道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板及其制备方法

文档序号:2287359阅读:333来源:国知局

专利名称::道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板及其制备方法
技术领域
:本发明是一种道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板及其制备方法。属于用于经空气传播的噪音吸收材料,特别涉及一种道路声屏障专用的硅酸盐水泥聚合物吸声隔音板材。
背景技术
:现代工业文明带来了前所未有的噪声干扰,噪声与水污染、空气污染和垃圾并列为现代世界环境的四大公害。尤其是来自高速公路、高速铁路、高架桥、地铁、轻轨等车辆运行的噪声不仅使人烦恼,干扰睡眠,妨碍学习、工作和休息,影响人体健康,而且难以彻底消除。设立声屏障是行之有效的措施之一。声波传播过程中遇到屏障时,一部分被反射,一部分被吸收,还有一部分被透射和绕射。隔声型声屏障的声波反射系数大,透射系数很小,对道路外侧的降噪效果较好,而道路内侧噪声则加大。吸声型声屏障通过其表面的高效吸声材料吸收声波,“吃掉”部分噪声,可同时改善道路内外两侧的声环境。因此,吸声型声屏障为本领域的主要发展方向。目前,声屏障主要有木屑板、混凝土板、金属板、珍珠岩板、玻璃钢板等种类。其中,混凝土板制造简单,成本较低。得到广泛应用。但在用于道路声屏障的板材性能方面还存在如下问题1.吸声、隔声性能不佳。2.水泥基声屏障板产生返卤、泛霜。3.强度低,易变形。4.耐水性差。5.耐风化性能差,使用寿命短。
发明内容本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处,而提供一种不返卤、不泛霜,强度高、不变形,耐水性好、抗风化,使用寿命长,吸声隔音性能优异的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板及其制备方法。本发明的目的可以通过如下措施来达到本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,其特征在于①.吸声板结构特征外形为扁平状长方体,吸声板框架一次浇注成型,其中,底层封闭、面层多孔、中间夹层双腔并填装无机吸声材料;②.材料特征特征①中所述之无机吸声材料是岩棉或玻璃棉;吸声板框架包括如下以重量份数计的原料组分MgO3540MgCl2.6H203844H3PO40.50.6Na2PO40·20·3减水分散剂NNO0.20.3FeSO4.7Η200.81.0有机聚合物乳液固含量40%1030活性SiO2改性剂1113增强纤维911硅铝耐水结构改性剂0.40.6。水适量。本发明的吸声板在保证其力学性能前题下,兼顾板材的面密度<80Kg/m2,吸声板采用了外形为扁平状长方体,吸声板框架一次浇注成型,其中,底层封闭、面层多孔、中间夹层设计为双腔,并填装无机吸声材料,通过采用吸声材料优化内部吸声结构是能显著提高吸声效果的。通过表层、底层和中间夹层三层结构,每层板的密度不一,使声波阻抗发生变化,形成梯度,使声波在每层的界面处的反射系数降低,相应提高各频率的吸声系数。通过吸声板的孔结构的变化,也能起到声波会传导的混合消音的作用。吸声板的机构特征,起到了吸声屏障的吸声作用,经测试吸音系数(NPC)能达到0.7以上。传统镁水泥组成中,当MgO和MgCl2的反应量化关系失调就会产生返卤、泛霜的现象。所谓返卤是指MgCl2用量过剩,硬化后的镁水泥制品中的残存的氯化镁吸收空气或环境中的水份,表面产生潮湿,进而挂满水珠连成一片形成流淌的现象。若MgO用量过剩,除损失强度和产生体积膨胀不安定外,还会产生无强度的表面粉尘,这种现象即所谓的泛霜。返卤、泛霜是镁水泥制品的重大质量缺陷,除影响外观、污染环境外,还会造成镁水泥制品降低强度,防水性能差。本发明的吸声板框架材料组分中的MgO以活性MgO含量为依据,以形成具有力学性能的5Mg(OH)2·MgCl2-SH2O的相结构为目的,确定MgO与MgCl2的反应量化关系,而且追踪于随着轻烧MgO粉的活性MgO含量的不同,随时调整MgCl2(促凝剂)的用量,即所谓的动态科学组成配比,致使MgO与MgCl2能达到准确的量化反应关系,从而杜绝了返卤、泛霜现象。加入含活性SiO2的粉煤灰或硅灰,能使未反应且具有影响安定性的MgO形成稳定的难溶性的盐,而且发生一系列的水化凝聚反应,形成类似滑石粉人造石的结构3Mg0+4Si02+8H20-3Mg0·4Si02·8H20含活性SiO2的粉煤灰、硅灰、具有火山灰的功能作用,能在镁水泥水化热(925J/g·MgO,30天的放热量可达1387J/g·MgO)的作用下形成水合硅酸钙凝胶,对提高增强度、防止变形极为有利。本发明的吸声板框架原料组分中的活性SiO2改性剂,能减少体积收缩,增加稳定性,同时可减轻制品的重量(粉煤灰松散容重为600-700g/m3)。因此,组分中的粉煤灰或硅灰不仅起到了改变了Cl-O-Mg的结构,改善了功能,而且作为填充料,降低了本发明的硅镁聚合物水泥高强吸声材料的造价。本发明的吸声板框架原料组分中的磷酸盐的加入,显著提高了其稳定性,耐久性。水泥的硬化体的结构物经X衍射仪测定,其结构式为5Mg0+MgCl2+8H20-5Mg(OH)2·MgCl2·8H20(简称5·1·8相)未经改性的5·1·8结构体呈现针棒状结晶体,类似石膏结晶形态,在水中结晶体的穿插和粘附会被破坏,结晶体形貌如图1所示,因此在水中的强度会不同程度的降低。加入磷酸盐就能将针状晶体改变成以叶片状及胶凝状、板块状的晶体(如图2、3、4所示)形成晶体的重叠,穿插、连生构成空间结构网以提高5·1·8相的稳定性,同时也提高耐水性。本发明的吸声板框架原料组分中的有机聚合物乳胶液和含氧化铝、二氧化硅的硅铝耐水结构改性剂及铁盐,三者复合的抗水添加剂。其中有机聚合物乳液除了聚合物本身的加入提高强度外,还具有堵塞毛细通道,改变孔结构,提高防水性能的作用,使本发明的吸收材料的吸水率降低80%,粘接强度提高1-4倍,延伸率提高2-3倍。本发明的吸声板框架原料组分中的氧化铝和铁盐、磷酸盐,由于成份中含有P.S.Al等元素可形成稳定的四面体结构单位,可以致使晶体形成叶片状重叠,穿插的网状结构,从而提高相结构的稳定性,也提高了本发明的吸声板的抗水性和耐久性。其中蒙脱土遇水能膨胀形成自身体积5倍的空间,在控制加量的前提下,能有效的改变镁水泥的孔结构,有效的提高防水性能。镁水泥组合物含水率过高是造成多余水份蒸发的原因,而且又不可能等速、均勻的蒸发。引起的收缩不一致,会导致变形。本发明的吸声板原料组分中,采用了减水性表面活性剂,达到组合物含水率降低,而流动合易性提高,可以减少因收缩不一致造成的吸声板变形。本发明的吸声板原料组分中,采用了多度面交增强的中碱玻璃纤维和分散增强的短PP纤维及农作物秸杆或木屑纤维,共同对吸声板增强和防裂、防变形处理,达到了理想的防变形效果。本发明的吸声板的原料组分中的各组分的性能相互协调、相互补充、效果叠加,共同为本发明的吸声板提供了优质材料技术支持。本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,其特征在于;①.吸声板结构特征中,所述之吸声板采用双腔,面层开有长条孔、孔间断而不连通,中间夹层为开园孔的带有凹凸型条形间隔的孔板。②.材料特征吸声板框架包括如下以重量份数计的原料组分MgO36.76MgCl2.6Η2041.70H3PO40.55Na2PO40.27减水分散剂NNO0.24FeSO4.7Η200.94有机聚合物乳液固含量40%20粉煤灰12.38增强纤维9.97膨润土或蒙脱土0.5水适量。是申请人公开的优选的技术方案。本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,原料组分中的聚合物乳液是聚丙烯酸酯乳液、环氧树脂乳液、聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯乳液中的一种。本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,组分中的活性SiO2改性剂是粉煤灰或硅灰。本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,组分中的增强纤维是碱玻璃纤维、分散增强的短PP纤维、木屑纤维、农作物秸秆纤维中的任一种或其任意两种以上组合。本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,组分中的硅铝结构改性剂是膨润土、蒙脱土中的一种或二者组合。本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板的制备方法,其特征在于包括如下步骤①.复合卤液的制备将按照配方经准确计量的MgCl26H20、H3P04、Na2P04、减水分散剂NN0、FeS04.7H20、有机聚合物乳液和适量水加入复合商液制备槽中,搅拌下使其完全溶解后,过滤,备用;②.料浆的制备将按照配方经准确计量的MgO、活性SiO2改性剂、增强纤维、硅铝耐水结构改性剂加入步骤①制备好的复合卤液中,搅拌2030分钟,形成浆料,备浇注用;③.浇注、固化成型按照常规混凝土浇注程序,将步骤②制备的浆料浇注到预先设计制造好的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板模具中,固化成型;④.脱膜、自然养护;⑤.中间夹层填装无机吸声材料;⑥.检验,合格后包装入库。本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声隔音板及其制备方法,相比现有技术有如下积极效果1.提供了一种不返卤、不泛霜,强度高、不变形,耐水性好、抗风化,使用寿命长,吸声隔音性能优异的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声隔音板及其制备方法。2.强度高,不变形。3.优异的耐水性。4.耐风化性能好,使用寿命25年以上。图1是未经改性的氯氧镁水泥针状5.1.8结晶态SEM照片图2是本发明的吸声板采用的硅镁聚合物水泥胶凝状5.1.8结晶形态SEM照片图3是本发明的吸声板采用的硅镁聚合物水泥胶凝变形叶片状5.1.8结晶形态SEM照片图4是本发明的吸声板采用的硅镁聚合物水泥块状5.1.8结晶形态SEM照片图5是本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板的剖面示意6是本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板的立体示意图图7是本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板的面层主视图示意图具体实施例方式本发明下面结合实施例作进一步详述实施例1按照如下步骤制备本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板①复合卤液的制备将按照配方经准确计量的促凝剂MgCl26H2041.70重量份,H3PO40.55重量份,Na2PO40.27重量份,减水分散剂NNO0.24重量份、FeSO4.7H200.94重量份、聚丙烯酸酯乳液20重量份和适量水加入复合商液制备槽中,搅拌下使其完全溶解后,过滤,备用;②.料浆的制备将按照配方经准确计量的MgO36.76重量份,活性SiO2改性剂粉煤灰12.38重量份,增强纤维木屑纤维9.97重量份,硅铝耐水结构改性剂膨润土0.5重量份,顺序加入步骤①制备好的复合卤液中,搅拌2030分钟,形成浆料,备浇注用;③.浇注、固化成型按照常规混凝土浇注程序,将步骤②制备的浆料浇注到预先设计制造好的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板模具中,固化成型;④.脱膜、自然养护;⑤.中间夹层填装岩棉或玻璃棉无机吸声材料;⑥.检验,合格后包装入库。制备的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板达到如下技术指标号技术性能名称技术指标备注GBJ47标准1平均吸声系数NRC彡0.7符合GB/T23451-2009隔声性能dBWiO符合GB175面密度Kg/m2^50GB/T7019~抗压强度MPAWl符合GB15762标准^~抗动力冲击^30J符合GB/T3122要求~~6抗冲击性(次)符合GB/T23451-2009<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例2实施例6按照实施例1的制备方法,按照表1的配方制备本发明的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>实施例2实施例6制备的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板均达到如下技术指标<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求一种道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,其特征在于①.吸声板结构特征外形为扁平状长方体,吸声板框架一次浇注成型,其中,底层封闭、面层多孔、中间夹层双腔并填装无机吸声材料;②.材料特征特征①中所述之中间夹层填装的无机吸声材料是岩棉或玻璃棉;吸声板框架包括如下以重量份数计的原料组分MgO35~40MgCl2.6H2O38~44H3PO40.5~0.6Na2PO40.2~0.3减水分散剂NNO0.2~0.3FeSO4.7H2O0.8~1.0有机聚合物乳液固含量40%10~30活性SiO2改性剂11~13增强纤维9~11硅铝耐水结构改性剂0.4~0.6。水适量。2.根据权利要求1道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,其特征在于;①..吸声板结构特征中,所述之吸声板采用双腔,面层开有长条孔、孔间断而不连通,中间夹层为开园孔的带有凹凸型条形间隔的孔板。②.材料特征吸声板框架包括如下以重量份数计的原料组分MgO36.76MgCl2.6H2041.70H3PO40.55Na2PO40.27减水分散剂NNO0.24FeSO4.7H200.94有机聚合物乳液固含量40%20粉煤灰12.38增强纤维9.97膨润土或蒙脱土0.5水适量。3.按照权利要求1的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,其特征在于原料组分中的聚合物乳液是聚丙烯酸酯乳液、环氧树脂乳液、聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯乳液中的一种。4.按照权利要求1的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,其特征在于原料组分中的活性SiO2改性剂是粉煤灰或硅灰。5.按照权利要求1的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,其特征在于原料组分中的增强纤维是碱玻璃纤维、分散增强的短PP纤维、木屑纤维、农作物秸秆纤维中的任一种或其任意两种以上组合。6.按照权利要求1的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板,其特征在于原料组分中的硅铝结构改性剂是膨润土、蒙脱土中的一种或二者组合。7.—种权利要求1的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板的制备方法,其特征在于包括如下步骤①复合卤液的制备将按照配方经准确计量的MgCl26H20、H3PO4,Na2PO4、减水分散剂NNO、FeSO4.7H20、有机聚合物乳液和适量水加入复合商液制备槽中,搅拌下使其完全溶解后,过滤,备用;②.料浆的制备将按照配方经准确计量的MgO、活性SiO2改性剂、增强纤维、硅铝耐水结构改性剂加入步骤①制备好的复合卤液中,搅拌2030分钟,形成浆料,备浇注用;③.浇注、固化成型按照常规混凝土浇注程序,将步骤②制备的浆料浇注到预先设计制造好的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板模具中,固化成型;④.脱膜、自然养护;⑤.中间夹层填装无机吸声材料;⑥.检验,合格后包装入库。全文摘要本发明是一种道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声板及其制备方法。属于用于经空气传播的噪音吸收材料。外形为扁平状长方体,吸声板框架一次浇注成型,其中,底层封闭、面层多孔、中间夹层双腔并填装无机吸声材料;吸声板框架包括如下以重量份数计的原料组分MgO35~40,MgCl2.6H2O38~44,H3PO40.5~0.6,Na2PO40.2~0.3,减水分散剂NNO0.2~0.3,FeSO4.7H2O0.8~1.0,固含量40%的有机聚合物乳液10~30,活性SiO2改性剂11~13,增强纤维9~11,硅铝耐水结构改性剂0.4~0.6,水适量。提供了一种不返卤、不泛霜,强度高、不变形,耐水性好、抗风化,使用寿命长,吸声隔音性能优异的道路声屏障专用硅镁聚合物水泥吸声隔音板及其制备方法。使用寿命25年以上。文档编号E01F8/00GK101818484SQ20101017954公开日2010年9月1日申请日期2010年5月21日优先权日2010年5月21日发明者周士海,秦沂农,董哲申请人:淄博北辰金属材料科技发展有限公司
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