噪声污染控制材.ppt

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1、6 6噪声污染控制材料噪声污染控制材料噪声污染控制材料噪声污染控制材料多孔吸声材料多孔吸声材料隔声材料隔声材料阻尼降噪材料阻尼降噪材料吸声材料吸声材料木丝吸声材料木丝吸声材料KTVKTV隔声材料隔声材料隔声毡隔声毡地面隔声材料地面隔声材料高分子基金属粉末隔声减振复合阻尼材料高分子基金属粉末隔声减振复合阻尼材料 6.16.1多孔吸声材料多孔吸声材料吸声材料：可以把吸声材料：可以把声能转换为热能声能转换为热能的材料的材料.共振吸声结构材料：共振吸声结构材料：低频吸声系数高，低频吸声系数高，但加工性能差。但加工性能差。多孔吸声材料：多孔吸声材料：高频吸声系数大、比高频吸声系数大、比重小，取材范围广，

2、加工制造工艺相对重小，取材范围广，加工制造工艺相对简单，但低频吸声系数低。简单，但低频吸声系数低。按吸声机理按吸声机理随着一些新型多孔泡沫材料的研究成功，多孔吸声材料低频吸声性能随着一些新型多孔泡沫材料的研究成功，多孔吸声材料低频吸声性能已得到很大提高，因此已得到很大提高，因此多孔吸声材料是目前应用最广泛的吸声材料。多孔吸声材料是目前应用最广泛的吸声材料。吸声材料的吸声性能及影响因素吸声材料的吸声性能及影响因素声音，起源于物体的振动。声波是声音，起源于物体的振动。声波是依靠介质的分子振动而向外传播的声能。依靠介质的分子振动而向外传播的声能。介质的分子只是振动而不移动，所以介质的分子只是振动而不

3、移动，所以声声音是一种波动音是一种波动。大多数材料都有大多数材料都有定的吸声能力定的吸声能力，但但吸声材料要求吸声材料要求质轻、柔软、多孔、透质轻、柔软、多孔、透气性好气性好，以便把入射的声能不断转化为，以便把入射的声能不断转化为热能而消耗掉。热能而消耗掉。一、吸声材料的吸声性能评价一、吸声材料的吸声性能评价 声音在传播过程中遇到障碍物（吸声材料）时，声声音在传播过程中遇到障碍物（吸声材料）时，声能的一部分被反射，一部分透过障碍物，一部分在相互接能的一部分被反射，一部分透过障碍物，一部分在相互接触过程中被吸收。触过程中被吸收。图图6-1 6-1 声音碰到屏障时的声能分布情况声音碰到屏障时的声能

4、分布情况吸声材料吸声材料 吸声系数：吸声系数：声波在物体表面声波在物体表面反射时，吸收声能与入射声能反射时，吸收声能与入射声能之比，通常用符号之比，通常用符号表示。表示。吸声材料的吸声性能评价指标：吸声材料的吸声性能评价指标：吸声系数吸声系数值越大，吸声性能越好。值越大，吸声性能越好。不同频率？不同频率？不同材料？不同材料？同一材料，对于高、中、低不同频率声音同一材料，对于高、中、低不同频率声音的吸声系数不同。的吸声系数不同。用哪个频率的用哪个频率的？我国我国混响室法混响室法吸声系数测量规定的测试吸声系数测量规定的测试频频率范围为率范围为1001005000Hz5000Hz，通常取，通常取l2

5、5Hzl25Hz、250Hz250Hz、500Hz500Hz、1000Hz1000Hz、2000Hz2000Hz、4000Hz4000Hz六个频率的六个频率的吸声系数吸声系数来表示材料的吸声特性。来表示材料的吸声特性。六个频率的六个频率的平均平均吸声系数吸声系数大于大于0.20.2的材料的材料称为吸声材料，平均吸声系数称为吸声材料，平均吸声系数大于大于0.560.56的材料的材料称为高效吸声材料。称为高效吸声材料。对于室内音质设计和对于室内音质设计和噪声控制所用的吸噪声控制所用的吸声材料声材料，我国已制定吸声性能等级划分的国，我国已制定吸声性能等级划分的国家标准家标准GB/T16731-997

6、GB/T16731-997（建筑吸声产品吸声性（建筑吸声产品吸声性能分级），标准规定能分级），标准规定采用采用降噪系数降噪系数的大小评的大小评定材料的吸声性能等级定材料的吸声性能等级。所谓所谓降噪系数（降噪系数（NRCNRC）：取：取250250、500500、10001000和和20002000四个频带吸声系数的平均值，四个频带吸声系数的平均值，NRCNRC计算公式为：计算公式为：与与NRCNRC的关系？的关系？表表6-16-1材料吸声性能等级与其对应的降噪系数材料吸声性能等级与其对应的降噪系数NRCNRC等级等级1 12 23 34 4降噪系数范围降噪系数范围NRC0.80NRC0.800

7、.80NRC0.600.80NRC0.600.60NRC0.400.60NRC0.400.40NRC0.200.40NRC0.20二、影响吸声材料性能的因素二、影响吸声材料性能的因素多孔材料的吸声性能，多孔材料的吸声性能，主要有主要有：（1）材料的流阻）材料的流阻（2）材料的孔隙率）材料的孔隙率（3）材料的结构因子）材料的结构因子（4）材料的厚度）材料的厚度（5）材料的堆密度）材料的堆密度（6）材料背后的空气层）材料背后的空气层（7）材料表面的装饰处理）材料表面的装饰处理（8）使用的外部条件等）使用的外部条件等（2 2）材料的空隙率）材料的空隙率 孔隙率孔隙率：指多孔材料的空气体积与材：指多孔

8、材料的空气体积与材料总体积之比，常用百分数表示。一般多料总体积之比，常用百分数表示。一般多孔吸声材料的孔隙率高达孔吸声材料的孔隙率高达70%70%，有些甚至达，有些甚至达90%90%左右。左右。多孔性吸声材料必须具有大量微孔，多孔性吸声材料必须具有大量微孔，微孔必须通到表面微孔必须通到表面，使空气可以自由进入。，使空气可以自由进入。互不相通，也不通到表面的闭孔材料，是互不相通，也不通到表面的闭孔材料，是不能形成吸声材料的。不能形成吸声材料的。开孔是吸声材料的开孔是吸声材料的基本构造基本构造。闭孔闭孔开孔开孔图图6-3 6-3 多孔性材料的构造多孔性材料的构造多孔吸声材料多孔吸声材料按外观形状按

9、外观形状泡沫类吸声材料泡沫类吸声材料泡沫塑料泡沫塑料泡沫玻璃泡沫玻璃泡沫金属泡沫金属纤维类吸声材料纤维类吸声材料有机纤维类吸声材料有机纤维类吸声材料无机纤维类吸声材料无机纤维类吸声材料有机纤维吸声材料有机纤维吸声材料有机纤维吸声材料有机纤维吸声材料有机合成纤维材料有机合成纤维材料：主要是化学纤维，：主要是化学纤维，如晴纶棉、涤纶棉、如晴纶棉、涤纶棉、聚酯纤维聚酯纤维等等有机天然纤维材料有机天然纤维材料：如棉麻纤维、毛：如棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维板、木质纤维板以及稻毡、甘蔗纤维板、木质纤维板以及稻草板等。早期使用的吸声材料。草板等。早期使用的吸声材料。棉麻纤维、甘蔗纤维板棉麻纤维、甘蔗纤维板木质

10、纤维板木质纤维板聚脂纤维装饰吸声板聚脂纤维装饰吸声板 聚脂纤维装饰吸声板聚脂纤维装饰吸声板 一、一、聚酯纤维聚酯纤维针刺非织造吸声材料：针刺非织造吸声材料：纺织品纺织品 使用纺织品减少噪声是基于其生产使用纺织品减少噪声是基于其生产成本低和密度小。成本低和密度小。对于聚酯纤维针刺非织造材料在对于聚酯纤维针刺非织造材料在2002002000Hz2000Hz声波频率范围内的声波频率范围内的吸声性能吸声性能主要取决于材料的主要取决于材料的厚度和表面特征（粗厚度和表面特征（粗糙度）糙度），组成纤维组成纤维也有一定的影响。也有一定的影响。-材料厚材料厚9.4mm9.4mm-材料厚材料厚7.4mm7.4mm

11、-材料厚材料厚5.3mm5.3mm图图6-12 6-12 材料厚度对材料吸声系数频谱曲线材料厚度对材料吸声系数频谱曲线-未进行平整处理未进行平整处理-进行了平整处理进行了平整处理图图6-136-13表面粗糙不同的材料的吸声系数频谱曲线表面粗糙不同的材料的吸声系数频谱曲线表面进行了平整处理后，材料的吸声系数比处理前有所降低。表面进行了平整处理后，材料的吸声系数比处理前有所降低。吸声系数减小原因：吸声系数减小原因：（1）经过表面平整处理后，材料的经过表面平整处理后，材料的面密度面密度增大，孔隙率减小，比流阻增大增大，孔隙率减小，比流阻增大，减少了空减少了空气透过量气透过量，同时通过孔隙与空气的摩擦

12、作用，同时通过孔隙与空气的摩擦作用把声能转化为热能耗散掉的作用相应减弱。把声能转化为热能耗散掉的作用相应减弱。（2）粗糙的表面可增加材料与声能的接触）粗糙的表面可增加材料与声能的接触面积，扩大对声能的吸收范围，因此增大了面积，扩大对声能的吸收范围，因此增大了吸声系数。吸声系数。适当地增加材料的表面粗糙度对吸声性适当地增加材料的表面粗糙度对吸声性能起积极作用能起积极作用。-1100-1100刺刺/cm/cm2 2-500-500刺刺/cm/cm2 2图图6-146-14针刺密度对材料吸声系数的影响频谱曲线针刺密度对材料吸声系数的影响频谱曲线 随着针刺密度的增大，在声波随着针刺密度的增大，在声波2

13、002002000Hz2000Hz频段频段非织造材料的吸声系数呈现非织造材料的吸声系数呈现先减小后增大的趋势先减小后增大的趋势的的原因：原因：材料的孔隙率先减小后增大材料的孔隙率先减小后增大。（1 1）针刺密度增加将导致纤维之间的纠缠抱合）针刺密度增加将导致纤维之间的纠缠抱合加强，非织造材料的加强，非织造材料的紧密度提高紧密度提高，密度变大密度变大，单位单位面积内的纤维根数增多，纤维之间的空隙减少，孔面积内的纤维根数增多，纤维之间的空隙减少，孔隙率降低。隙率降低。（2 2）针刺密度过高时，非织造材料的密度不能）针刺密度过高时，非织造材料的密度不能再随之增加，且断裂纤维数增多，在材料中出现刺再随

14、之增加，且断裂纤维数增多，在材料中出现刺针针“轨道轨道”，使得材料，使得材料孔隙率反而增大孔隙率反而增大-30%6.8dtex51mm+70%2.8dtex51mm-30%6.8dtex51mm+70%2.8dtex51mm-70%6.8dtex51mm+30%2.8dtex51mm-70%6.8dtex51mm+30%2.8dtex51mm图图6-156-15聚酯纤维材料的规格（粗细）聚酯纤维材料的规格（粗细）对吸声系数的影响对吸声系数的影响当材料中增加当材料中增加细细纤维的含量后，材料的吸声系数明显提高。纤维的含量后，材料的吸声系数明显提高。细细纤维含量的增加明显提高材料吸声纤维含量的增加

15、明显提高材料吸声系数的系数的原因：原因：（1）细纤维含量的增加使非织造材料单）细纤维含量的增加使非织造材料单位面积质量增大，即位面积质量增大，即面密度增大面密度增大，给材料，给材料提供了更多的机会与声能接触，通过摩擦提供了更多的机会与声能接触，通过摩擦消耗的声能随着增多。消耗的声能随着增多。（2）细纤维含量增加后，在针刺力的作）细纤维含量增加后，在针刺力的作用下，材料内部形成许多用下，材料内部形成许多微小的孔隙微小的孔隙，孔，孔隙间彼此贯通，比流阻变小，空气穿透量隙间彼此贯通，比流阻变小，空气穿透量增大增大有机纤维吸声材料特点有机纤维吸声材料特点：在中、高频范：在中、高频范围内具有良好的吸声性

16、能，但防火、防腐、围内具有良好的吸声性能，但防火、防腐、防潮等性能较差，而大大限制了其应用。防潮等性能较差，而大大限制了其应用。为了克服有机纤维吸声材料的缺陷，为了克服有机纤维吸声材料的缺陷，添加无机材料添加无机材料与之复合而成的复合吸声与之复合而成的复合吸声材料是目前研究的重点。材料是目前研究的重点。二、二、PZT/CB/PVCPZT/CB/PVC压电导电压电导电复合吸声材料复合吸声材料原料种类原料种类：基体材料：聚氯乙烯（基体材料：聚氯乙烯（PVCPVC）压电相：锆钛酸铅（压电相：锆钛酸铅（PZTPZT）导电相：炭黑（导电相：炭黑（CBCB）三种原材料配比三种原材料配比（体积百分比体积百分

17、比%）：PVC PVC：PZTPZT：CB CB=5555：45453737：0 08 8图图6-8 6-8 复合材料的复合材料的SEMSEM照片照片压电相和导电相填料颗粒在聚合物中分散较为均匀，材料中空隙较少。压电相和导电相填料颗粒在聚合物中分散较为均匀，材料中空隙较少。1-1-含含CB 0%CB 0%2-2-含含CB 2%CB 2%3-3-含含CB 4%CB 4%4-4-含含CB 8%CB 8%图图6-9 CB6-9 CB粉含量对复合吸声材料内耗的影响粉含量对复合吸声材料内耗的影响复合吸声材料的内耗随导电相含量的增加而增加。复合吸声材料的内耗随导电相含量的增加而增加。原因：原因：当聚合物压

18、电吸声材料受到外界声波作当聚合物压电吸声材料受到外界声波作用时，主要有三种耗能途径：用时，主要有三种耗能途径：通过高分子粘弹性产生的通过高分子粘弹性产生的力学损耗力学损耗作作用将振动能转变为热能，即内阻尼。用将振动能转变为热能，即内阻尼。通过聚合物与压电材料、导电材料的通过聚合物与压电材料、导电材料的相互摩擦相互摩擦消耗一部分并转化成热能。消耗一部分并转化成热能。通过压电阻尼效应将机械能转化为电通过压电阻尼效应将机械能转化为电能再由导电材料转化为热，因而导电相的加能再由导电材料转化为热，因而导电相的加入大大提高了入大大提高了压电耗能压电耗能的能量转换效率。的能量转换效率。吸吸声声系系数数频率频

19、率/Hz/Hz-电场极化后电场极化后-电场极化前电场极化前图图6-10 6-10 电场极化对复合材料吸声性能的影响电场极化对复合材料吸声性能的影响经电场极化后的复合材料的吸声系数大于其极化前的数经电场极化后的复合材料的吸声系数大于其极化前的数值：值：表明材料的压电性能对材料的吸声性能起促进作用 吸吸声声系系数数频率频率/Hz/Hz-含含CB 0%CB 0%-含含CB 2%CB 2%-含含CB 4%CB 4%-含含CB 8%CB 8%图图6-11 6-11 极化后极化后CBCB含量对复合材料体系吸声性能的影响含量对复合材料体系吸声性能的影响 吸声系数随着吸声系数随着CBCB含量先增加后减少，在含

20、量先增加后减少，在125Hz125Hz500Hz500Hz的中低频率段的中低频率段里，里，CBCB含量含量4%4%时的复合材料吸声系数最大，大于时的复合材料吸声系数最大，大于500Hz500Hz后复合材料体系后复合材料体系的吸声系数趋于一致。的吸声系数趋于一致。复合材料被极化后，压电材料复合材料被极化后，压电材料PZTPZT具有压电活性，具有压电活性，在中低频的共振频率处，在中低频的共振频率处，PZTPZT对声波振动刺激产生的响对声波振动刺激产生的响应最强，即应最强，即发生形变并将一部分机械能转变为电能。发生形变并将一部分机械能转变为电能。当导电相含量较低时，无法及时导出压电颗粒产当导电相含量

21、较低时，无法及时导出压电颗粒产生的电荷，因而不可避免地产生逆压电效应和二次压生的电荷，因而不可避免地产生逆压电效应和二次压电效应而影响复合材料的吸声性能。电效应而影响复合材料的吸声性能。当导电相含量较高时，虽容易导出电荷，但作用当导电相含量较高时，虽容易导出电荷，但作用在压电颗粒上的场强过高，引起材料的介电损耗，并在压电颗粒上的场强过高，引起材料的介电损耗，并导致材料的压电吸声性能的下降。导致材料的压电吸声性能的下降。复合材料中的高分子基料具有一定的粘弹阻尼性复合材料中的高分子基料具有一定的粘弹阻尼性能，逆压电效应和二次压电效应引起振动持续一段时能，逆压电效应和二次压电效应引起振动持续一段时间

22、后仍将得到衰减，最终间后仍将得到衰减，最终电能通过摩擦转变为热能电能通过摩擦转变为热能，从而有利于了压电复合材料的吸声性能。从而有利于了压电复合材料的吸声性能。无机纤维吸声材料无机纤维吸声材料特点：特点：不仅具有良好的吸声性能而且具有质轻、不仅具有良好的吸声性能而且具有质轻、不燃、不腐、不易老化等特性，在声学工程中获得不燃、不腐、不易老化等特性，在声学工程中获得广泛的应用。但其性脆易断，受潮后吸声性能下降广泛的应用。但其性脆易断，受潮后吸声性能下降严重、易对环境产生危害，适用范围受到很大的限严重、易对环境产生危害，适用范围受到很大的限制。制。目前这类纤维吸声材料采用先进的加工方法，目前这类纤维

23、吸声材料采用先进的加工方法，可加工成毡状、板状等，经过防潮处理后，可生产可加工成毡状、板状等，经过防潮处理后，可生产出稳定性好、吸湿率低、施工性能好的产品。出稳定性好、吸湿率低、施工性能好的产品。无机纤维吸声材料主要指无机纤维吸声材料主要指岩棉、玻璃棉以及硅岩棉、玻璃棉以及硅酸铝纤维棉酸铝纤维棉等人造无机纤维材料。等人造无机纤维材料。岩棉板岩棉板岩棉制品岩棉制品玻璃棉板玻璃棉板玻璃棉条玻璃棉条玻璃棉管玻璃棉管性能性能指标指标化学成化学成分分%AlAl2 2O O3 3+SiO+SiO2 29696AlAl2 2O O3 3 4545FeFe2 2O O3 3 1.21.2K K2 2O+NaO

24、+Na2 2O O0.50.5渣球含量渣球含量(0.25)%(0.25)%55线收缩率线收缩率(11506h)%(11506h)%44含水量含水量%0.50.5体积密度体积密度 kg/m kg/m3 3130130160160190190220220硅酸铝纤维棉板硅酸铝纤维棉板硅酸铝纤维绳硅酸铝纤维绳泡沫石棉制品泡沫石棉制品一、玻璃棉装饰吸声板一、玻璃棉装饰吸声板玻璃原料玻璃原料电熔炉熔化电熔炉熔化离心机离心机漏板漏板沉降沉降玻璃棉玻璃棉集棉集棉辊压辊压树脂树脂固化固化裁切裁切粘结剂粘结剂+PVC+PVC薄膜薄膜复合复合玻璃棉装饰吸声板玻璃棉装饰吸声板图图6-17 6-17 玻璃棉及其装饰吸声

25、板的生产工艺流程玻璃棉及其装饰吸声板的生产工艺流程表表6-2 6-2 离心玻璃棉的化学成分（质量）离心玻璃棉的化学成分（质量）/%/%生产国生产国SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3CaOCaOMgOMgONaNa2 2O OK K2 2O OB B2 2O O3 3BaOBaO日本日本626263633.73.74 40.10.10.20.27.57.57.77.72.72.716.816.817.817.86 62.52.5英国英国616163634 45 50.30.37 78 83 34 4141415159 90 0美国美国606061613.73.

26、74 40.250.258.18.13.13.115.315.36 6捷克捷克64642 29.89.82.52.517174 4意大利意大利63.263.23.43.40.20.27.17.13.13.115.215.22.82.85 5 生产玻璃棉的生产玻璃棉的原料主要原料主要包括：石英砂、石灰石、长包括：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。为使玻璃获得某些必要的性质和加石、纯碱、硼酸等。为使玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程，有时还需加入一些速熔制过程，有时还需加入一些辅助原料辅助原料，按其作用可，按其作用可分为澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、助熔剂等。分为澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊

27、剂、助熔剂等。玻璃棉的生产玻璃棉的生产工艺方法主要有三种：工艺方法主要有三种：火焰喷吹法火焰喷吹法（简称火焰法）（简称火焰法）蒸汽（或压缩空气）立吹法蒸汽（或压缩空气）立吹法 离心喷吹法离心喷吹法：离心喷吹工艺能耗低、效：离心喷吹工艺能耗低、效率高、渣球含量少、技术经济效果好，世界率高、渣球含量少、技术经济效果好，世界各国绝大多数的玻璃棉生产厂家采用该法。各国绝大多数的玻璃棉生产厂家采用该法。吸声玻璃棉板吸声玻璃棉板为离心玻璃棉毡施加为离心玻璃棉毡施加酚醛树脂粘结剂、加压、加温固化成型酚醛树脂粘结剂、加压、加温固化成型的板状材料。表面贴加的板状材料。表面贴加PVCPVC模面料，可做模面料，可做

28、为各种建筑的吊顶装饰，表面贴加铝箔为各种建筑的吊顶装饰，表面贴加铝箔面料，可防潮防辐射。面料，可防潮防辐射。特点：特点：容重轻、吸声系数大、导热容重轻、吸声系数大、导热系数小、不燃且阻燃，有极好的化学稳系数小、不燃且阻燃，有极好的化学稳定性，极好的综合特性，在中低温领域定性，极好的综合特性，在中低温领域中优于其它绝热、减噪材料。中优于其它绝热、减噪材料。玻璃棉装饰吸声板玻璃棉装饰吸声板图图6-18 6-18 不同厚度超细玻璃棉吸声板的典型吸声特性曲线不同厚度超细玻璃棉吸声板的典型吸声特性曲线玻璃棉装饰吸声板主要用途玻璃棉装饰吸声板主要用途：吊顶装饰吊顶装饰（1）适用于防火、绝热、吸声减噪适用于

29、防火、绝热、吸声减噪要求较高的高层建筑要求较高的高层建筑（2）可用于制冷、空调机房、车辆、）可用于制冷、空调机房、车辆、船舶、飞机等内壁装修船舶、飞机等内壁装修(3)可用于电视台、广播电台作为吸声可用于电视台、广播电台作为吸声和装饰材料和装饰材料（4）用于宾馆、大厅、电影院、剧场、）用于宾馆、大厅、电影院、剧场、音乐厅、体育馆、会场、船舶及住宅建筑音乐厅、体育馆、会场、船舶及住宅建筑的吊顶装饰。的吊顶装饰。二、水镁石纤维增强水泥基吸声材料二、水镁石纤维增强水泥基吸声材料 水镁石纤维增强水泥基吸声材料水镁石纤维增强水泥基吸声材料：利用分散性良：利用分散性良好的水镁石纤维做增强剂，膨胀珍珠岩为主要

30、原料，好的水镁石纤维做增强剂，膨胀珍珠岩为主要原料，辅以引气剂、减水剂等添加剂制备而成的具有致密、辅以引气剂、减水剂等添加剂制备而成的具有致密、均匀、细微的相互贯通孔结构的多孔吸声材料均匀、细微的相互贯通孔结构的多孔吸声材料 表表6-3 6-3 材料配合比（质量分数材料配合比（质量分数/%/%）硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥42.5 42.5 膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩水灰比水灰比减水剂减水剂引气剂引气剂长长3 33.5mm3.5mm的水镁石纤维的水镁石纤维60608080202040400.40.40.80.80.10.11.51.50.10.10.50.51 13 3图图6-19 6-19 膨胀珍珠岩

31、用量对材料吸声性能的影响膨胀珍珠岩用量对材料吸声性能的影响 膨胀珍珠岩内部有许多微孔膨胀珍珠岩内部有许多微孔，具有，具有极强的吸水性极强的吸水性，在搅拌、浇注成，在搅拌、浇注成型过程中，型过程中，水进入珍珠岩的微孔水进入珍珠岩的微孔内而使微孔内的气体排出，内而使微孔内的气体排出，气体在水泥气体在水泥浆体内扩散，形成一些连通气孔浆体内扩散，形成一些连通气孔，可提高材料的吸声性能。，可提高材料的吸声性能。膨胀珍珠岩含量膨胀珍珠岩含量30%30%时的吸声性能最好时的吸声性能最好图图6-20 6-20 减水剂用量对材料吸声性能的影响减水剂用量对材料吸声性能的影响 减水剂的引入降低了水灰比，提高了制品减

32、水剂的引入降低了水灰比，提高了制品的的密实度密实度，使气孔率相应降低。，使气孔率相应降低。引气剂用量为引气剂用量为0.4%0.4%时，材料平均吸声系数最大。当用量不足，材料时，材料平均吸声系数最大。当用量不足，材料内部气孔不能充分生长，导致空隙率低。而用量过大时，引起材料内部内部气孔不能充分生长，导致空隙率低。而用量过大时，引起材料内部产生大量气泡，这些气泡易沿纤维逸出，且易发生并泡现象，在材料内产生大量气泡，这些气泡易沿纤维逸出，且易发生并泡现象，在材料内部生成大量的大气孔泡，致使空隙率降低，引起材料吸声性能下降。部生成大量的大气孔泡，致使空隙率降低，引起材料吸声性能下降。图图6-21 6-

33、21 引气剂用量对材料吸声性能的影响引气剂用量对材料吸声性能的影响图图6-22 6-22 水镁石纤维用量对材料吸声系数的影响水镁石纤维用量对材料吸声系数的影响 水镁石纤维掺量从水镁石纤维掺量从1%1%增加到增加到2%2%时，材料的吸声系数提高幅度较大，时，材料的吸声系数提高幅度较大，而掺量从而掺量从2%2%增加到增加到3%3%时，材料的吸声系数提高幅度较小。随着纤维掺时，材料的吸声系数提高幅度较小。随着纤维掺量的增加，材料的吸声系数的增长幅度呈不断减小的趋势。量的增加，材料的吸声系数的增长幅度呈不断减小的趋势。掺入水镁石纤维后，材料的抗折强度有所提高，随着纤维掺量的掺入水镁石纤维后，材料的抗折

34、强度有所提高，随着纤维掺量的增加，抗折强度逐渐升高。抗压强度随着纤维掺量增加呈明显升高的增加，抗折强度逐渐升高。抗压强度随着纤维掺量增加呈明显升高的趋势，说明趋势，说明增加纤维掺量有利于提高材料的机械强度。增加纤维掺量有利于提高材料的机械强度。图图6-23 6-23 水镁石纤维用量量对材料力学性能的影响水镁石纤维用量量对材料力学性能的影响三、公路隧道降噪用吸声材料三、公路隧道降噪用吸声材料浇注成型浇注成型硅酸铝纤维硅酸铝纤维+外加剂外加剂+水水充分分散充分分散吸声材料吸声材料混合搅拌混合搅拌膨胀珍珠岩粉膨胀珍珠岩粉+水泥水泥泡沫稳定均匀的浆体泡沫稳定均匀的浆体养护脱模养护脱模图图6-24 6-

35、24 公路隧道降噪用吸声材料制备工艺公路隧道降噪用吸声材料制备工艺表表6-46-4公路隧道降噪用材料组成公路隧道降噪用材料组成w/%w/%配方配方水泥水泥珍珠岩珍珠岩水水减水剂减水剂引气剂引气剂速凝剂速凝剂纤维纤维A AB B65657575707080802525353520203030适量适量适量适量0.10.11.51.50.10.10.80.80.20.20.80.80.10.11.21.20.50.51.51.50.40.42.52.5膨胀珍珠岩：阻燃性能良好、具有较好吸声性能，膨胀珍珠岩：阻燃性能良好、具有较好吸声性能，轻骨料轻骨料低碱水泥：低碱水泥：粘结剂粘结剂硅酸铝纤维：硅酸铝

36、纤维：增强纤维增强纤维通过减水剂、引气剂等调节材料的孔性、大小及含量。通过减水剂、引气剂等调节材料的孔性、大小及含量。改变减水剂含量得到改变减水剂含量得到A A系列配方，改变引气剂含量得到系列配方，改变引气剂含量得到B B系列配方。系列配方。表表6-56-5减水剂用量对材料性能的影响减水剂用量对材料性能的影响减水剂减水剂/%/%3d3d强度强度/MPa/MPa吸声系数吸声系数/Hz/Hz抗压强抗压强度度抗折强抗折强度度2502505005001000100020002000400040000.200.200.400.400.600.600.800.801.001.001.011.011.021

37、.021.381.380.930.930.910.910.440.440.510.510.560.560.420.420.380.380.430.430.400.400.330.330.270.270.350.350.330.330.330.330.270.270.270.270.310.310.600.600.490.490.510.510.560.560.680.680.730.730.710.710.670.670.620.620.720.720.680.680.600.600.470.470.390.390.850.85 减水剂的引入能够提高水泥制品各龄期的强度，尤其是早期强度，减水剂

38、的引入能够提高水泥制品各龄期的强度，尤其是早期强度，有利于缩短材料制备及养护周期。引入减水剂后可使水灰比降低，制有利于缩短材料制备及养护周期。引入减水剂后可使水灰比降低，制品的密实度提高，因而强度增加。由于制品密实度增加，气孔率相应品的密实度提高，因而强度增加。由于制品密实度增加，气孔率相应的降低，高频吸声系数随减水剂含量增加有降低趋势，但减水剂含量的降低，高频吸声系数随减水剂含量增加有降低趋势，但减水剂含量为为1.0%1.0%时，高频吸声系数又增加。时，高频吸声系数又增加。表表6-66-6引气剂用量对材料性能的影响引气剂用量对材料性能的影响引气剂引气剂/%/%3d3d强度强度/MPa/MPa

39、吸声系数吸声系数/Hz/Hz抗压强抗压强度度抗折强抗折强度度2502505005001000100020002000400040000.100.100.200.200.300.300.400.400.500.500.990.991.031.031.031.031.031.031.161.160.530.530.570.570.600.600.630.630.610.610.220.220.330.330.280.280.320.320.270.270.380.380.400.400.400.400.400.400.370.370.610.610.730.730.660.660.640.640.

40、720.720.520.520.690.690.580.580.800.800.730.730.760.760.710.710.750.750.820.820.780.78 引气剂产生的气泡多为均匀的微小气泡，气泡的直径约为引气剂产生的气泡多为均匀的微小气泡，气泡的直径约为0.025mm0.025mm0.25mm0.25mm，经适当的成型处理，可使气孔成为彼此连通的微小气孔，与，经适当的成型处理，可使气孔成为彼此连通的微小气孔，与截留大气泡相比，彼此连通的微小气孔对提高材料的吸声系数特别有利。截留大气泡相比，彼此连通的微小气孔对提高材料的吸声系数特别有利。此外，引气剂能够明显地降低混凝土特别是

41、轻骨料混凝土因离析和泌水此外，引气剂能够明显地降低混凝土特别是轻骨料混凝土因离析和泌水而产生的混凝土表层和内部显微结构的不均匀性，使混凝土的综合性能而产生的混凝土表层和内部显微结构的不均匀性，使混凝土的综合性能显著提高。显著提高。泡沫吸声材料泡沫吸声材料泡沫吸声材料：泡沫吸声材料：一类具有一类具有开孔型开孔型的泡沫的泡沫材料，材料，泡沫孔相互连通泡沫孔相互连通，如吸声泡沫塑料、吸声，如吸声泡沫塑料、吸声泡沫玻璃、吸声陶瓷、吸声泡沫混凝土等。泡沫玻璃、吸声陶瓷、吸声泡沫混凝土等。如果泡沫孔是封闭的，泡沫孔之间互不相通如果泡沫孔是封闭的，泡沫孔之间互不相通的，其吸声性能很差，属于的，其吸声性能很差

42、，属于保温隔热材料保温隔热材料，如聚，如聚苯乙烯泡沫、隔热泡沫玻璃、普通泡沫混凝土等。苯乙烯泡沫、隔热泡沫玻璃、普通泡沫混凝土等。多孔泡沫吸声材料分类多孔泡沫吸声材料分类：依材料的物理和：依材料的物理和化学性质分为：化学性质分为：泡沫金属、泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫金属、泡沫塑料、泡沫玻璃、聚合物基复合泡沫聚合物基复合泡沫等吸声材料。等吸声材料。一、泡沫金属一、泡沫金属 泡沫金属是一种新型多孔材料，用泡沫金属是一种新型多孔材料，用作吸声材料且具有良好的电磁屏蔽性和作吸声材料且具有良好的电磁屏蔽性和抗腐蚀性能。抗腐蚀性能。目前泡沫金属涉及到的金属包括目前泡沫金属涉及到的金属包括AlAl、NiNi、

43、CuCu、MgMg等，其中研究最多的是泡沫等，其中研究最多的是泡沫铝及其合金。铝及其合金。开孔型开孔型闭孔型闭孔型图图6-296-29泡沫铝的形貌泡沫铝的形貌泡沫金属：由金属骨架和气泡构成的泡沫体，为刚性结构，且加工性能泡沫金属：由金属骨架和气泡构成的泡沫体，为刚性结构，且加工性能好，能制成各种形式的吸声板。不吸湿且容易清洗，吸声性能不会下降。不好，能制成各种形式的吸声板。不吸湿且容易清洗，吸声性能不会下降。不会因受振动或风压而发生折损或尘化。能承受高温，不会着火和释放毒气。会因受振动或风压而发生折损或尘化。能承受高温，不会着火和释放毒气。泡沫金属不仅在高频区，而且在中、低频区也具有较好的吸声

44、性能。泡沫金属不仅在高频区，而且在中、低频区也具有较好的吸声性能。孔直径孔直径:3:32525 孔隙率孔隙率:80:8098%98%。（a a）空气）空气（b b）回转炉）回转炉（c c）叶轮）叶轮（d d）气泡）气泡（e e）熔融铝）熔融铝（f f）隔板）隔板（g g）固化的泡沫铝）固化的泡沫铝（h h）传送带）传送带图图6-286-28加拿大加拿大CymatCymat铝业公司制备泡沫铝的铝业公司制备泡沫铝的AlcanAlcan工艺示意图工艺示意图 空气通入熔融金属中，搅拌使气泡均匀化，气泡的大小通过改变气空气通入熔融金属中，搅拌使气泡均匀化，气泡的大小通过改变气流速度、喷嘴的数量和尺寸、叶

45、轮的旋转速度来控制。流速度、喷嘴的数量和尺寸、叶轮的旋转速度来控制。金属发泡后被输送到传送带上冷却固化，经切割得到所需产品。金属发泡后被输送到传送带上冷却固化，经切割得到所需产品。熔融金属中需要加入细小的陶瓷颗粒增加其粘度，以保证空气在金熔融金属中需要加入细小的陶瓷颗粒增加其粘度，以保证空气在金属内部发泡而不逃逸。属内部发泡而不逃逸。影响泡沫金属吸声性能的因素：影响泡沫金属吸声性能的因素：气孔分布的均匀程度气孔分布的均匀程度 孔径和孔隙率的大小孔径和孔隙率的大小 泡沫金属材料的厚度泡沫金属材料的厚度 表面粗糙度表面粗糙度 背后空气层背后空气层 环境湿度等有关。环境湿度等有关。泡沫铝吸声板泡沫铝

46、吸声板 装饰喷涂板装饰喷涂板毛坯板毛坯板 泡沫铝吸声板表面经装饰喷涂后吸声系数略有提高，其泡沫铝吸声板表面经装饰喷涂后吸声系数略有提高，其降噪系数降噪系数NRCNRC为为0.450.45，比毛坯板（，比毛坯板（NRC=0.40NRC=0.40）提高）提高12.5%12.5%。图图6-30 6-30 毛坯板与表面装饰喷涂泡沫铝板吸声特性比较毛坯板与表面装饰喷涂泡沫铝板吸声特性比较装饰喷涂板的后背贴一层厚装饰喷涂板的后背贴一层厚0.1mm0.1mm的铝箔组成泡沫铝复合板的铝箔组成泡沫铝复合板4-4-无空腔无空腔1-1-空腔空腔20cm20cm2-2-空腔空腔5cm5cm3-3-空腔空腔10cm10

47、cm 无空腔无空腔NRC=0.06NRC=0.06；空腔为空腔为5cm5cm，NRC0.35 NRC0.35 空腔为空腔为10cm10cm，NRC0.61NRC0.61；空腔为；空腔为20cm20cm，NRC0.62NRC0.62。图图6-31 6-31 不同空腔泡沫铝复合板的吸声特性比较不同空腔泡沫铝复合板的吸声特性比较200g/m200g/m2 2100g/m100g/m2 2200g/m200g/m2 250g/m50g/m2 2干板干板 泡沫铝吸声板表面渗水的多少对其吸声性能影响泡沫铝吸声板表面渗水的多少对其吸声性能影响不大不大，因此，因此适合户外露天使用适合户外露天使用。泡沫铝吸声板

48、有无洒。泡沫铝吸声板有无洒水只对水只对3150Hz3150Hz以上的高频段的吸声性能有影响。以上的高频段的吸声性能有影响。图图6-33 6-33 泡沫铝复合板板表面喷洒不同水量后的吸声特性泡沫铝复合板板表面喷洒不同水量后的吸声特性 167g/m167g/m2 283g/m83g/m2 2170g/m170g/m2 2无灰尘无灰尘复合板表面灰尘量的多少对其吸声性能的影响不大。复合板表面灰尘量的多少对其吸声性能的影响不大。但但2500Hz2500Hz以上的高频段，吸声表面有灰尘时的吸声系数以上的高频段，吸声表面有灰尘时的吸声系数有明显的增加。因为泡孔孔径较大，有灰尘后使流阻提有明显的增加。因为泡孔

49、孔径较大，有灰尘后使流阻提高，从而使在高频下的吸声效果增大。高，从而使在高频下的吸声效果增大。图图6-34 6-34 复合板表面灰尘量对吸声性能的影响复合板表面灰尘量对吸声性能的影响泡沫铝吸声板应用：泡沫铝吸声板应用：（1 1）泡沫铝吸声板表面可喷涂各种颜色，作为室内装）泡沫铝吸声板表面可喷涂各种颜色，作为室内装饰吸声材料，用于音乐厅、影剧院、会堂、报告厅、体饰吸声材料，用于音乐厅、影剧院、会堂、报告厅、体育馆、游泳馆、电视广播和电影录音室等工程控制混响育馆、游泳馆、电视广播和电影录音室等工程控制混响时间。时间。（2 2）用于候机大厅、候车室、宾馆大堂、地铁车站、）用于候机大厅、候车室、宾馆大

50、堂、地铁车站、展览馆、大型商场的吸声吊顶，可降低混响时间，提高展览馆、大型商场的吸声吊顶，可降低混响时间，提高其广播清晰度以及降低室内混响噪声的干扰。其广播清晰度以及降低室内混响噪声的干扰。（3 3）用于车间和机房，特别是地下工程潮湿和防火）用于车间和机房，特别是地下工程潮湿和防火要求高的场所吸声降噪要求高的场所吸声降噪,如空压机、水泵房、柴油发电如空压机、水泵房、柴油发电机、航空发动机等高噪音机房以及隧道、地铁工程的降机、航空发动机等高噪音机房以及隧道、地铁工程的降噪噪二、泡沫塑料二、泡沫塑料 泡沫塑料包括：脲醛泡沫塑料（又称泡沫塑料包括：脲醛泡沫塑料（又称米波罗）和氨基甲酸酯泡沫塑料、米波