本发明涉及建筑用吸声材料领域，具体而言，涉及一种吸声砂浆及吸声材料。
背景技术：
随着现代工业和交通运输事业的发展以及环保意识的增强，人们对声音环境的要求也越来越高，吸声降噪正逐渐成为一个有关高科技、环境以及人类协调发展急需解决的重要课题。
吸声是声波通过媒质或入射到媒质界面上时声能的减少过程。大多数材料都有一定的吸声能力，一般把6个频率下(125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz)平均吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。
吸声材料是建筑装修的一种功能性材料，它具有吸声与装饰的双重要求，既要美观又要实现吸声的特殊要求。而目前国内市场上常用的吸声材料均无法实现大面积无缝装饰、吸声特性无法定制调控、环保性能较差等弊病，并且部分吸声材料阻燃性能较低。
有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种吸声砂浆，所述的吸声砂浆可实现大面积无缝装饰，环保性能较好，并且阻燃性能也很好。
本发明的第二目的在于提供一种基于所述吸声砂浆制备的吸声材料，所述吸声材料的砂粒粒径与成型方式可定制调控，对低频和高频噪音均有较好的吸收效果，且能大幅减弱声波的反射作用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种吸声砂浆，按重量份计，主要由以下原料制成：
砂粒70～80份、硅酸钠4.5～7.5份、硅酸镁1～2.5份、硅酸锂0.5～2份、水12～20份。
砂粒主要成分为石英或矿物颗粒，其空隙率大，可为吸声材料提供结构基础；
硅酸盐的作用主要是提供粘结力以促进砂浆的成型，同时赋予吸声砂浆以阻燃性能。本发明提供的吸声砂浆中砂粒含量较高，为了提供优秀粘结性能且不对吸声材料的孔隙率造成过多干扰，因此优选的硅酸盐作为成型原料。为强化其成型能力，也可以在其中添加一部分硅酸盐水泥熟料等作为辅助粘合剂。
其中，硅酸钠是一种水溶性硅酸盐，是一种无机黏合剂，其粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，是硅酸盐粘合剂的主要成分；
硅酸镁与其他几种材料复合后，具有优良的隔热、防火、抗压性能，是理想的建筑节能材料；
硅酸锂是金属锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物，可与硅酸钠、硅酸镁配合形成稳固的黏合剂。
本发明将既定的重量份数的硅酸盐进行配比，可获得优秀的胶黏性能，强度高，且还有阻燃性能。
优选的，如上所述的吸声砂浆，所述硅酸钠为4模硅酸钠。
硅酸钠的分子式为Na2O·nSiO2，石英砂和碱的配合比例即SiO2和Na2O的摩尔比决定着硅酸钠的模数n，模数即显示硅酸钠的组成，模数是硅酸钠的重要参数，一般在1.5～3.5之间。模数越大，固体硅酸钠越难溶于水，n为1时常温水即能溶解，n加大时需热水才能溶解，n大于3时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。硅酸钠模数越大，氧化硅含量越多，硅酸钠粘度增大，易于分解硬化，粘结力增大，因此不同模数的硅酸钠有着不同的用处。
由于硅酸钠的模数较大，固通常先在6～8个大气压下进行压蒸反应将硅酸钠、硅酸镁、硅酸锂与水制成水玻璃，然后再将水玻璃与砂粒进行粘合固化。
本发明一方面需要尽量减少粘合剂的添加量，一方面又不能妥协吸声材料的强度，因此优选采用了4模硅酸钠与既定配比的硅酸镁及硅酸锂配合，有效的增加了胶黏的强度。
优选的，如上所述的吸声砂浆，所述砂粒的粒径为40～120目。
吸声材料多是一些多孔材料，当声波进入多孔材料的孔隙中，引起空隙间空气分子、纤维振动，由于空气与孔隙的摩擦阻力、空气的粘滞阻力、热传导等作用，使大部分声能变为热能耗散，起到吸声作用。一般密度小、孔隙多的材料，吸声效果好；结构紧密、光滑、坚硬的材料，吸声效果差。由于以上原因，砂粒的粒径对噪声的吸收效果有着重要的影响。
一种吸声材料，所述吸声材料由在待进行吸声处理的基板上涂抹如上所述的吸声砂浆后制成，由基板向外依次需要涂抹第一层吸声砂浆和第二层吸声砂浆。
其中，第一层吸声砂浆可将基板表面的孔隙进行填补，第二层吸声砂浆可将基板进行找平。且：
优选的，如上所述的吸声材料，在所述第一层吸声砂浆中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照(4～6):1的重量比例混配而成。
进一步优选的，在所述第二层吸声砂浆中，所述砂粒由40～80目的砂粒和80～120目的砂粒按照1：(6～8)的重量比例混配而成。
进一步优选的，所述第一层吸声砂浆的厚度为0.5～0.8mm；所述第二层吸声砂浆的厚度为2～3mm。
一般吸声砂浆涂抹后对于高频声音的吸收较好，但对低频声音的吸收效果较差。低频声音的吸声性随着材料的厚度增加而增加，因而通常采用增加厚度的方式增强对低频噪音的吸收能力。本发明将不同结构的两层吸声砂浆混配，位于外面的第二层吸声砂浆整体更为致密，可使得进入的声波难以反射出去，而位于里面的第一层吸声砂浆较为疏松，吸声系数与外层不同，两层砂浆之间彼此干涉，同时吸收了高低频声能。
优选的，如上所述的吸声材料，所述基板为水泥屋顶、水泥墙壁、砖墙或穿孔类板材。
优选的，如上所述的吸声材料，在涂抹所述第一层吸声砂浆之前，还包括：在所述基板表面设置一层网格布。
网格布一般是粘贴到基板表面，然后再抹吸声砂浆，在基板表面设置网格布可起到防止裂缝和找平基板缝隙的作用。
具体实施时，每一层材料都应该在上一层材料彻底干燥固化后再进行涂抹。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)、本发明提供的吸声砂浆，所述的吸声砂浆可实现大面积无缝装饰，环保性能较好。
2)、不同粒径的砂粒与特定成分的硅酸盐，按照其特定比例混合后固化而成硅砂浆。砂粒通过硅酸盐采用特定工艺粘接在一起时，砂粒之间天然地形成了大量的、不规则的、相互连通的微小孔隙。通过此制作工艺，砂粒粒径与成型方式均可精确地调控，进而确定了内部孔隙的大小及排列方式，由此生产出各种不同流阻与吸声特性的硅砂抹灰浆料。
3)、本发明基于所述吸声砂浆制备的提供的吸声材料，所述吸声材料的砂粒粒径与成型方式可定制调控，对低频和高频噪音均有较好的吸收效果，且能大幅减弱声波的反射作用。
4)、采用硅酸盐作为无机黏合剂，经过不同硅酸盐直接的配比优化以及硅酸钠特定的膜数选择，黏合效果好，强度高，还具有阻燃性能，且不对材料本身的吸声效果造成影响。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种吸声砂浆及由其制成的吸声材料，其实现方式为：
一种吸声砂浆，按重量份计，主要由以下原料制成：
砂粒70份、4模硅酸钠7.5份、硅酸镁2.5份、硅酸锂2份、水20份。
将要涂抹的水泥墙壁清理干净后，表面涂抹两层吸声砂浆。第一层涂抹是将基板表面的孔隙进行填补，厚度为0.5mm；在所述第一层吸声砂浆中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照6:1的重量比例混配而成；
第二层涂抹是将基板进行找平，厚度为3mm；在所述第二层吸声砂浆中，所述砂粒由40～80目的砂粒和80～120目的砂粒按照1：8的重量比例混配而成。
实施例2
一种吸声砂浆及由其制成的吸声材料，其实现方式为：
一种吸声砂浆，按重量份计，主要由以下原料制成：
砂粒80份、4模硅酸钠4.5份、硅酸镁2.5份、硅酸锂0.5份、水12份。
将要涂抹的砖墙清理干净后，表面涂抹两层吸声砂浆。第一层涂抹是将基板表面的孔隙进行填补，厚度为0.8mm；在所述第一层吸声砂浆中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照4:1的重量比例混配而成；
第二层涂抹是将基板进行找平，厚度为2mm；在所述第二层吸声砂浆中，所述砂粒由40～80目的砂粒和80～120目的砂粒按照1：8的重量比例混配而成。
实施例3
一种吸声砂浆及由其制成的吸声材料，其实现方式为：
一种吸声砂浆，按重量份计，主要由以下原料制成：
砂粒73份、4模硅酸钠5.5份、硅酸镁1.5份、硅酸锂1份、普通硅酸盐水泥熟料8份、水14份。
将要涂抹的穿孔类板材清理干净后，表面涂抹两层吸声砂浆。第一层涂抹是将基板表面的孔隙进行填补，厚度为0.7mm；在所述第一层吸声砂浆中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照5:1的重量比例混配而成；
第二层涂抹是将基板进行找平，厚度为2.3mm；在所述第二层吸声砂浆中，所述砂粒由40～80目的砂粒和80～120目的砂粒按照1：7的重量比例混配而成。
在所述第二层吸声砂浆外还设置有一层装饰面层，使得装饰达到即美观又吸声的目的。
实施例4
一种吸声砂浆及由其制成的吸声材料，其实现方式为：
一种吸声砂浆，按重量份计，主要由以下原料制成：
砂粒77份、4模硅酸钠6.5份、硅酸镁2份、硅酸锂1.5份、普通硅酸盐水泥熟料5份、色粉6份、水18份。
将要涂抹的基板清理干净后，先粘贴一层网格布，再于网格布表面涂抹两层吸声砂浆。所述基板为水泥屋顶或墙壁、砖墙或穿孔类板材。第一层涂抹是将基板表面的孔隙进行填补，厚度为0.6mm；在所述第一层吸声砂浆中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照5:1的重量比例混配而成；
第二层涂抹是将基板进行找平，厚度为2.4mm；在所述第二层吸声砂浆中，所述砂粒由40～80目的砂粒和80～120目的砂粒按照1：7的重量比例混配而成。
在所述第二层吸声砂浆再设置一层装饰面层，添加色粉可使得吸声材料拥有不同的颜色，使得装饰达到即美观又吸声的目的。
实施例5
一种吸声砂浆及由其制成的吸声材料，其实现方式为：
一种吸声砂浆，按重量份计，主要由以下原料制成：
砂粒75份、4模硅酸钠6份、硅酸镁2份、硅酸锂1份、水16份。
将要涂抹的基板清理干净后，先粘贴一层网格布，再于网格布表面涂抹两层吸声砂浆。所述基板为水泥屋顶或墙壁、砖墙或穿孔类板材。第一层涂抹是将基板表面的孔隙进行填补，厚度为0.6mm；在所述第一层吸声砂浆中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照5:1的重量比例混配而成；
第二层涂抹是将基板进行找平，厚度为2.4mm；在所述第二层吸声砂浆中，所述砂粒由40～80目的砂粒和80～120目的砂粒按照1：7的重量比例混配而成。
在所述第二层吸声砂浆外还设置有一层装饰面层，使得装饰达到即美观又吸声的目的。
实验例1
以实施例5为基础设计对比例：
对比例1：将表面涂抹方式改为一层3mm的吸声砂浆，且砂粒的目数在40～120目内自由分布，其余设置方式与实施例5相同。
对比例2：涂抹改为一层3mm的吸声砂浆，砂浆中所述砂粒由40～80目的砂粒和80～120目的砂粒按照1:7的重量比例混配而成。
对比例3：涂抹仍为两层，且厚度与实施例5一样，不同之处在于，在所述第一层吸声砂浆中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照2:1的重量比例混配而成；在所述第二层吸声砂浆中，所述砂粒由40～80目的砂粒和80～120目的砂粒按照1:2的重量比例混配而成。
检测实施例1～5及对比例1～3在不同声音频率下的吸声能力，结果如表1所示。
表1 不同频率下吸声能力比较
从上表可知，本发明所采用的两层涂抹方式，及不同涂层中砂粒的粒径比例对材料的吸声能力影响非常大，特别是对于500Hz以下的偏低频的噪音吸收能力的影响尤为显著。
实验例2
对实施例1～5制得的吸声材料的密度、燃烧性能、环保性能、湿胀率、抗紫外线、降噪系数进行检测，结果如表2所示。
表2 实施例性能参数
由表2可知，本发明各实施例提供的吸声材料，均具有优秀的防火能力，且环保性能、湿胀率及抗紫外线的能力都非常好，更重要的是降噪系数可达0.6～0.8，具有优异的降噪性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。