STROITEL_NOE_MATERIALOVEDENIE_RYB_EV

Рис. 13.8. Технологическая схема производства арболитовых изделий способом силового вибропроката:

1 — цех подготовки древесной дробленки; 2 — склад цемента; 3 — склады щебня и песка; 4 — бункер для щебня; 5 — бункер для песка; 6 — бункер для цемента; 7 — бак для воды; 8 — бак для раствора хлористого кальция; 9 — бункер древесной дробленки; 10 — весы; 11 — ванна для замачивания дробленки; 12 — пересыпной бункер; 13 — дозатор для раствора хлористого кальция; 14 — дозатор воды; 15 — дозатор цемента; 16 — дозатор песка; 17 — дозатор щебня; 18 — мешалка для арболитовой смеси; 19 — бетономешалка; 20 — бункер для арболитовой смеси; 21 — бункер для бетонной или растворной смеси; 22

— бетоно- или раствороукладчик; 23 — арболитоук-ладчик; 24— арматурное отделение; 25 — вибровалок; 26 — прокатная секция; 27— кран-балка; 28 — стопа арболитовых изделий; 29 — камера термообработки; 30 — пост распалубки; 31 — склад готовой продукции

Арболит вырабатывают теплоизоляционным со средней плотностью до 500 кг/м3 и конструкционным со средней плотностью 500—850 кг/м3. Марки теплоизоляционного арболита М5, M10, М15; марки конструкционного арболита М25, М35, М50. Теплопроводность арболита колеблется в пределах 0,07—0,17 Вт/(м·К) в зависимости от вида заполнителя (древесный, стебли хлопчатника, солома и др), а прочность при изгибе

— от 0,4 до 1,0 МПа. Этот материал применяют в стеновых конструкциях и как теплоизоляцию в стенах, перегородках и покрытиях зданий, особенно малоэтажных сельскохозяйственного назначения.

Камышит и камышитовые плиты получают из стеблей камыша и тростника путем прессования и скрепления стальной проволокой поперек стеблей. Применяют для заполнения каркасных стен и перегородок.

Камыш является растительным веществом, по химическому составу он близок к древесине (см. гл. 6). Стебли камыша содержат до 43% целлюлозы, 24% лигнина и свыше 20% пентазанов, поэтому камышит подвержен загниванию в условиях повышенной влаж- ности. Возможна и коррозия проволоки, скрепляющей плиты. Камышитовые плиты изготовляют длиной 2400—2600 мм, шириной 550—1500 мм, толщиной 30—100 мм.

В зависимости от степени подпрессовки средняя плотность плит колеблется в пределах 175—250 кг/м3 при теплопроводности от 0,055 до 0,095 Вт/(м·К). Из теплоизоляционных материалов камышит наиболее дешевый, но менее огнестоек, хотя, будучи спрессо- ванным, он не горит открытым пламенем, но может длительное время тлеть. Его существенные недостатки — подверженность порче грызунами, загниваемость и плохая гвоздимость. Необходимо оштукатуривать камышитовые стены и перегородки с обеих сторон. В сухих условиях эти плиты в конструкциях относятся к долговечным материалам. В качестве антисептирующих веществ используют фтористый натрий, кремнефтористый аммоний и др. Транспортируют плиты в крытых вагонах или под брезентом плашмя и без свеса концов.

461

Торфяные теплоизоляционные плиты, скорлупы и сегменты производят из малоразложившегося торфа, сохранившего волокнистое строение. С этой целью торфяную массу доводят смешением до однородного состояния с добавлением (или без добавления) антисептиков, антипиренов, гидрофобизаторов, заполняют ею металлические формы и прессуют. Отпрессованные изделия подвергают тепловой обработке при температуре 120—150°С. В процессе тепловой обработки из торфа выделяются смолистые вещества, которые склеивают волокна без внесения каких-либо дополнительных вяжущих веществ. Размеры плит 1000x500x30 мм (выпускаются плиты шириной и 1000 мм), а мар- ки по средней плотности равны: 170,200,230,260, что обеспечивает величину теплопроводности в пределах 0,052—0,075 Вт/(м·К), а предел прочности при изгибе — не менее 0,4 МПа.

Торфяные плиты применяют для утепления стен и перегородок в зданиях III класса, а также для изоляции поверхностей промышленного оборудования и трубопроводов при температурах в пределах от -60 до +100°С, однако следует учитывать их высокую гигроскопичность и водопоглощаемость.

Войлочные материалы изготовляют из грубой конской или коровьей шерсти с примесью льняной пакли. Пакля представляет собой спутанное волокно, получаемое как отход при мытье и трепании льна. В мягкой пакле допускается небольшое содержание костры, но не должно быть гнилостного запаха. Шерстяной войлок выпускают в виде прямоугольных полотнищ длиной 1 и 2 м, шириной 1 м при толщине 10 и 15 мм. Его средняя плотность 100—300 кг/м3, теплопроводность 0,045—0,065 Вт/(м·К). Войлок используют при утеп- лении стен и потолков, помещая его под штукатурку, которую устраивают по древесной драни, при утеплении оконных и дверных коробок, наружных дверей и углов в рубленых домах.

Войлок не гниет и не горит, но он может тлеть, имеет большое водопоглощение, служит средой для размножения моли. Паклю используют в просмоленном (уплотнение пазов водохозяйственных сооружений) и в непросмоленном (для конопатки бревенчатых стен) состоянии.

Простейшим теплоизоляционный материалом из льняной пакли является шевелин — слой пакли, помещенный между двумя листами беспокровного толя или пергамина. Шевелин прошивают по длине крепкими кручеными нитями. Длина полотнища составляет 25 м, ширина 1 м, толщина 12,5 и 25 мм; полотнища связывают в рулоны. Средняя плотность шевелина 100—150 кг/м3, теплопроводность — около 0,05 Вт/(м·К). Используется этот простейший теплоизоляционный материал для утепления стен и перекрытий в облегченном деревянном строительстве.

462

13.5. ПОЛИМЕРНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Теплоизоляционные материалы, получаемые на основе органических полимеров, характеризуются значительной легкостью, малой теплопроводностью и достаточной механической прочностью. Особый интерес представляют «заливочные» пено- и лоропласты на основе фенолоформальдегидных, пенополистирольных, пенополи- винилхлоридных и полиуретановых полимеров. Образование теплоизолирующей прослойки пено- или поропласта непосредственно при изготовлении стеновых панелей значительно упрощает и удешевляет производство работ.

Пенополистирол имеет пористую структуру с замкнутыми ячейками, заполненными воздухом или газом (азот и др.), Сырьем для изготовления пенополистирола служат суспензионный полистирол и порофор как вспенивающий компонент.

Эту разновидность пенопласта выпускают в виде плит, изготовляемых беспрессовым способом, марок ПС-С (с антипиреном) и ПСБ (без него) или фасонных изделий марок ПС-1, ПС-4 и ПС-6. Пенополистирол характеризуется следующими показателями физико- механических свойств: средняя плотность плит находится в пределах 20—40 кг/м3, теплопроводность 0,035—0,4 Вт/(м·К), предел прочности при изгибе до 0,18 МПа, водопоглощение по объему — не более 2—5% за 24 ч. Пенополистирол не подвержен гниению, легко гвоздится и склеивается со многими строительными материалами Он используется в конструкциях совмещенных кровель, в строительстве холодильников, при устройстве внутренних перегородок, междуэтажных перекрытий, вентиляционных каналов, утепления стен.

К весьма эффективному материалу относится экструзионныи пенополистирол «Экспол», вспучивающийся через расплав в экструдере. Он характеризуется максимальной устойчивостью теплотехнических и физико-механических свойств во времени. Его структура отличается микропористостью при нулевой капиллярности, что обеспечивает низкое водопоглрщение при гарантированной высокой прочности. Такое сочетание позитивных показателей свойств пенополистирола благоприятствует его высокой долговечности. Он применяется как утеплитель оснований автомобильных дорог и же- лезнодорожного полотна, подземных частей зданий и сооружений, в конструкциях кровли, в зонах вечной мерзлоты и т. п.

Пенополивиншхлорид — жесткий, эластичный или полуэластичный пенопласт. Плиточный жесткий пенопласт ПХВ-1 — легкая газонаполненная пластмасса равномерного, замкнутопористого строения. Длина и ширина плит бывает 500 мм при толщине не менее 45 мм. Эти плиты устойчивы к действию кислот, щелочей, воды и могут быть использованы в интервале температур от —60 до +60°С. Средняя плотность ПХВ-1 70— 130 кг/м3, предел прочности при сжатии (перпендикулярно плоскости плиты) 0,4—7 МПа, водопоглощение за 24 ч не более 0,3%, теплопроводность — 0,04 Вт/(м·К).

Тенополивинилхлорид широко применяют для термоизоляции холодильников, рефрижераторов, а также для звукоизоляционных целей наравне с пенополистиролом. Пенополиуретаны — газонаполненные пенопласта, получающиеся на основе полиэфиров и диизоцианатов. Выпускают их в виде лит размером 500x500x50 мм. Такие пенопласты могут быть применены в интервале температур от —60 до +170°С. Пенополиуретаны имеют среднюю плотность 100—200 кг/м3, теплопроводность —0,06 Вт/(м·К); предел прочности при сжатии от 0,55 до 2 2 МПа.

Жесткие пенополиуретаны можно обрабатывать на токарных станках, пилить, сверлить, гвоздить. Пенополиуретан применяют в качестве тепло- и звукоизоляционного материала, в виде скорлуп и сегментов; широко используют для изоляции трубопроводов горячего и холодного водоснабжения.

Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резальных фенолоформальдегидных смол применяют в ограждающих конструкциях при температуре изолируемых поверхностей не более 130°С. Это трудносгораемые изделия, марки по средней плотности

463

50, 75, 100. Размеры плит: длина — от 600 до 3000, ширина — 500—1200, толщина — 50—150 мм. Предел прочности при изгибе — не менее 0,08—0,26 МПа (в зависимости от марки), теплопроводность — не более 0,038—0,043 Вт/(м·К), влажность при отгрузке плит всех марок — не более 20% по массе.

Изделия теплоизоляционные из пенопласта марок ФРП-1 и резопен применяют в виде цилиндров, полуцилиндров, сегментов и отводов. Они имеют среднюю плотность в сухом состоянии 65—ПО кг/м3. Внутренний диаметр цилиндров 47—221 мм, номинальная толщина 30, 40, 50, 60 мм и длина 1000 и 1500 мм. Их применяют для теплоизоляции трубопроводов диаметром 45—219 мм. Полуцилиндры применяют для изоляции трубопроводов диаметром 45—273 мм, сегменты — диаметром 325—1020 мм.

Сотопласты — тепло- и звукоизоляционные материалы, получаемые путем горячего формования гофрированных листов бумаги, ткани или древесного шпона, предварительно пропитанных феноло-формальдегидным резольным полимером.

Физико-механические свойства сотопластов зависят в основном от формы и размеров сот

иот природы материала, образующего стенки полостей. Благодаря невысокой стоимости

ималой теплопроводности наиболее широкое применение в строительстве получили сотопласты с наполнителем из хлопчатобумажных тканей и бумаги. Для улучшения теплотехнических показателей материала ячейки-соты заполняют измельченным пенопластом или стекловатой. Сотопласты применяют чаще всего как промежуточный слой при изготовлении трехслойных высокопрочных панелей.

Минора — легкий, тепло- и звукоизоляционный материал в виде затвердевшей пены белого цвета. Сырьем для мипоры служат мочевиноформальдегидные полимеры, 10%- ный раствор сульфонафтеновых кислот и некоторые добавки.

Мипору выпускают блоками объемом от 0,005 до 0,100 м3 (при толщине 10 и 20 см) или в виде плиток и крошки.

Основные физико-механические свойства мипоры: средняя плотность 10—20 кг/м3, теплопроводность 0,03 Вт/(м·К). Крайне малая механическая прочность мипоры затрудняет ее непосредственное применение. Поэтому ее чаще всего используют как теплоизоляционный заполнитель и звукопоглощающий материал в каркасных конструкциях.

464

Глава 14 Акустические материалы и изделия

14.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Акустическими называются материалы, способные уменьшать энергию звуковой волны, снижать уровень громкости внутреннего или внешнего звука.

Звук_это восприятие ухом упругих механических колебаний и волн, возникающих в среде под влиянием принудительных воздействий. Частоты

колебаний, выражаемые в герцах (Гц), могут быть низкими, средними и высокими, что обусловлено числом колебаний в 1 с: при низкой частотности — 16—500 Гц, средние — 500— 2000 Гц, высокие — 2000—15000 Гц и выше (1 Гц = 1 колебание в 1 с). Количество энергии, переносимой звуковой волной за 1 с через площадку площадью 1 см2, перпендикулярную направлению движения волны, называют силой звука и выражают в ваттах на 1 см2 (Вт/см2). Человеческое ухо воспринимает звук лишь при его силе не ниже некоторой минимальной величины, называемой поро- гом слышимости. Порог слышимости различен для низких, средних и высоких частот. Наиболее чувствительно человеческое ухо к колебаниям с частотами в области 1000—3000 Гц, когда порог слышимости достигает интенсивности звука до 10-16 Вт/см2. Болевые ощущения в ухе возникают при пороге 10-2 Вт/см2, называемом болевым порогом, большим в 10м раз по силе звука, чем при пороге слышимости. Последнюю силу звука принимают как нулевой уровень. За реальный уровень громкости полагают величину, пропорциональную логарифму отношения силы данного звука к силе звука на нулевом уровне, выражаемую в белах (Б) или децибелах (дБ). Например, шепот — 10, тихий разговор — 40, улица с нормальным движением — 60, а с шумным — 70, грузовой автомобиль — 90, авиацион- ный мотор — 120 дВ, болевой порог — 140 дБ. Эти и другие данные учитывают при расчетах звукоизоляции по формулам.

Для большинства зданий задача акустики, акустического благоустройства заключается в снижении уровней внешних шумов до допустимого при относительном режиме тишины в помещениях производственных, учебных, жилых, культурно-бытовых и других зданий. Для зданий общественного назначения важно также обеспечить в основных помещениях хорошую слышимость и разборчивость, а в музыкальных помещениях — еще и естественность звучания инструментов и голоса. Эти задачи решаются комплексом конструктивных, планировочных и предупредительных мероприятий. Главным из них служит правильное назначение строительных материалов в конструкциях, особенно в ограждающих (стены, перегородки), междуэтажных перекрытиях и кровельных - покрытиях. Выбор материалов основан на их различной способности к задержанию (поглощению) звуковой волны, которая может распространяться как в воздухе, так и в твердых телах и жидкостях. Скорость звука в воздухе приблизительно равна 340, в воде

— 1450 м/с, в твердых телах еще выше: в кирпичной кладке — 2000, бетоне — 4000, металле — свыше 5000 м/с. На пути воздушного переноса звука устанавливают преграды из звукопоглощающих материалов и конструкций. Сложнее преграды установить на пути материального I (ударного) переноса звука, например при устройстве междуэтажных перекрытий. Чаще всего воздушные и ударные переносы шумов со- вмещаются, особенно в современных зданиях, выполняемых из сборного железобетона, обладающего малым звукопоглощением, и имеющих щели, неплотности и отверстия, а при тонких конструкциях — способные еще и к изгибным колебаниям. С увеличением массы ограждения улучшается поглощение звука, так как массивное ограждение труднее перевести в изгибное колебание под влиянием волнового звукового давления. Но с увеличением массы ограждения прирост звуковой изоляции происходит медленно. Так, например, если при массе перегородки 100 кг звукоизоляция составляет 40 дБ, то при массе 200 кг — 44 дБ, при 300 кг — 48 дБ. Для дальнейшего снижения шума потребуется устраивать либо очень тяжелые однородные ограждения, либо заменить их ограждениями

465

из двух стенок со сплошными воздушными прослойками (без жестких связей между стенками), переходить к слоистым конструкциям и т. п.

Для борьбы с шумом и переносом звука используют звукопоглощающие (активно поглощающие звук) и звукоизоляционные (снижающие уровень шума) материалы. Ниже рассмотрены основные разновидности этих материалов. Они могут быть отделочными и прокладочными.

Отделочные материалы частично поглощают звук внутри помещений, например промышленных цехов, машинописного бюро и пр., или технических устройств, например вентиляционных воздуховодов и др. Отделочные звукопоглощающие материалы также оптимизируют условия слышимости в помещениях, например, в зрительных залах, лекционных аудиториях, радиовещательных студиях и т. п. Большая или меньшая часть звуковых волн обычно отражается от конструкций, выполненных из отделочных звукопоглощающих материалов. В результате в помещении сохраняется звучание даже после прекращения действия источника звука. Такое явление называется реверберацией.

Прокладочные материалы используют под упругими полами междуэтажных перекрытий, предохраняя тем самым помещения от распространения материального (ударного) переноса звука. Нередко эти материалы комбинируют с отделочными.

Числовую величину поглощения звука оценивают коэффициентом, который показывает долю энергии звуковой волны, поглощаемой 1 м2 поверхности материала в открытом проеме. Чем больше величина коэффициента звукопоглощения, тем выше соответствую- щая эффективность строительного материала в конструкции. При этом учитывают также частотность звучания, от которой существенно зависит величина коэффициента звукопоглощения.

466

14.2. ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

Звукопоглощающие материалы разделяют по разным признакам: характеру поглощения звука, виду и технологии изготовления, характеру поверхности изделий. Все эти материалы обычно являются также отделочными, поскольку способствуют созданию внешней архитектурной выразительности помещений.

По характеру поглощения звука материалы разделяют на пористые, мембранные и перфорированные. Наиболее распространенными являются пористые. Звуковая энергия поглощается в этих материалах в основном за счет трения частиц воздуха в порах и капиллярах, весьма развитых и различных по диаметру. С повышением пористости увеличивается звукопоглощение, хотя имеется некоторый предел пористости (около 80%), выше которого звукопоглощение не возрастает и даже имеется тенденция к его снижению. Важен также размер диаметра пор. При малых размерах пор проникновение звуковой энергии в толщу материала затруднено, а звукопоглощение оказывается незначительным. Оптимаггьным может быть принят диаметр пор до 1 мм. При мембранном типе материала сила звука снижается вследствие затраты энергии на вынужденное колебание достаточно массивных и жестких мембран (плиты, фанерные листы, плотный картон, некоторые ткани и др.). Перфорированные панели и другие материалы имеют отверстия, в которых задерживается воздух, создающий тормоз на пути воздушного переноса звука, что создает лучший эффект звукопоглощения.

С звукопоглощающим материалам, отличающимся между собой внешним видом и технологией изготовления, относятся плитные, рулонные и комбинированные. По характеру поверхности изделий эти материалы разделяются на плиты с естественной фактурой, с порами и раковинами, с рифленой поверхностью, с перфорированной поверхностью, т. е. с отверстиями одного или разного диаметра, расположенными симметрично или бессистемно.

Независимо от разновидностей звукопоглощающего материала они имеют, некоторые общие признаки. Их коэффициент звукопоглощения не должен снижаться ниже 0,20 при низких частотах звука и ниже 0,40 при средних частотах. Они должны быть достаточно огнестойкими, противостоять гниению и не должны вьщелять химических веществ и неприятного запаха. Их средняя плотность не должна быть выше 300—400 кг/м3. Немаловажное значение имеют декоративные свойства и цвет звукопоглощающих материалов, поскольку они, как правило, служат и для архитектурной отделки помещений (чем, кстати, существенно отличаются от других пористых материалов — теплоизоляционных). Эти материалы при выполнении своей основной функции — поглощение звука — реагируют на частотность его колебания. С увеличением частотности звукопоглощение пористым материалом увеличивается, а при низких частотах повышенный эффект приносят сплошные воздушные прослойки (за зоры) размером 7—10 см между стенками.

К сравнительно эффективным относятся акустические плиты на основе синтетических связующих и с применением в них волокнистых заполнителей — стеклянной и минеральной ваты. Эти плиты имеют габариты 500x500x20 мм и среднюю плотность до 140 кг/м3. Они покрыты сверху декоративным покровным слоем и обладают хорошими декоративными качествами. Их используют для облицовки потолков, вестибюлей, залов театров, концертных залов, радиостудий и помещений с большим шумовыделением. Коэффициент звукопоглощения в интервале частот от 500 до 2000 Гц составляет 0,40— 0,47, а предел прочности при разрыве — 0,3—0,4 МПа.

Другой разновидностью акустических изделий служат: плиты из легких бетонов на основе неорганических вяжущих и с применением пемзы, керамзита, вспученного перлита или вермикулита и др.; плиты из фибролита средней плотности до 300 кг/м3 особенно при ши- рине стружки 2—3 мм; древесноволокнистые плиты двухслойные перфорированные при воздушном зазоре в конструкции 5 см и более; гипсовые плиты (перфорированные и

467

сплошные), армированные стекложгутом или поливинилхлоридным шнуром; древесност- ружечные плиты, изготовленные из мелкой стружки на основе синтетических смол, и некоторые другие. Практическую пользу приносят акустические звукопоглощающие штукатурки (в 3—4 слоя) на основе белого портландцемента и с заполнителями в виде обожженной каолиновой крошки с размером зерен 1—3 мм, или тонкогранулированной минеральной ваты с гранулами 2—3 мм, или перлитового песка с размером зерен до 5 мм

инасыпной плотностью 80—200 кг/м3. Эффективно выполняют функции звукопоглощения конструкции из пористых волокнистых материалов, покрытых раз- личными тонкими перфорированными листами и сетками. Перфорация в плитах и листах может быть сквозной и несквозной в зависимости от типа и назначения конструкций.

Широкой гаммой цветов обладают плиты «Силакпор», что вносит разнообразие в интерьеры помещений. Эти плиты изготовляют из легковесного ячеистого бетона (газо- и пенобетона) специальной структуры. Они могут быть с продольной щелевой перфорацией

ибез перфорации. Их средняя плотность 300—500 кг/м3, а коэффициент звукопоглощения в диапазоне 200—400 Гц составляет от 0,3 до 0,8. Хорошими эксплуатационными и архитектурными свойствами обладают плиты из газосиликата размером 750x350x25 мм. При их изготовлении компоненты (известь, песок, вода и красители) смешивают, раствор заливают в формы, изделия запаривают в автоклавах, после чего их фрезеруют и калибруют. Следует отметить, что эффективность звукопоглощающих материалов становится высокой, если коэффициент звукопоглощения больше 0,6, и средней, если этот коэффициент находится в пределах 0,4—0,6.

Высокой эффективностью отличаются акустические плиты «Акмигран» и «Акминит» средней плотностью 350—400 кг/м3, а также гипсовые перфорированные плиты (с несквозной перфорацией) для подвесных потолков.

Плиты «Акмигран» изготовляют из минеральной или стеклянной ваты (гранулированной) на связке из смеси крахмала, бентонита и карбоксилметилцеллюлозы. После формования

исушки поверхности плит отделывают.

Плиты «Акминит» имеют тот же состав, что и плиты «Акмигран», но вместо бентонита используют каолин, литопон (смесь сернокислого бария и сернокислого цинка как пигментирующая добавка) и поливинилацетатную эмульсию. Плиты изготовляют методом отливки смеси в формы, в которой имеются гранулированная минеральная вата и раствор крахмального связующего. Формы высушивают в сочетании с вакуумированием, механически обрабатывают и окрашивают.

Плиты «Акмигран» и «Акминит» имеют коэффициент звукопоглощения от 0,4 до 0,8 в интервале 200—2000 Гц. Перфорация плит увеличивает звукопоглощаемость на 10— 20% при частотах 200—1000 Гц. Следует отметить, что применение плит «Акмигран» и «Акминит» возможно только при влажности до 70%, иначе крахмальное связующее набухает. Полимерные добавки повышают водоустойчивость, но не делают его водостойким. Увлажнение этих материалов снижает показатели звукопоглощающих свойств. Габариты плит — 300x300x20 мм. Лицевая (окрашенная) сторона плит имеет фактуру, т. е. отделку в виде неправильных трещин или каверн, которые имитируют поверхность выветрившегося известняка. Плиты крепят с помощью металлических профилей или специальной мастики.

468

Рис. 14.1. График звукопоглощающей способности асфальтобетона

Большой звукопоглощающий способностью обладают асбестоцементные акустические экраны, перфорированные круглыми или щелевыми сквозными отверстиями, для подвесных потолков или стен в шумных помещениях. Они обладают высокой механической прочностью, огнестой-

костью, долговечностью, гигиеничностью, экономичностью.

При особой форме пустот в виде резонаторов (полостей с узкой горловиной) роль звукопоглощающего и вместе с тем конструктивного материала может выполнять пустотелый глиняный кирпич, коэффициент звукопоглощения которого может составлять до 0,8. Из других материалов следует отметить хорошие звукопоглощающие свойства асфальтобетона (рис. 14.1), особенно с пористой структурой, что важно учитывать при борьбе с городским шумом, в цехах заводов и т. п.

469

14.3. ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Звукоизоляционные материалы применяют для изоляции помещений от распространения материального (ударного) переноса звука. В отличие от звукопоглощающих эти материалы остаются практически в скрытом от взора состоянии в виде прокпадочных слоев в конструкциях внутренних стен (перегородок) и междуэтажных перекрытий зданий. Они располагаются между наружными оболочками (панелей, щитов и др.), находясь в свободном (не сжатом) или даже подвешенном состоянии (например, подвешенные маты). Возможно и некоторое обжатие звукоизолирующей прослойки, например, между несущими панелями потолка и конструкцией пола на упругом основании.

Звукоизоляция всегда связана с характером конструкции, а не только со структурой и свойством материала, как при звукопоглощении. Она не остается постоянной при изменении структуры конструкции, ее размера и массы, жесткости связей в конструкции, характера контакта и опирания элементов конструкции и т. п. Если конструкции однородные, например в виде сплошной плиты, способной под влиянием звукового давления и колебаний звука совершать колебательные движения всей своей массой, то, как отмечалось выше, звуковая изоляция возрастает с увеличением массы однородной конструкции. Это возрастание происходит медленно, пропорционально десятичному логарифму ее массы. Если конструкции неоднородны, состоят из двух или большего числа оболочек, с инородными прослойками между ними, то колебания каждой оболочки под влиянием звуковой волны отличаются и они постепенно «гасятся» в конструкции. Гашению звука и шума способствуют прослойки из инородного материала в виде зернистых засыпок, волокнистых и пористых плит или в виде воздушных сплошных прослоек. Важно также, чтобы отсутствовали жесткие связи между стенками, разделенными прослойками, так как они тогда колеблются как одно целое и эффекта гашения звука не произойдет. Именно поэтому применение ограждений из плит или блоков с обычными пустотами (а не в форме резонатора) не увеличивает звукоизоляции, которая как и в других жестких конструкциях, определяется только массой ограждения. Хороший эффект звукоизоляции дают слоистые конструкции, формируемые из нескольких слоев различных материалов, значительно отличающихся между собой плотностью и жесткостью. Важной характеристикой качества прокладочного материала является его жесткость, которая, во-первых, призвана компенсировать отсутствие жестких связей между стенками в неоднородных конструкциях, а во-вторых, больше погасить ударных звуковых колебаний. Но и жесткость, определяемая динамическим модулем упругости, не должна быть чрезмерно высокой, так как чем ниже динамический модуль уцругости, тем больше ударных шумов поглощает прокладочный материал. По величине модуля упругости различают три класса звукоизоляционных материалов: I — до 1 МПа, II

— от 1 до 5 МПа и III — от 5 до 15 МПа.

Другой характеристикой звукоизоляционного материала является деформативность — способность материала сжиматься под определенной нагрузкой, обычно принимаемой в 1 МПа. По этой характеристике материалы могут быть разделены на мягкие, когда относительная деформация более 15%, полужесткие, если она в пределах 5—15%,и жесткие — менее 5%. Еще меньше деформативность у твердых материалов — от 0 до 5%. Общая оценка звукоизолирующей способности конструкции производится путем вычисления ее значения R = 10 lg(1/τ) , где τ — коэффициент проницаемости (отношение звуковой мощности, прошедшей через ограждение, к звуковой мощности, приходящейся на это ограждение).

Звукоизоляционными акустическими материалами служат полужесткие минераловатные и стекловатные маты и плиты на синтетической связке, древесноволокнистые изоляционные и асбестоцементные изоляционные плиты (последние используют в местах опирания конструктивных элементов перекрытий на стены зданий). Для звукоизоляции используют

470