再生粗骨料制作隔音混凝土墻體的研究

摘 要：城市建設發展過程中產生大量的廢棄混凝土，如果處理不當會污染環境，若將廢棄混凝土加工成再生粗骨料，作為隔音混凝土墻板主要材料組成部分，有利于資源利用和環境保護。由于再生粗骨料體積密度有所降低，孔隙率增大，隨著再生粗骨料取代率的提高，會對隔聲產生不同的影響。該課題研究采取了不同再生骨料取代率，進行了不同頻率下的吸聲特性試驗，并研究該墻板的隔音吸聲效能，確定項目研究方向的可行性。再生骨料混凝土的應用是廢棄混凝土回收利用的有效途徑，是綠色建筑、節能減排的重要措施。

關鍵詞：再生骨料 混凝土墻體 隔音吸聲 綠色建筑

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（b）-0018-02

由于城市化建設進程的加快，廢棄混凝土日益增多，今后廢棄混凝土仍有增多的趨勢。再生粗骨料隔音混凝土材料是在混凝土空心砌塊得到廣泛應用的基礎上，結合我國現狀和實際工程中的大量經驗研制的新型墻體材料。是由再生粗骨料以及聚丙乙烯制成的非承重混凝土隔墻體，同時又具有不遜燒結普通磚的隔音能力。該研究通過實地調研、訪談和試驗檢測等方式，測定再生粗骨料隔音混凝土墻體的隔聲量，確定其隔聲指數和吸聲指數，經過縝密的理論分析，提出產生再生粗骨料制作隔音混凝土墻體這一產品。該研究從再生骨料混凝土的實際應用方面出發，合理設計試件尺寸、配比方式以及實驗方案，生產滿足日常使用需求的再生混凝土墻體。

再生骨料混凝土的高孔隙率使其表面具有眾多細微的孔洞，當聲波射到混凝土表面激發孔內空氣振動，空氣與固體骨架間產生相對運動，由于空氣的粘滯性在孔內產生相應的粘滯阻力，使振動空氣的動能不斷轉化為熱能，聲能得到有效衰減，展現有效的吸聲性能。吸聲系數α是測得分貝與音源分貝之比。

1 試驗過程

1.1 廢料處理

對廢棄混凝土進行回收?？紤]機械不宜處理大塊雜質的實際，我們采用人工法對廢棄混凝土塊進行分選，除去鋼筋和木塊，將5 mm以下的再生骨料視為雜質除掉，設置磁鐵分離器和分離臺用于除去鐵屑和碎塑料等細微雜質；設置2臺破碎機保證骨料粒徑在5～40 mm的范圍內；設置沖洗設備保證黏土、淤泥、細屑等雜質的去除。

1.2 聲學檢測設計

1.2.1 實驗儀器

該實驗使用蜂鳴器，聲級測量儀，麥克風，記錄儀，功率放大器以及隔聲試驗臺。蜂鳴器產生隨機分貝的噪音，作為聲源（圖2）。

1.2.2 隔聲試驗臺

試驗臺由操作箱、消聲箱、聲源箱三大部分組成（圖1）。

聲源箱的一個平面上裝有5個揚聲器，揚聲器的頻率響應在實驗室內經測試優化組合使其趨于一致，以確保形成平面聲場。

消聲箱是接收端的箱子，為保證在消聲箱內測得的聲音只是通過試件的聲音，面對試件端安置的尖劈，消除從任何其他途徑來的聲音及反射聲音。消聲箱坐落在五個減振墊上，以避免通過固體傳入聲音。

操作箱是為加強聲源箱與消聲箱之間隔聲用的設備。所以，操作箱四周亦為兩層隔聲層。進出聲源箱的一側為兩層隔聲門。在與消聲箱試件安裝座相連的一側，用橡膠板與消聲箱隔離，以避免聲音通過固體傳入消聲箱。

在消聲箱內兩側分別安置了傳聲器，多點監測試件一側的聲壓級，將兩個聲壓級差值轉換為聲功率，計算后即得試件吸聲系數。為保證測試均勻；傳聲器在同一平面內可轉動360°，并可調節與試件間的距離。

2 數據分析

此次實驗中主要對再生骨料混凝土吸聲能力進行分析。

由于分貝是兩個相同的物理量（聲功率）之比取以10為底的對數并乘以10，即（分貝符號為“dB”）。它是無量綱的，不能直接進行加減運算，因此我們為了測得各測點間的平均分貝需要引入聲功率的概念。

所謂聲功率是指單位時間內，聲波通過垂直于傳播方向某指定面積的聲能量，單位為W。在本次實驗中，A1代表外側接收器的聲功率，A0代表基準聲功率：10W。通過上式我們可以將外側接收器測得分貝換算為聲功率，再通過求聲功率的均值來確定平均分貝。

為了減少環境分貝對音源分貝的誤差，我們加入了其中，Lc代表音源分貝，Lb代表環境分貝。

由表1及圖3所示，由于環境分貝與音源分貝的分貝數相差較大，修正后的音源分貝與原始的音源分貝相差極小，所以在之后的研究中，如果環境音源遠小于音源分貝，則可以忽略環境音源對實驗結果的影響。表中吸聲系數隨著再生骨料所占質量百分率的增長，混凝土砌塊在同一分貝的吸聲系數下降明顯，再生骨料對混凝土砌塊的隔聲性能提升顯著。在面對100 dB以上的高強噪音時，30%再生骨料和50%再生骨料混凝土的吸聲能力相差不大。

3 結語

（1）通過嘗試不同的再生骨料替代率，經過隔音實驗證實，再生混凝土的隔音性能隨著再生骨料占整體質量百分率的增加而提高，滿足現今規范對隔音材料的吸聲系數要求（0.6～0.8），證明了該項目的可行性。

（2）在不影響墻體正常使用的前提下，再生骨料最多可以代替混凝土中50%的天然粗骨料，這對于我國綠色建筑、資源再生利用十分有益，真正實現建筑廢棄混凝土的資源化、無害化。

（3）將大量混凝土廢棄物進行批量化處理，然后作為建筑材料重新使用，所需技術設備比較簡單，處理費用低，扣除現階段的垃圾處理費、運輸費和購買建筑材料費，仍有很大的贏利空間。按該研究的配合比，50%再生骨料替代率的C30混凝土1m3可以節約626 kg的粗骨料，節省近三成的建材費用，實現建筑廢棄混凝土的資源化、無害化。

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