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建筑楼板隔声涂料探索

摘要:随着绿色建筑的全面实施,作为绿色建筑评价标准的主控项,楼板撞击声的隔声性能及隔声材料的应用逐渐成为建筑领域的研究重点。通过实验研究,开发了一种隔声涂料,并在某住宅小区房间楼板施工铺设。经检测,楼板撞击声标准化撞击声压级为70dB,达到绿色建筑要求。总结了隔声涂料施工的技术要领及注意事项,为隔声涂料的科学施工提供参考。

关键词:绿色建筑;主控项;楼板撞击声隔声性能;隔声涂料;施工工艺

引言

民用建筑室内环境常受到各种噪声的干扰,其中来自上部楼板的干扰,特别是楼板撞击声的干扰在许多建筑中普遍存在,住宅建筑中尤为严重。《民用建筑隔声设计规范:GB50118-2010》对住宅、学校、医院、旅馆、办公及商业建筑等六类建筑中楼板撞击声隔声性能做出了详细的规定,以住宅为例,其中普通住宅楼板的计权标准化撞击声压级要求不大于75dB,高要求住宅不大于65dB。目前毛坯或干铺地砖的100~150mm楼板不能满足楼板撞击声隔声性能,采用浮筑楼板做法可一定程度上改善楼板撞击声隔声性能[1,2],但出现一些缺陷,如占用有效层高、增加结构荷载、施工步骤多、增量成本高等[3]。因此,亟需研究改善楼板撞击声隔音性能的新型材料——隔音涂料的施工工艺[4]。根据《珠海市绿色建筑隔声应用技术指南(2019版)》[5]、《ALE隔声涂料、隔声垫楼面隔声建筑构造》[6],隔声涂料的施工做法满足绿色建筑隔声要求,适合毛坯和精装交楼(毛坯交楼需要在原楼板基础上完成隔声涂料),混凝土隔声楼面构造如图1所示,综合面密度为110~115kg/m³,计权规范化撞击声压级LnT,w=71~74dB。

1隔声涂料的研究综述

共混法制备水性阻尼涂料及其性能研究[7]:①片状结构填料绢云母粉作为水性阻尼涂料中的功能性填料,与其他填料(铝粉、石英砂、碳酸钙)相比具有更好的阻尼性能与隔声性能,同时,当涂料中片状结构填料与聚合物乳液的质量比为1∶1时,涂料具有较好的阻尼性能与隔声性能;②片状结构填料的粒径对阻尼涂料的性能有显著影响:随着填料粒径的减小,涂料的阻尼损耗因子随之增大;在80~400Hz低频范围内,大粒径片状填料的隔声性能优于小粒径,在400~1600Hz中高频范围内,小粒径填料的隔声性能优于大粒径。而采用不同粒径的片状结构填料均匀混合作为填料后,材料的阻尼性能和隔声性能均优于单一粒径的填料;③球状结构填料碳酸钙作为水性阻尼涂料的填料时,在80~400Hz的频率范围内,涂料具有较好的隔声性能。因此,加入少量球状结构填料作为涂料的一部分填料有益于涂料隔声效果的改善。同样阻燃剂作为一部分填料加入到阻尼涂料中,对涂料的阻尼性与隔声性能并无明显影响,但却能够极大地改善涂料的阻燃性能。因此,阻燃剂与球状结构填料的添加量在小范围内变动,对涂料的阻尼性能与隔声性能无较明显的影响,但当阻燃剂与球状结构填料的质量比为5∶3时,涂料具有最佳的阻燃性能。填料对水性阻尼涂料性能的影响[8]:①云母粉作为填料,水性阻尼涂料具有最佳的阻尼性能,白炭黑作为填料,水性阻尼涂料具有最佳的隔声性能;②随着云母粒径的减小,损耗因子值提高,共振频率和共振频率处的隔声量有所提高;③随着云母粉用量的增加,其玻璃化转变温度升高,损耗因子值降低,共振频率提高。从文献[9]可知,多数专利申请采用的是丙烯酸酯树脂以及聚氨酯树脂。例如文献[10],该发明提供一种阻尼性能好的涂料,所采用的聚合物为丙烯酸乳液。同时,有部分专利通过添加阻尼填料从而改善涂料的阻尼性能,主要阻尼填料为纤维、云母粉等;例如文献[11],采用秸秆粉末、植物纤维作为阻尼填料,制得阻尼性能好、环保的涂料;例如文献[12],采用铝纤维作为阻尼填料,铝纤维的加入使得涂料吸音效果好。部分申请人制备具有特殊结构的聚合物,如核壳结构聚合物、超支化聚合等;例如文献[13],合成一种含端羟基的超支化聚氨酯。通过分析近年来阻尼涂料的专利申请发现,为了提高阻尼性能,大部分申请人采用调整配方的方式以改善阻尼性能。

2隔声砂浆和隔声涂料的对比

目前在建筑楼板隔声领域隔声砂浆与隔声涂料应用较多,2者对比如表1所示,隔声涂料作为隔声材料应用在建筑楼板隔声领域有如下优点:①施工便利:地面清洁干净,晒水干透,即具备喷涂施工条件。避免工序复杂的节点处理,减少交叉作业;②相对超薄,通常厚度在2~5mm,节省空间,大大优于其他隔声材料;③隔声涂料可以做到A1级防火,环保无污染,对建筑起到良好的保护作用;④隔声阻尼减震性能良好;⑤附着力好,渗透力好,和基材相容性好,不会出现开裂。

3某已经铺设楼板隔声涂料的建筑项目楼板撞击声隔声性能现场检测

本次研究对珠海市某小区居住建筑的2个房间进行楼板撞击声隔声性能现场检测,分别为6号楼604房间与10号楼701房间。此次进行检测的2个房间楼板已铺设隔声涂料,厚度为3mm。楼板构造具体做法为:1mm腻子+2mm素水泥浆+100mm厚钢筋混凝土楼板+3mm隔声涂料(从下至上)。在门、窗户密闭条件下对房间的楼板撞击声隔声性能进行现场检测,检测结果显示,2个房间标准化撞击声压级均为L'nTw=70dB。撞击声声压曲线如图2所示。在未铺设隔声涂料、其他构造做法相同的情况下,相同户型的房间标准化撞击声压级L'nTw为78dB。根据上述实验,该隔声涂料实施后房间标准化撞击声压级L'nTw从78dB降低到70dB,隔声效果良好,满足绿色建筑的要求。通过对比近期某项目实施的隔声砂浆工程,该建筑构造结构楼板厚度为100mm,隔声砂浆铺设厚度为10mm,铺设后经检测楼板撞击声标准声压级为72dB。可见,隔声涂料的撞击声改善性能优于隔声砂浆。

4楼板铺设隔声涂料的技术要领和注意事项

4.1工艺流程

施工前准备➝成品保护➝喷涂基面处理➝喷涂施工➝喷涂场地清理➝喷涂层自然养护。基面处理要求:清扫地板和墙表面浮尘土,清除凹凸不平的颗粒及松散杂物杂质,底材不应有油污油脂蜡质,地面洒水待表面干洁,再行施工。

4.2技术要领

⑴检查基面有无污物、松散物、油污油脂、干燥、无浮尘,是否漏水。⑵喷涂基面处理:用压缩空气或清水清理喷涂基面灰尘和污垢松散物,如原基面已经损坏或有严重裂缝,应先进行修补。⑶对各种设备、管线和非喷涂部位防护遮挡,堵塞非喷涂部位及通风管线、孔。⑷清理工作面的障碍物,保证喷涂手的顺畅移动空间及其安全性,保持最佳喷射距离。

4.3注意事项

4.3.1材料配制和调试⑴将隔声涂料放入喷涂机器内,并保持隔声涂料材料充足。⑵搅拌须至均匀,随用随开桶,冬季应注意避免冻结失效。

4.3.2隔声涂料喷涂⑴喷涂设备调试应严格按照设备操作说明,以保持涂料喷涂速度均匀稳定。⑵与图纸核对校验,确定隔声喷涂部位,对非喷涂部位应做标记和必要的防护。⑶喷涂时喷枪距离基面应保持合格范围,以便获得较大的压实力和最小的回弹。⑷喷涂后的隔声涂料干燥维护,如果有需要,固化72h后可进行修整、装饰等其他工序。⑸喷涂后的施工现场应及时清理,将回弹料及落地料装袋清除现场。⑹施工结束后,进行成品的保护,对于毛坯交楼住宅建筑,可暂不做保护层,但应注意成品保护,不可经受重型机械、设备碾压,避免建筑材料堆放、拖曳划伤,防止人为破坏,其面层构造待业主装修时确定。喷涂施工完后应注意关好门窗,防雨防漏,严禁地面涂层被水浸泡。

5结语

根据项目实践分析,隔音涂料具有良好的楼板撞击声改善性能,仅3mm的厚度即可达到绿色建筑评价标准要求,对结构荷载、建筑层高影响可以忽略,能较大程度降低绿色建筑的施工成本。同时,通过实践研究,总结出了隔音涂料的施工工艺流程及相关注意事项,为类似项目的施工提供经验。

参考文献

[2]薛小艳.楼板重击撞击声噪声降低方法研究[J].中国环保产业,2019(10):156-161.

[3]丁可.广东省绿色住宅建筑隔声构造及材料应用现状检测分析[J].广东土木与建筑,2015,22(12):62-64.

[4]华实.建筑楼板撞击声隔声性能的研究:全国声学设计创新技术与文化建筑声学工程学术会议论文集[C].贵阳:《环境工程》编辑部,2018:33-37.

[5]珠海市住房和城乡建设局.珠海市绿色建筑隔声应用技术指南[Z].珠海:珠海市住房和城乡建设局,2019.

[6]广东省建筑设计研究院.ALE隔声涂料、隔声垫楼面隔声建筑构造[Z].珠海:广东省建筑标准设计办公室,2019.

[7]罗娟.共混法制备水性阻尼涂料及其性能研究[D].成都:西南交通大学,2013.

[8]胡钊,类成林,杨涛.填料对水性阻尼涂料性能的影响[J].涂料工业,2012,42(6):52-54+59.

[9]黄淑芬.减振降噪阻尼涂料的技术综述[J].山东工业技术,2017(16):15.

[10]曹先军,王凤德,赵奕,等.一种阻尼性能好的涂料:四川,CN105176278A[P].2015-12-23.

[11]青岛晨讯通商贸有限公司.一种高效环保的建筑隔音涂料:山东,CN103642334A[P].2014-03-19.

[12]国家电网公司,江西省电力科学研究院.一种吸音阻尼涂料:北京,CN103483957A[P].2014-01-01.

[13]江门职业技术学院,五邑大学,江门市制漆厂有限公司.柔性可调的加核型超支化聚氨酯丙烯酸酯树脂及制备方法:广东,CN104693409A[P].2015-06-10.

作者:梁伟 邢宁 龚昌胜 单位:长宇国际建筑设计有限公司

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