陶粒吸声材料的流阻与吸声性能相互关系研究

发布时间：2020-09-09 12:21

　　随着轨道交通的大发展,其带来的噪声污染也引起了人们的注意,近年来开始使用陶粒混凝土吸声材料制品以治理这类污染,如陶粒混凝土地铁轨道吸音板,近轨吸声矮墙等。然而如何进一步提高陶粒混凝土吸声材料的吸声性能以使材料的利用率达到最大化成了这类产品升级的关键。文献表明,流阻是评价吸声材料吸声性能的重要参数之一,但是这种吸声材料的流阻和吸声性能之间的相互关系未见研究。本研究设计了测量陶粒混凝土材料流阻的仪器设备——流阻仪,用其测量陶粒吸声材料的流阻,通过大量试验数据研究流阻与吸声性能的相互关系,主要研究成果如下:(1)研制出操作简便、流量可控的流阻仪。该仪器由电动真空泵、高精度流量计、高灵敏度阀门、高分辨率压差表以及特制的试件平台组成,经F值检验法和t值检验法对测量数据进行可靠性分析,该设备的偶然误差和系统误差满足精度要求。(2)陶粒混凝土的流阻与其孔隙率直接相关,孔隙率越小,流阻越大;添加微细陶粒、乳胶粉、聚丙烯纤维和增加水灰比均会使得流阻率增大。其中,水灰比影响最为明显,添加乳胶粉的影响次之,其次为添加聚丙烯纤维;在陶粒吸声材料中添加微细陶粒组分影响最小,其流阻率由3545 Pa.s/m2升高12.5%至3990 Pa.s/m2。(3)陶粒骨料粒径对试件的流阻影响显著,其中,单一级配的试件随骨料粒径增大,流阻率降低;而混合级配试件的流阻率介于组成骨料的单一级配试件的之间。1~3mm陶粒试件的流阻率最大,3~5mm陶粒试件次之;5~8mm陶粒试件的流阻率最小;但是陶粒的吸声性能并不与其流阻率完全成负相关,三种陶粒按质量小粒径:中粒径:大粒径=6:14:44比例混合的试块吸声性能最好,其流阻率3029 Pa.s/m2,介于1~3mm陶粒试件与3~5mm陶粒试件之间,表明陶粒混凝土的吸声性能并不随着流阻的减小而减小,而是有一个最佳流阻率范围,低于或高于这个范围的都会降低陶粒吸声材料的吸声性能。(4)选取流阻率和平均吸声系数的试验数据,利用1stOpt软件的LM-UGO算法建立了拟合方程;根据拟合方程绘制的拟合曲线图表明,流阻率较低时,平均吸声系数随着流阻率的升高而升高,在流阻率为3095 Pa.s/m2时,达到平均吸声系数峰值47.48,峰值过后平均吸声系数随着流阻率的升高而降低;参数分析表明,LM-UGO算法对平均吸声系数的拟合取得了较好的结果;方程适用性检验表明,该拟合方程适用度高。
【学位单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TB53;TU528
【部分图文】：

噪声,噪声问题,研究背景,城镇化

第一章绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景上世纪八十年代以来，我国经济发展持续加速。随着经济的发展，城市化的程也在不断推进；城镇人口数量不断增加，《国家新型城镇化规划》指出，到 2年城镇化人口达到 60%。因此维持城市日常运转的各项指要素如电力、交通、食等需求逐渐加大，由此产生的噪声问题日益突出。人们对噪声的防治意识日益提据统计，噪声问题的投诉在我国城市环境污染的投诉中所占比例大于 50%，城市的噪声影响已然成为一个影响居民生活质量的问题[1]。

吸音板

图 1-2 HCM 吸音板Figure 1-2 HCM sound absorber桂林理工大学的李丽认为：陶粒地铁轨道吸音板的过程简单，无污染物排放。同时，理论计算结果显示，轨道吸音板吸声降噪性能良好，具有广阔的应用前景。改进后的吸音板在保证吸声降噪效果的前提下，其最大拉应力、最大压应力和最大位移均能满足安全使用的要求，而且，在极端使用状态下薄弱位置的位移也较小，并且更适合于更复杂的地铁隧道环境。此外，水泥基陶粒轨道吸音板具有良好的吸声性能，比弹性垫圈和无机材料吸音板具有更好的吸水性，透水性，耐火极限和耐久性；与铝纤维板型吸声材料相比，其成本更低，材料来源广泛，可在国内生产，实现轨道交通吸声材料的国产化，具有广阔的应用前景[14]。（4）评价吸声材料吸声性能的常用方法上世纪初，欧美国家就开始了吸声材料的流阻性能研究，并将研究结果形成了技术标准和编制了相关的测量技术方法，从那时起，流阻既成为评价多孔材料吸声性能的重要指标。近几年我们国家也开始重视流阻对多孔吸声材料性能的影响，相关机构也开始了对吸声材料流阻的研究。2010 年，我国国家质量监督局和国家标准

驻波管,内壁,盖头

法测量装置的长管截面尺寸均匀且内壁光滑，为避实。管的一端设置可以放置待测材料的盖头，另一扬声器在管内发出声波形成驻波场，用一根内壁的变化。接收声波的传声器安装在可以防止外界干的，可以沿着管轴方向移动，用以观测不同位置探应小于驻波管的 5%，以免对声场造成干扰。驻波长 λmin。

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