Акустические свойства строительных материалов

Из акустических свойств, которыми должны обладать строительные материалы для жилищного, социально-культурного и промышленного строительства, в первую очередь обращают внимание на звукопоглощение и звукоизоляцию.

Звукопоглощением называют уменьшение интенсивности звуковой волны при прохождении ее через ту или иную среду и оценивают величиной коэффициента звукопоглощения. Этот коэффициент выражается количеством поглощенной звуковой энергии плоских звуковых волн, падающих на единицу поверхности материала.

Звукоизоляцией принято называть совокупность мероприятий, снижающих интенсивность проникновения звука (шума) до допустимых величин при прохождении его через ограждающие конструкции.

Звукопоглощение зависит от характера поверхности материала. Материалы с гладкой поверхностью хорошо отражают падающий на них звук, поэтому в помещениях в помещениях с гладкими стенами создается постоянный шум. Материалы с развитой открытой пористостью хорошо поглощают и не отражают падающий на них звук. Специальная акустическая штукатурка с мелкими открытыми порами хорошо поглощает звук и заглушает его. Известно, что ковры, дорожки, мягкая мебель заглушают звук. В принципе те строительные материалы, которые плохо пропускают через себя звук, хорошо его поглощают и не отражают, являются акустическими материалами. Уменьшение шума в результате использования таких материалов сохраняет здоровье людей, создает для них определенные удобства и способствует производительности труда.

Акустическая способность материала - способность пропускать и проводить или задерживать и поглощать звук. Звукопроводность зависит от массы материала и его строения. Плохо проводят звук пористые материалы. Материалы с гладкими поверхностями отражают значительную часть падающего на них звука (эффект зеркала), поэтому в помещениях с гладкими поверхностями стен из-за многократного отражения звука создается постоянный шум. Поверхности материалов, имеющих открытую пористость, хорошо гасят звуковые колебания. Мягкая мебель, ковры, специальная штукатурка хорошо заглушают звук.

Строительно-эксплуатационные свойства акустических материалов в основном оценивают по тем показателям, которые применяют для оценки строительно-эксплуатационных свойств строительной теплоизоляции: по механической прочности, деформации при колебаниях температуры и влажности; стойкости при воздействии влаги, высокой температуры, огня, микроорганизмов и т.д.

Измерителем звукоизоляции служит разность уровней силы звука до и после прохождения его через ограждающую конструкцию, измеряют ее в децибелах. Она должна составлять в жилых домах для стеновых материалов и материалов междуэтажных перекрытий 50 дБ и для перегородок - 40 дБ.

Рассмотрим несколько примеров акустических материалов и методов их изготовления.

Акмигран облицовочный материал в виде плиток размером 300х250х20мм. Обычно белого цвета, имеет пористую лицевую поверхность различной фактуры. Изготовляется из гранулированной минеральной ваты и асбестового волокна с крахмалом в качестве связующего. Получают акмигран прессованием. Рассматривающиеся на примере акустических минераловатных плит "Акмигран", "Акминит" и МВП, панелей фирмы "PAROC". Акустические минераловатные плиты "Акмигран" представляют собой звукопоглощающие плиты, изготавливаемые из гранулированной минеральной ваты с крахмальным связующим путём формования и последующей сушки изделий. Минеральную вату гранулируют и получают зёрна размером 2 - 15 мм с объёмной массой около 100 кг/кв. м. Связующее, состоящее из крахмала и каолина, затворяют холодной водой и заваривают в мешалке с нагревом смеси до 85 - 90°С. В связующее вводят небольшое количество борной кислоты или буры, являющихся стабилизаторами массы. Формовочную смесь из гранулированной ваты и пастообразного связующего, взятых в отношении 1: 3 по массе, готовят в шнековом смесителе. Влажность смеси 300 - 350 %. Формовку полусухой смеси осуществляют двумя транспортными лентами, движущимися с разной скоростью. Это позволяет получить изделия с небольшими трещинами, что повышает их звукопоглощающие свойства. Сушку производят при температуре 140°С в течение 16 - 18 часов. Затем изделия шлифуют, разрезают и окрашивают.

Размеры плит "Акмигран" 600х600х20 мм. Их средняя плотность 350 - 400 кг/куб. м, R (изг) - больше или равно 0,5 Мпа, коэффициент звукопоглощения 0,7 - 0,9. Плиты обладают малой гигроскопичностью и являются негорючим материалом. Акустические минераловатные плиты "Акминит" по технологии изготовления и свойствам похожи на плиты "Акмигран". В отличие от последних, формовку плит "Акминит" осуществляют из смеси с большей влажностью, которая достигает 400 % (полумокрый способ), путём уплотнения её на ленточном транспортёре прессующими валиками, с отжатием некоторого количества воды. Офактуривание плит после сушки производят разными приёмами. Для обеспечения шероховатой поверхности плиты обрабатывают абразивными материалами, просверливают отверстия, вдавливают в поверхность плит зубцы с затупленными гранями, что приводит к образованию трещин и т.д. Полумокрый способ изготовления плит несколько сложнее в смысле контроля за процессом формовки, чем полусухой, но в то же время, имеет и ряд преимуществ. Изделия получаются с несколько большей прочностью (R (изг) до 1,5 МПа), ниже расход связующего, короче срок сушки, изделия меньше подвержены короблению; можно получать более целесообразные в акустическом и более выразительные в декоративном отношении фактуры. Акустические минераловатные плиты (МВП). Эти изделия отличаются по технологии изготовления от предыдущих видов плит тем, что формуются "мокрым" способом из пульпы на длинносетчатых отливных машинах с вакуумированием, как это имеет место при производстве древесноволокни - стых плит. Более равномерное распределение связующего в плитах МВП позволяет повысить прочность при изгибе до 2,0 - 2,5 Мпа. Офактуривание изделий осуществляется теми же приёмами, что и плит "Акминит".