探求声阻尼砂浆的组成配比及楼板隔声方法.pdf

NEW BUILDING MATERIALS 0引言 我国民用建筑钢筋混凝土楼板计权标准化撞击声级在 85dB A 左右 如果选用地砖 大理石 花岗岩等硬质材料对 地面进行装修 噪声仅会降低 5 dB A 1 根据 GB 50118 2010 民用建筑隔声设计规范 规定 住宅楼板计权标准化撞 击声级指标应 75dB A 而普通住宅在装修后楼板的计权 标准化撞击声级维持在 80 dB A 左右 不符合 GB 50118 2010 要求 因此对楼板的隔声降噪研究特别重要 2 国内学者对声阻尼砂浆的隔声以及楼板的降噪已有一 定的研究 3 但目前的研究只有定性分析 没有定量研究 本 文通过试验 用定量研究的方法 提出声阻尼砂浆的施工工 艺 以及与其它隔声降噪措施配合使用的方法 以满足楼板 的隔声降噪要求 1声阻尼砂浆的制备 1 1试验原材料 水泥 P O42 5 水泥 南京益夫新材料科技有限公司生产 砂 中砂 细度模数 2 3 3 0 南京益夫新材料科技有限公司 橡胶丝 42 B 级 长度 30 mm 苯基硅含量 12 东莞市向阳 橡胶有限公司生产 聚苯乙烯泡沫 EPS 颗粒 粒径 20 30 探求声阻尼砂浆的组成配比及 楼板隔声方法 孙悦 李明 朱召泉 河海大学 土木与交通学院 江苏 南京210098 摘要 为探索声阻尼砂浆的组成及配比 以橡胶丝 聚苯乙烯泡沫颗粒 硅粉及偶联剂 金属粉为变量 通过不同的组成及配 比 测试砂浆的隔声降噪效果 在不同施工工艺和养护条件下 研究适合声阻尼砂浆的施工工艺以及与其它隔声降噪措施配合使用 的方法 经测试 配合其它隔声降噪方法 该声阻尼砂浆可以有效降低噪声 符合 GB 50118 2010 民用建筑隔声设计规范 中关于 住宅楼板撞击声隔声指标应 75 dB A 的要求 关键词 声阻尼砂浆 隔声降噪 配比 施工方法 中图分类号 TU225文献标识码 A文章编号 1001 702X 2017 08 0145 03 Seeking for composition and proportion on acoustic damping mortar and the methods of floor sound insulating SUN Yue LI Ming ZHU Zhaoquan College of Civil and Transportation Engineering Hohai University Nanjing 210098 China Abstract To explore the composition and proportion of acoustic damping mortar with rubber wire EPS silica fume and cou pling agent metal powder as a variable through the combination of different materials the acoustic noise reduction effect of mortar has been measured under the condition of different composition and ratio of slurry Explore suitable construction technology for a coustic damping mortar under the conditions of different construction technology and maintenance Study the construction process suitable for acoustic damping mortar and the methods used in conjunction with other noise reduction measures Test results show that the sound damping of mortar combined with other acoustic noise reduction measures can effectively reduce the noise which meets our specifications requirement that residential floor impact sound insulation index should be less than 75 dB A as specified in national standard GB 50118 2010 Code for design of sound insulation of civil buildings Key words acoustic damping mortar acoustic noise reduction proportion of mixture construction technology 收稿日期 2017 03 15 修订日期 2017 05 28 作者简介 孙悦 女 1994 年生 江苏南京人 硕士研究生 主要研究 方向为水泥砂浆配合比 砂浆隔声及钢结构数值模拟等 地址 南京 市鼓楼区西康路 1 号 E mail 732867650 全国中文核心期刊中国科技核心期刊 145 新型建筑材料2017 8 mm 密度 20 kg m3 上海隆源实业有限公司生产 硅粉 SF85 比表面积23 200 cm2 g 50 180 m 30 80 目 常州知宇粉末 冶金有限公司生产 硅烷偶联剂 KH 550 RSiX3 南京旭杨化 工有限公司生产 金属粉 黄铜粉 铜锌合金粉末 60 目 密 度为 4 50 103kg m3 常州知宇粉末冶金有限公司生产 1 2声阻尼砂浆的组成及配比 对比用空白砂浆按m 水泥 m 砂 1 0 5 1 配料 试验用 声阻尼砂浆在空白砂浆配比基础上掺加各种添加剂 添加剂 的掺量 按占水泥质量的百分比计 见表 1 表 1声阻尼砂浆各种添加剂的掺量 1 3声阻尼砂浆的制备方法 将上述添加剂按比例与水泥 砂混合 用搅拌机搅拌成均 匀的干混料 干混料加水 水 水泥 0 4 继续搅拌均匀即可 4 2试验方法 2 1试验仪器 噪声频谱分析仪 采用 HS 5660C 型精密噪声频谱分析 仪 性能符合 GB 50118 2010对 1 级声级计的要求 2 2试验方法 在实验室预制图 1 所示的楼板试块 共 10 组 每组 2 个 试块 试块大小1000 mm 1000 mm 厚度为90 mm 砂浆层厚 35mm 在相同环境下测试试块的空气声隔声量 5 图 1楼板试块隔声构造 3试验结果与分析 3 1试验结果 楼板试块不抹砂浆层时隔声量为39 dB 抹空白砂浆及不 同配比声阻尼砂浆的隔声量见表 2 表 2楼板抹不同配比声阻尼砂浆时的隔声量 由表 2 可见 单面抹 35 mm 厚普通砂浆时隔声量可以达 到 41 dB 而单面抹 35 mm 厚声阻尼砂浆层后 隔声量最大可 以提高到48 dB 较不抹砂浆层提高 9dB 砂的粒径对砂浆的隔声性能影响很大 李鸿辉等 6 研究表 明 3 32 m 颗粒对砂浆隔声效果起主要作用 且粒度分布应 是连续的 总量不低于 65 小于 3 m 的细颗粒易结团 不 宜超过10 粒径 1 m 以下的小颗粒对砂浆隔声效果作用 很小 反而造成砂浆较大收缩 大于 65 m 的颗粒活性很小 这两部分颗粒最好没有 3 2添加剂对声阻尼砂浆隔声性能的影响 在实验室预制相同规格的楼板试块 通过改变声阻尼砂 浆制备过程中的添加剂含量 研究 EPS 颗粒 硅粉 金属粉等 添加剂的最佳含量 3 2 1橡胶丝 声音的产生是靠振动 由于橡胶有滞后性 可以衰减振动 7 同时橡胶中的苯基硅可以提高橡胶损耗因子 增强橡胶的动 态损耗性能 从而达到隔声降噪的效果 但过多加入橡胶丝会 使砂浆隔声以外的其它性能降低 因此借鉴其他学者的研究 成果 8 橡胶丝的最佳掺量为 7 3 2 2聚苯乙烯泡沫颗粒 在实验室预制8 组楼板试块 每组 2 个 分别试验 EPS 颗粒掺量5 40 情况下 试块规范化撞击声压级 EPS 颗粒 掺量对楼板试块隔声效果的影响见表 3 表 3EPS 颗粒掺量对楼板试块隔声效果的影响 由表 3 可知 当 EPS 掺量占水泥质量的 30 时 砂浆的 隔声性能最好 3 2 3硅粉及偶联剂 由于硅粉颗粒小 比水泥颗粒小 20 100 倍 而偶联剂可 以起催化作用 9 使硅粉充填到水泥颗粒的空隙中 对砂浆起 到微填充作用 增加了填充剂的比表面积和作用效果 同时硅 粉的二次水化作用形成硅氧键 这种硅氧键排列交错复杂 明 显地提高了砂浆的损耗因子 以10 用量的KH550 对硅粉进行表面预处理 在实验室 预制6 组楼板试块 每组 2 块 分别测试6 组试块的规范化撞 编号空白 1 2 3 4 5 6 7 空气声隔声量 dB4147 4646 46 48 46 46 空气声隔声量提高值 dB28777977 8 45 6 9 44 5 编号橡胶丝 EPS 颗粒 硅粉 偶联剂 金属粉 1 72515520 2 725201025 3 725251530 4 73015520 5 730201025 6 730251530 7 73515520 8 735201025 9 735251530 EPS 掺量 510152025303540 规范化撞击声压级 dB3 04 05 05 57 08 07 06 0 孙悦 等 探求声阻尼砂浆的组成配比及楼板隔声方法 146 NEW BUILDING MATERIALS 击声压级 硅粉掺量对隔声效果的影响见表4 表 4硅粉掺量对隔声效果的影响 由表 4 可知 当硅粉掺量占水泥质量的 20 时 砂浆的 隔声性能最好 3 2 4金属粉 添加金属粉可以增加添加剂的混合效果 提高砂浆的密 度 10 在实验室预制6组楼板试块 每组2 个 分别测试6组试 块规范化撞击声压级 金属粉掺量对隔声效果的影响见表5 表 5金属粉掺量对隔声效果的影响 由表 5 可知 当金属粉掺量占水泥质量的 25 时 砂浆 的隔声性能最好 4声阻尼砂浆施工工序及实测效果 4 1声阻尼砂浆的施工工序 通过控制含水量 搅拌时间等指标 得到声阻尼砂浆的施 工工序如下 1 施工前应对楼板表面进行洁净处理 将楼板表面的灰 尘 脏污 油脂 颗粒等一切可能影响砂浆粘结性能的松散物 清理干净后方可施工 2 应采用搅拌机对砂浆进行搅拌拌合 拌合水必须符合 建筑用水的相关要求 搅拌时砂浆的总含水率为 30 以便 声阻尼砂浆的各种组分相互搅拌均匀 3 搅拌时间至少大于 5 min 搅拌之后直接涂抹在楼地 面上 并用工具抹平 涂抹厚度为3 mm 以上 4 砂浆不应放置较长时间 应即拌即用 夏天等炎热天 气应在2 h 内用完 5 压光的时间要控制好 可以利用光滑铁抹子进行压 光 直到表面相对光滑平整 6 该声阻尼砂浆无需养护 但施工结束之后 3 d 内不允 许溅水及重物踩压 通过以上施工工序 即可充分利用声阻尼砂浆进行隔声 防噪 但如果配合其它施工措施 隔声降噪效果会更好 4 2实际检测效果 利用江苏省南京市江宁区九岛梦都城的一栋住宅楼为试 验对象 采用上述施工工序 结合浮筑地板施工法 将 5 号配 比 橡胶丝 7 EPS 颗粒 30 硅粉 20 偶联剂 10 金属 粉 25 声阻尼砂浆应用到实际工程中 该工程混凝土楼板 厚 120 mm 上铺 5 配比的声阻尼砂浆 30 mm 通过 RTA840 双通道实时分析仪系统 检测其实际的隔声效果 将基准楼板 和浮筑法楼板的撞击声压级相对比 具体数据见表 6 表 6基准楼板和浮筑法楼板撞击声压级dB 根据 GB 50118 2010 第 4 4 3 条中相关计算方法 在计 权规范化撞击声压级为 Ln w 78 dB 的 120 mm 厚钢筋混凝土 楼板上 铺抹该声阻尼砂浆后 经撞击声隔声检测 计权规范 化撞击声压级的计算值Ln r w 60 dB 即计权撞击声压级改善 量 Lw 18 dB 根据 GB 50118 2010 中楼板撞击声隔声标准 该浮筑 楼板撞击声隔声性能达到住宅建筑 学校建筑和旅馆建筑等 相应等级标准 5结语 通过试验确定了声阻尼砂浆的组成及配合比 并提出了 切实可行的施工方法 各种添加剂的最佳掺量分别为 橡胶丝 7 EPS颗粒30 硅粉20 偶联剂 10 金属粉25 该新型声阻尼砂浆可用于各种商业 住宅等建筑 在节约 成本的同时 不必单独设置隔声设施 就能有效防声降噪 符 合 GB 50118 2010 中关于住宅楼板撞击声隔声指标应 75 dB A 的要求 参考文献 1 王军强 黄新 3A住宅楼板隔声设计与施工 J 施工技术 2010 10 120 122 2 王军强 黄新 陈雪涌 高品质住宅楼板隔声施工技术 J 建筑技 术 2011 3 224 226 3 郭毅 新形势下轻质墙体隔声砂浆的性能研究 J 工程技术 2017 49 3 269 4 瞿金东 李百战 张颜科 等 楼面保温隔声砂浆的配制及隔声功 能组份的选择 J 混凝土与水泥制品 2008 6 52 54 下转第 151 页 金属粉掺量 51015202530 规范化撞击声压级 dB3 04 06 07 08 07 0 硅粉掺量 51015202530 规范化撞击声压级 dB3 05 06 58 07 06 0 频率 Hz Lnw 78 dB 的基准楼板 标准化撞击声压级 浮筑楼板实测 规范化撞击声压级 改善量 L 20068 563 25 3 25069 065 23 8 40070 064 75 3 50070 563 17 4 80071 557 514 0 100072 054 817 2 160072 050 221 8 200072 047 824 2 350072 042 329 7 400072 041 031 0 孙悦 等 探求声阻尼砂浆的组成配比及楼板隔声方法 147 NEW BUILDING MATERIALS 图 7 类试件数据稳定度分析 由图6 可见 满足 类试件抗压强度数据的一次稳定度 判定区间 A1 4 24 6 36 的数据有 8 个 占整体数据概率 P1 8 10 80 S 本组数据在一次稳定度判定区间内稳定 由图7 可见 满足 类试件抗压强度数据的一次稳定度 判定区间 A1 8 63 12 94 的数据有 10 个 占整体数据概率 P1 10 10 100 100 S 本组数据在一次稳定度判定区间内 稳定 对 3 类试件进行二次稳定度分析 P2 25 30 100 83 3 S 故数据在二次稳定度判定区间内稳定 由此可见 虽然 类试件配比不同 材料性质不同 强度不同 但 其抗压测试结果在相同试验方法下整体波动性小 规律性好 4结论 1 将 GB T 2542 2012 应用于机制生土砖抗压强度试 验 试件破坏过程及破坏形态表现出典型的抗压强度破坏特征 受力过程 破坏形态符合生土砖受压的实际情况 表明 GB T 2542 2012 适用于生土砖 2 3 类试件的荷载 位移曲线均可分为上升阶段和下降 阶段 曲线趋势相似 阶段划分相同 能较好地和试件破坏全 过程相对应 说明不同机制生土砖在该试验方法下表现出轴 心受力的共性 试验方法科学合理 可作为各类生土块材抗压 强度的试验方法 3 利用 Nair 检验法与二次稳定度检验法对 3 类试件抗 压强度测试结果进行稳定度分析 发现 3 类试件虽配比不同 材料性质不同 强度测试结果不同 但 3 类试件的抗压强度在 相同试验方法下整体波动性小 表明该试验方法对机制生土 砖具有较好的可信度 参考文献 1 王毅红 梁楗 张项英 等 我国生土结构研究综述 J 土木工程学 报 2015 48 5 98 107 2 刘俊霞 海然 张磊 等 黄河泥沙基生土材料改性及机理研究 J 新型建筑材料 2016 6 14 24 3 Elizabeth L Adams C Alternative construction contemporary nat ural building methods M Wu Chunyuan translation Beijing Chi na Machine Press 2005 4 Pacheco Torgal F Jalali S Earth construction Lessons from the pastforfutureeco efficientconstruction J Constructionand Building Materials 2012 29 1 512 519 5 张又超 王毅红 侍雪雷 等 掺水泥和