用于冲击声隔音增强的地板衬垫的高性能水泥基材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般涉及一种混凝土面板及其制造方法，特别是涉及冲击声隔音混凝土地 板衬垫。
【背景技术】
[0002] 空传噪声和冲击噪声从相邻空间经由室内的墙和地板的传播成为令人忧虑的问 题。在人口密度高的城市，由于许多居民住在高层混凝土建筑物中，噪音问题更为严重。冲 击声是由例如脚步、家具移动和物体掉在地板上产生的撞击或机械噪音。由于以上提及的 移动在我们的日常生活中很常见，因此冲击声容易产生并经由混凝土板传送到高层混凝土 建筑物的低层公寓中。
[0003] 按照IS0140-6 :1998和IS0717-2 :1997测定冲击声隔音性能，且其标准试验是在 经认可的实验室中进行。根据上述标准试验，测定和计算标准化的冲击声压级（Lw)。但是， 为了进行标准化的冲击声隔音试验，需要有两层的标准房间，且需要至少IOm 2的试样尺寸。 因此，一些研究人员简化了测量冲击声的试验。例如，可建立一个简单的试验台，以使用落 管（drop tube)或攻丝机（tapping machine)作为冲击源进行冲击声隔音性能的可比性评 估。
[0004] -种改善冲击声隔音的方法是增加混凝土的厚度。然而，这种方法并不有效，并导 致房间内空间更大地降低。其他常见的隔音方法是通过在上述混凝土板上添加隔音材料如 PVC和热塑性瓷砖以形成地板系统（flooring system)。这种地板系统可能不能长时间支 撑。此外，这种地板系统在碱性和潮湿的环境中，特别是由于混凝土中的碱性材料，有可能 会劣化。
[0005] 发明概述
[0006] 鉴于上述背景，本发明的目的是提供一种可替代的冲击声隔音混凝土地板衬垫。
[0007] 因此，在一个方面中，本发明是包括至少一个地板衬垫的建筑物，其中所述地板衬 垫包括粘合橡胶层，所述粘合橡胶层进一步包括橡胶颗粒与水泥基粘合剂（cementitious binder)〇
[0008] 在一个实施方案中，粘合橡胶层进一步包括上层和下层，其中所述上层基本上包 含橡胶颗粒，且所述下层基本上仅包含水泥基粘合剂。
[0009] 在另一个实施方案中，地板衬垫无缝安装在建筑物的房间内。
[0010] 在又一个实施方案中，每个橡胶颗粒包含改性表面，其中所述改性表面包含环氧 树脂层或水解的羧基。
[0011] 在再一个实施方案中，将高度可变形水泥基复合层浇铸在粘合橡胶层之上。
[0012] 在另一个方面，公开了一种在建筑物的地板上安装衬垫的方法，包括以下步骤：
[0013] a)在地板上形成水泥基粘合层；b)向水泥基粘合层上加入橡胶颗粒，以在地板上 形成水泥基 -粘合剂-橡胶板；和c)使该水泥基-粘合剂-橡胶板静置（settling)预定 的时间。
[0014] 在一个实施方案中，所述方法进一步包括向粘合橡胶层上浇铸高度可变形的水泥 基复合层的步骤。
[0015] 在另一个实施方案中，通过以下步骤对橡胶颗粒进行预处理：
[0016] a)提供再生橡胶颗粒，其选自下组：乙烯丙烯二烃单体（EPDM)橡胶颗粒，苯乙 烯-丁二烯橡胶颗粒、丁基橡胶颗粒、硅橡胶颗粒及其任意组合；和b)用氢氧化钠溶液或氢 氧化钙溶液或硅烷偶联剂处理所述再生橡胶颗粒。
[0017] 在又一个方面，公开了包括粘合橡胶层的地板衬垫，所述粘合橡胶层进一步包括 橡胶颗粒与水泥基粘合剂。
[0018] 本发明有许多优点。首先，本发明提供了相对较薄的冲击声隔音混凝土地板衬垫。 此外，本发明的抗压强度高。
[0019] 本发明的另一个优点是，减少了安装时间和劳动力消耗。另外，本发明的地板衬垫 是环保的。
[0020] 附图简要说明
[0021] 为了更完整地理解本发明，参考以下详细描述和附图，其中：
[0022] 图1是根据本发明的地板衬垫的示意图；
[0023] 图2是根据本发明的粘合橡胶层的示意图；
[0024] 图3示出碱性表面处理橡胶颗粒的机理；
[0025] 图4示出硅烷表面处理橡胶颗粒的机理；
[0026] 图5是具有本发明的粘合橡胶层的HDCC中短纤维的示意图；
[0027] 图6是原位安装本发明的地板衬垫的方法的流程图；
[0028] 图7是显示用于本发明的冲击声隔音性能试验的设置的示意图；以及
[0029] 图8是说明本发明的冲击声隔音性能的图表。
[0030] 优选实施方案的详细描述
[0031] 本文和权利要求中使用的"包含"是指包括之后的要素但不排除其它要素。
[0032] 图1示出冲击声隔音混凝土地板衬垫20,其包括纤维增强高度可变形水泥基复合 层（HDCC) 22和粘合橡胶层24。HDCC层22 (作为地板砂浆层）形成在粘合橡胶层24上，且 比粘合橡胶层24厚。粘合橡胶层24 (作为冲击声隔音材料）用于吸收冲击声，并安装在作 为建筑物公寓的地板的混凝土板上。地板衬垫20的总厚度介于20-120mm之间。地板衬垫 20原位安装在建筑物的地板上。
[0033] 图2示出粘合橡胶层24。粘合橡胶层24包括一层粘合橡胶水泥基粘合剂（CR水 泥基粘合剂）26和一层橡胶颗粒28。橡胶颗粒28主要设置在粘合橡胶层24的上表面上以 形成上层，该层是橡胶颗粒28和CR水泥基粘合剂26的基体。上层中的橡胶颗粒28提供 了良好的冲击声吸收。粘合橡胶层24的下部基本上由CR水泥基粘合剂26形成，其形成下 层。与用于安装冲击声吸收层的其它常规方法相比，使用CR水泥基粘合剂26减少了安装 粘合橡胶层24过程中的时间消耗和劳动力消耗。CR水泥基粘合剂26是由水泥、粉煤灰、 炉渣、硅灰、砂、强塑剂、纤维和水制成。在本发明中，橡胶颗粒28不混入混凝土且橡胶含 量对混凝土的结构性能不会有很大的影响。粘合橡胶层的冲击声压水平降低了约IdB(分 贝）-35dB。
[0034] 此外，所用的橡胶颗粒28是再生橡胶。具有2_4mm尺寸的乙烯丙烯二烃单体 (EPDM)橡胶颗粒用作橡胶颗粒28。为了增强橡胶颗粒28和CR水泥基粘合剂26之间的结 合/相互作用，将每一个橡胶颗粒28的表面用碱或硅烷偶联剂进行处理。如图3所示，当 用氢氧化钠（即碱）处理时，每一个橡胶颗粒28的表面包含至少一个水解的羧基30。水解 的羧基30提高了橡胶颗粒28的每个被处理表面的亲水性，从而促进了橡胶颗粒28与CR 水泥基粘合剂26的结合。当用硅烷偶联剂处理橡胶颗粒28时，每一个橡胶颗粒28都包含 如图4所示的环氧树脂层34。所用的硅烷偶联剂是具有式（H 2NCH2CH2NHCH2CH2CH 2Si (OCH3)3) 的烷氧基硅烷。由于环氧树脂层34和CR水泥基粘合剂26中水泥的羟基基团32之间形成 相互作用力，环氧树脂层34增强了橡胶颗粒28和CR水泥基粘合剂26之间的结合。
[0035] 本文还公开了用于处理橡胶颗粒28的详细步骤。以下步骤用于生产具有至少一 个水解羧基30的经处理的橡胶颗粒28。首先，将用作橡胶颗粒28的乙烯丙烯二烃单体橡 胶颗粒加入到作为碱的氢氧化钠（NaOH)中以形成混合物，对其搅拌10-40分钟。搅拌后， 通过使混合物经过过滤漏斗的滤纸来收集经处理的橡胶颗粒28。然后用流动的去离子水清 洗经处理的橡胶颗粒28并在清洗后使其在室温下干燥。
[0036] 现在描述用于生产具有环氧树脂层34的经处理的橡胶颗粒28的步骤。首先，将 作为硅烷偶联剂的式（H 2NCH2CH2NHCH2CH2CH 2Si (OCH3)3)的烷氧基硅烷加入乙醇水溶液中以 形成混合物，在容器中通过使用磁力搅拌器搅拌约1-20分钟。此后，将用作橡胶颗粒28的 EPDM橡胶颗粒加入到混合物中，并搅拌1-30分钟。接着，将有橡胶颗粒28的混合物加热 到50-KKTC，持续1-30分钟，之后，回流被加热的混合物10-60分钟，同时搅拌，并冷却至 室温。通过过滤收集经处理的橡胶颗粒28。用醇例如丙酮冲洗收集的橡胶颗粒28,并在 100-120°C下干燥8-24小时。
[0037] 综上所述，下面列出粘合橡胶层24的具体组分（以下列出的所有百分比均为粘合 橡胶层24的总体积的百分比） ：
[0038] 1?水泥（1-75% );
[0039] 2.粉煤灰（0-50% );
[0040] 3?炉渣（0-50% );
[0041] 4?硅灰（0-30% );
[0042] 5?砂（0-75% );
[0043] 6?作为强塑剂的式（C4H6O 2)n和C2nH4n+20n+1的聚羧酸醚类强塑剂（0-2% );
[0044] 7?作为纤维的聚丙烯纤维（0-5% );
[0045] 8?水（1-20% );
[0046] 9.作为橡胶颗粒28的EPDM橡胶颗粒（1-80% );
[0047] 10.作为碱剂的氢氧化钠（1-20 % )或作为硅烷偶联剂的式 (H2NCH2CH2NHCH 2CH2CH2Si(OCH3)3)的烷氧基硅烷（1-20% )，这取决于如何处理橡胶颗粒28。
[0048] 此外，水泥是水压可变水泥（水硬水泥）。硅灰的平均直径为20nm(纳米）至 200nm。砂的平均直径为50μm至600μm。粘合橡胶层24的厚度为5-100mm (毫米）且其 抗压强度为l_75MPa(兆帕）。3天时粘合橡胶层24的抗压强度约为10-30MPa，其满足建 筑工业的期望。粘合橡胶层24的抗压强度高于传统的冲击声隔音材料的抗压强度。由于 粘合橡胶层24的上述抗压强度与所述混凝土板的相当，粘合橡胶层24可被认为是将负载 转移到结构部件而不会使自身产生故障的有效介质。粘合橡胶层24系统降低的冲击声为 10-30dB。
[0049] 现参考图5,其示出位于粘合橡胶层24上的HDCC22。该HDCC22对粘合橡胶层24 提供保护，并为待安装在混凝土建筑物中的瓷砖提供了硬表面。它也可充当建筑物地板的 砂浆层。该HDCC22由为短且不连续纤维的短纤维36和HDCC水泥基粘合剂38构成。短纤 维36的长度为l-25mm。该HDCC水泥基粘合剂38是由纤维增强水泥基复合材料制成，该纤 维增强水泥基复合材料是由水泥、粉煤灰、炉渣、硅灰、砂、水和强塑剂组成。在粘合橡胶层 24和HDCC22之间设置有聚乙烯膜，图5中未示出。
[0050] 以下列出HDCC22的具体组成（以下列出的所有百分比都是基于HDCC22的总体积 的按体积计的百分比）：
[0051] 1?水泥（1-60% );
[0052] 2.粉煤灰（0-80% );
[0053] 3?炉渔（0-80%);
[0054] 4?硅灰（0-20% );
[0055]