[发明专利]一种水泥基多孔吸音板及其制备方法

说明书

本发明属于多孔材料领域，具体涉及一种水泥基多孔吸音板及其制备方法；所述吸音板由以下重量份的原料制备而成：尾矿0～40份、建筑垃圾0～30份、石膏0～5份、粉煤灰0～30份、水泥20～70份、稳泡剂0.0005～0.001份、双氧水0.0005～0.001份、发泡剂0.002～5份。本发明利用双氧水的分解，在吸音板的表面和内部形成大量圆形的孔，为高开口孔隙率吸音板的制备提供基础；然后，通过控制发泡剂在蒸压养护过程中的受热分解过程，促使吸音板内形成大量新的孔结构，并随着蒸压养护的进行而长大、连通，旨在显著提升吸音板的开口孔隙率和孔结构的复杂性，拓展了吸音板的吸声频带和吸声效率。

技术领域

本发明属于多孔材料领域，具体涉及一种水泥基多孔吸音板及其制备方法。

背景技术

吸音板是指板(块)状的、具有吸声降噪性能的材料，有无机纤维材料(如玻璃棉、岩棉及其制品等)、有机纤维材料(如棉、麻等植物纤维，木质纤维、及人造纤维等)、泡沫材料(如泡沫塑料、泡沫玻璃等)、金属材料(如金属纤维、多孔泡沫金属等)、建筑材料(如泡沫吸声板、多孔陶瓷吸声材料、膨胀珍珠岩、泡沫混凝土等)，主要应用于影剧院、音乐厅、报告厅、琴房、演播室、录音室、KTV包房、工业厂房、机房、城市交通(地铁轨道交通以及快速路)、电梯井等对声学环境要求较高的场所。

水泥基材料吸音板是一种刚性骨架的泡沫混凝土吸音材料，具有安全无毒、透水、耐火、耐候、抗震、防腐、轻质高强、保温隔热、吸声降噪、制造工艺简单等优点，是一种非常适合用于噪声防控的全天候吸声材料。目前，水泥基材料吸音板主要是以吸音陶粒为骨料、以水泥为胶凝材料制备而成的水泥基陶粒吸音板，其吸声性能主要通过以下几种方式优化、提升：(1)提高陶粒的开口孔隙率；(2)提高陶粒内部孔结构的复杂性；(3)在水泥基吸音板中掺入纤维。目前，虽然关于水泥基吸声板有相关报道，但是至今为止，由水泥基浆料经多阶段发泡制备吸音板尚未见相关报道。

现有技术一的技术方案与本专利最相关的技术为广西科技大学吴辉琴、盘荣俊等提出的、以乙酸铵(Materials,2019,12,4124)和碳酸氢铵(材料科学与工程学报,2020,38(4)579-584)为发泡剂制备免烧多孔陶粒的技术方案。在上述陶粒制备的整个过程中，分别使用了乙酸铵和碳酸氢铵作为发泡剂；在养护过程中，以不同的升温速率将生陶粒从室温加热至需要的温度，并养护一定时间后得到所述的多孔免烧陶粒。该技术只涉及到单一发泡剂的使用，不涉及两种或者多种发泡剂的使用；此外，该技术不是蒸压养护，而且只涉及了升温速率，没有涉及升温过程中采取多个保温阶段。

现有技术二的技术方案与本专利具有一定相关性的技术为卓达新材料科技集体有限公司的发明专利《一种轻质吸声水泥基板的制作方法》，CN105645893A。该技术以硫铝酸盐、粉煤灰、木粉、改性剂、植物纤维为主要原料，制备了轻质吸声水泥基板。本技术与卓达新材料科技集体有限公司的技术均以水泥为胶凝材料，但是与该技术具有显著区别的是，本技术经过多次化学发泡，孔结构更加丰富，更加复杂。

现有技术三的技术方案与本专利具有一定相关性的技术为西南科技大学王玉婷的论文《高速铁路用水泥基多孔吸声材料的研究》。该技术以水泥、膨胀珍珠岩、高炉矿渣、纤维和发泡剂制备了高速铁路用水泥基多孔吸声材料。与西南科技大学所述技术不同的是，本技术由于增加了稳泡剂，使得第一次形成的孔呈圆形的空腔结构；而且，由于使用了多种发泡剂，并且在蒸压养护过程中使发泡剂受热分解，使得吸音板的孔结构更加丰富，更加复杂。

现有技术四的技术方案与本专利具有一定相关性的技术为中国科学院过程工程研究所和中国科学院声学研究所在《多孔水泥基复合吸声材料的研制》中所述的技术(李兆军，程明昆.噪声与振动控制，2009.S2:292-294)。该技术以水泥、无机矿物添加剂为主要原料，利用专用的发泡机，将发泡剂制得泡沫，然后再将泡沫加入浆料中，制备了水泥基多孔吸声材料。与该技术不同的是，本发明所述技术无需发泡机制泡；而且，本技术使用了多种发泡剂，并且在蒸压养护过程中促进发泡剂受热分解。