относе». Используют для зву­копоглощения в конструкциях резонаторы, т. е. щиты или пластины, расположенные на некотором расстоянии от поверхности огражде­ния; кроме того, применяют резонаторные перфорированные экра­ны, располагаемые вдали от ограждения и имеющие оклейку с об­ратной стороны тканевым покрытием.

Звукопоглощающие отделочные материалы выпускают в основ­ном в виде плит, имеющих хороший декоративный внешний вид, раз­личные размеры. Фактура этих плит может быть щелевидной, трещи­новатой, бороздчатой, круглой, иметь рельефы и быть окрашенной.

Плиты при выполнении потолков крепятся в стык по деревян­ному каркасу. Возможно использование плит в конструкции подвес­ного потолка.

Большинство применяемых в настоящее время звукопоглощаю­щих материалов обладает повышенной гигроскопичностью.

14 Строительные материалы

При эксплуатации во влажной среде более 70% названные изде­лия с высокой пористостью (60-98%) могут быстро сорбировать вла­
гу из воздуха или увлажняться при непосредственном соприкосно­вении с водой. В результате эти материалы и изделия не могут эф­фективно использоваться в ряде зданий, сооружений и спецконст - рукций, так как теряют свои звукопоглощающие свойства: при на­сыщении водяными парами и водой звукопоглощение материала значительно уменьшается. Звукопоглощающие материалы «Акми - нит», «Акмигран», «Спиптон», «Травертон», а также другие на осно­ве водостойкого связующего возможно по техническим условиям применять внутри помещений с относительной влажностью не более 70%. В противном случае крахмальное или другое неводостойкое связующее набухает, может загнивать, терять свои физико­механические свойства.

Известны различные варианты введения модифицирующих до­бавок, например полиакриламидов, дифинилпропана, фенолоспир - тов, мочевиноформальдегидных и других соединений, в различных пределах повышающие водостойкость связующего.

Звукопоглощающие пористо-волокнистые (мягкие и полужест - кие) материалы в соответствующих конструкциях должны выпус­каться только с защитными продуваемыми и непродуваемыми обо­лочками, препятствующими высыпанию мелких волокон и пыли. Предохранять такие материалы от повреждений могут защитные перфорированные покрытия.

Появились новые звукопоглощающие материалы, имеющие специальные свойства, например, повышенную стойкость в интервале температур от -60 до +450°С, при использовании в каче­стве основы штапельного стекловолокна или супертонкого стекловолокна и синтетического связующего. Плотность изделий 25-65 кг/м3, класс изделий преимущественно первый, второй.

В общественных и промышленных зданиях используют звуко­поглощающие устройства. Одиночный резонатор, помещенный в звуковом поле, рассеивает энергию звуковой волны. Эффективность действия его зависит от размеров, формы и внутренних потерь. Зву­копоглощающие конструкции обычно изготовляют из металла, фа­неры, пластмассы в виде перфорированных панелей, расположенных «на относе» от стены.

Используют пустотелый звукопоглощающий керамический кир­пич, имеющий форму акустического резонатора — полости с узкой горловиной. В объеме полости звукопоглощение составляет около 0,8. Керамический звукопоглощающий материал является не только отделкой, но и несущим элементом.

Звукоизоляционные, или, как их часто еще называют, прокла­дочные, материалы применяют для звукоизоляции в основном от ударного шума в многослойных конструкциях перекрытий и перего­родок и частично для поглощения воздушного шума.

Нормируемыми параметрами звукоизоляции являются индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкции Jв (дБ) и индекс приведенного уровня ударного шума над перекрытием Jу (дБ). JB, Jу определяются по соответствующим графическим

зависимостям или таблицам нормативных документов.

Звукоизоляционная способность конструкции зависит от ее струк­туры, размеров, массы, жесткости, внутреннего сопротивления мате­риала прохождению звука, способа опирання и других особенностей. В зависимости от структуры конструкции делят на акустически одно­родные и неоднородные. К первым относят конструкции, которые со­вершают колебания как единое целое, у вторых -— частицы на поверх­ности конструкции совершают отличные друг от друга перемещения, что возможно при слоистой системе конструкции из разнородных ма­териалов, в том числе содержащих прослойки воздуха. Звукоизоли­рующая способность акустически однородных конструкций прямо пропорциональна десятичному логарифму его массы. Это значит, что звукоизолирующая способность таких конструкций увеличивается, следуя логарифмической кривой, сначала довольно быстро, а затем очень медленно. Если идти по пути увеличения массы конструкции, то это сделает их слишком тяжелыми, громоздкими и дорогими.

Повысить звукоизолирующую способность акустически неодно­родных конструкций можно применением слоистых систем с про­слойками воздуха или пористых прокладочных материалов, динами­ческий модуль упругости которых намного меньше модуля упруго­сти материала жестких слоев акустически однородной конструкции. Например, модуль упругости бетонов — от 5000 до 30 ООО МПа, а воздуха ■— 0,14 МПа. Пористые материалы в прослойке имеют мо­дуль упругости 5 МПа.

Примером акустически неоднородных конструкций являются межквартирные стены, разделенные воздушным промежутком, а также перекрытия с раздельным, «плавающим» полом и с раздельным потол­ком (рис. 17.1). Таким образом, акустически неоднородные конструк­ции должны иметь воздушные промежутки или звукоизоляционные прокладки и не иметь жестких связей между слоями. Осуществление

первого условия, например, может при толщине воздушной прослойки 1 см эквивалентно заменить по звукоизоляции 10 см бетона.

Звукопоглощающие материалы

Рис. 17.1. Схема применения звуко­изоляционных прокладочных материа­лов и изделий в стыках внутренних стен и междуэтажных перекрытий:

1 — панель внутренней несущей сте­ны; 2 — панель перекрытия; 3 — поло­совые или штучные нагруженные про­кладки; 4 — полосовые или штучные ненагруженные прокладки

Звукоизоляционные материалы применяют в перекрытиях — в виде сплошных нагруженных или ненагруженных (несущих только собственную массу) прокладок; в стенах и перегородках — в виде сплошной ненагруженной прокладки; в стыках конструкций — по­лосовых и штучных нагруженных и ненагруженных прокладок.

Звукоизоляционные про­кладочные материалы экс­плуатируются под нагрузкой в сплошном слое или в виде полосовых прокладок, кото­рые несут нагрузку в не­сколько раз больше, чем пер­вые. Например, удельные на­грузки, рекомендованные для сплошного звукоизоляцион­ного слоя, — 0,002 МПа или

2- Ю3 Н/м2, а при полосовых прокладках — 0,01 МПа или 1-Ю4 Н/м2. Эксплуатация под

нагрузкой существенным об­разом меняет требования, предъявляемые нормативны­ми документами к этим материалам. Для звукоизоляционных мате­риалов становятся важными их относительные деформации под на­грузкой не только при кратковременном испытании, но особенно в длительной эксплуатации. Это соответствует фактической работе ма­териалов, которые под нагрузкой и в зависимости от ее величины об­жимаются и подвергаются процессу ползучести.

Плотность пористо-волокнистых звукоизоляционных изделий должна быть от 75 до 175 кг/м3.

Звукоизоляционные материалы и изделия характеризуются вяз­ко упругими свойствами и должны обладать динамическим модулем упругости £д не более 15 МПа. (Например, песок, доменный шлак, керамзит).

Пористо-волокнистые звукоизоляционные прокладочные изде­лия (материалы) из различной ваты, мягкой, полужесткой и жесткой, видов с Ед не более 0,5 МПа или 5-Ю5 Н/м2, имеют нагрузку на зву­коизоляционный слой 0,002 МПа или 2-Ю3 Н/м2.

Пористо-губчатые звукоизоляционные прокладочные изделия (материалы) должны быть из пенопластов и пористой резины с Ед

от 1 до 5 МПа.

Деформативность звукоизоляционного материала складывается из упругих свойств воздуха, заключенного в материале, и деформа - тивности скелета материала. Звукоизоляционные материалы высо­кой деформативности под удельной нагрузкой 2-Ю3 Н/м2 имеют от­носительное сжатие свыше 15%. Это мягкие материалы (М). Они имеют волокнистую или пористо-губчатую структуру. Полужесткие (ПЖ) имеют величину относительного сжатия от 5 до 10%; жесткие (Ж) — до 5%, а твердые (Т) — вплоть до 0.

Важнейшим свойством, определяющим эффективность звуко­изоляционного прокладочного материала, является его жесткость. Жесткость связана с толщиной прослойки и динамическим модулем упругости материала. По величине динамического модуля упругости звукоизоляционные прокладочные материалы делятся на подгруппы.

В табл 17.2 приведены основные свойства некоторых звукоизо­ляционных материалов.

Таблица 17.2

Свойства звукоизоляционных материалов________

Наиме­нование материа­лов и изделий

Плот­

ность,

кг/м3

Относительная деформация сжатия под нагрузкой

Динамический модуль упруго­сти при нагрузке

2-Ю3 Н/м2 (при ис­пытаниях в течение 15 мин)

2-10і Н/м" (при дли­тельных испытани­ях), не бо­лее

2-Ю4 Н/м^ (при дли­тельных испыта­ниях), не более

2-Ю3 Н/м2

1-Ю4

Н/м2

Плиты и маты ми­нерало­ватные на синтети­ческом связую­щем

80

0,1

0,4

0,55

4-Ю5

5,6-Ю5

100

0,2

0,50-0,52

0,65-0,7

(3,6-4,5)-105

7-Ю5

150

0,06

0,45

0,6

5-Ю5

8-Ю5

Древес­

но-волок­

нистые

плиты

250

0,02

0,06

0,15

1-Ю6

1,2-106

Песок

кварце­

вый

1500

0,03

0,03

12-106

Керамзит,

шлак

300-600

0,03

0,03

(5,6-9)! О6

Цементно-стружечные листы в стальном каркасе (жесткий скелет) используются для ограждения внутрипроизводственных помещений.

Конструкция звукоизолирующих перегородок — каркас из гну­тых профилей с обшивкой с двух сторон цементно-стружечными плитами толщиной 10 мм.

В экранированных звукоизолирующих перегородках между двумя цементно-стружечными плитами прокладывается стальной лист толщиной 2 мм и шириной 1,8 м.

В европейских странах для подстилающего звукопоглощающего слоя дорожного покрытия успешно применяют керамзитобетонные плиты. Для изготовления плит применяют гранулированный керам­зит диаметром 3-10 мм с замкнутыми пустотами, создающий высо­кую звукопоглощающую способность плит конструкций в средне­частотном и высокочастотном диапазоне звуковых волн.

Улучшить звукоизоляционную способность материала можно путем сочетания упругих и эластичных волокон в каркасе материала, хаотичности их распределения. Установлено, что акустические ха­рактеристики различных материалов, например, с жесткой структу­рой, имеющие различные структурные характеристики (пористость и диаметр пор), но различные физико-технические свойства, акустиче­ски эквивалентны. Изготавливают ленточные и полосовые проклад­ки длиной от 1000 до 3000 мм и шириной 100, 150, 200 мм и штуч­ные прокладки длиной и шириной 100, 150, 200 мм. Изделия из во­локнистых материалов применяются только в оболочке из водостой­кой бумаги, пленки, фольги и др.

В качестве эффективных звукоизоляционных материалов при­меняют полужесткие минерало - и стекловатные маты и плиты на синтетическом связующем, маты стекловатные прошивные, плиты древесно-волокнистые, пенопласты (полиуретановые и поливинил­хлоридные), пористую резину.

Вибропоглощающие материалы предназначены для поглощения вибрации и шумов, вызываемых при работе санитарно-технического и инженерного оборудования в гражданских и промышленных зданиях. Промышленность остро нуждается в специальных вибропоглощаю­щих материалах. Вибропоглощающими материалами могут служить листовые пластмассы, фольгоизол, некоторые сорта резины и различ­ные мастики. Вибропоглощающие материалы наносятся на тонкие металлические поверхности, при этом создается эффективная вибро­поглощающая конструкция с высокой потерей энергии на трение.

Хорошая звукоизоляция зданий и сооружений может быть дос­тигнута путем рационального применения звукопоглощающих и звукоизоляционных материалов, часто полифункционального дейст­вия, а также эффективных конструкций на их основе при хорошем качестве строительных работ.

Пластические массы

Сотовый поликарбонат для конструций

Как правильно выбрать сотовый поликарбонат для навеса или беседки

Почему стоит остановить свой выбор на пластиковых окнах?

Не стоит удивляться тому, что сейчас уже практически невозможно встретить стеклянные окна в домах. Все больше людей отказываются от уже привычного стекла в пользу современных металлопластиковых окон. Владельцы домов и …

Заделка трещин и другие ремонтные работы

Наиболее трудоемкой операцией при ремонте каменных, бетон­ных и железобетонных конструкций является ликвидация трещин. Трещины заделываются инъецированием (ширина раскрытия более 0,1 мм) или поверхностной затиркой (ширина раскрытия менее 0,1 мм). Другие …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua