Акустические свойства строительных материалов

Оглавление

ü Акустические свойства материалов:

ü Химические свойства материалов

ü Радиационные свойства материалов

ü Список использованной литературы

Введение

Быстрыми темпами развивается производство и применение в строительстве полимерных материалов различного назначения, пластмасс и смол. Создаются предприятия по выпуску теплоизоляционных материалов и легких заполнителей. Все больше в строительстве используется для наружной и внутренней отделки зданий стекло и изделия из него. Для этих целей изготавливают стекломрамор, цветное стекло, ситаллы, шлакоситаллы, мозаичные стеклянные плитки широкой цветовой гаммы. Растет выпуск и применение керамических облицовочных материалов за счет внедрения новых процессов декорирования, расширения гаммы цветных глазурей, создания рельефных рисунков и орнаментов. Увеличивается производство крупноразмерных плиток.
Разнообразие конструктивных типов зданий и сооружений требует, чтобы сырье для производства строительных материалов было недорогим и пригодным для изготовления широкого диапазона изделий. Таким требованиям отвечают многие виды нерудного минерального сырья, занимающего по объему запасов значительное место среди полезных ископаемых, например, силикаты, алюмосиликаты и др. Добыча нерудного строительного сырья, залегающего в основном в верхней части осадочного покрова, является технологически несложной. По сравнению с другими обрабатывающими отраслями невысок и уровень затрат на переработку этого сырья из расчета на единицу массы готовой продукции.
Наиболее эффективным является комплексное использование одного вида добываемого нерудного сырья для производства продукции различного назначения. Это подтверждается, например, внедрением метода переработки нефелинового сырья в глинозем для получения алюминия, сод продуктов и цемента. Значительный эффект дает и комплексная переработка сланцев в бензин, фенолы, цемент и серу. Промышленная отрасль производства строительных материалов является единственной отраслью, которая не множит, а потребляет промышленные отходы, такие как зола, шлаки, древесные и металлические отходы для получения изделий различного назначения. При изготовлении строительных материалов используют также побочные продукты – глину, щебень, песок и др., полученные при добыче руд и угля. Комплексное использование сырья является безотходной технологией. Эта технология позволяет осуществить природоохранные мероприятия и многократно увеличить эффективность производства.
Постоянно возрастающий объем строительства, все возрастающие требования к его качеству требуют от строителей разных специальностей высококвалифицированного подхода, высокого уровня теоретических знаний и профессиональной подготовки, а также умелого сочетания их в повседневной работе.
Целью реферата является ознакомление специалистов в области строительства с основными строительными материалами, их многогранными свойствами и характеристиками, технологией изготовления, а также опытом использования для применения в практических делах. Материал изложен на базе последних достижений в сфере технологии изготовления строительных материалов и изделий, освещены основные направления их совершенствования.

Акустические свойства материалов

Акустические свойства материалов связаны с взаимодействием материала и звука; прежде всего, это — звукопроводность и звукопоглощение.
Звукопроводность — свойство материала проводить через свою толщу звук; она зависит от строения и массы материала. Тяжелые материалы (кирпич), а также пористые и волокнистые плохо проводят звук.
Звукопроницаемость — отрицательное свойство, так как в большинстве случаев к строительным материалам предъявляются требования изоляции помещений от внешних шумов.
Звукоизоляция — ослабление звука при его проникновении через ограждающие конструкции — это свойство материала, обратное звукопроницаемости.Звукоизоляционные материалы Звукоизоляционная способность ограждений пропорциональна логарифму массы конструкции. Поэтому массивные конструкции обладают большей звукоизоляционной способностью от воздушного шума, чем легкие. Поскольку устройство тяжелых ограждений экономически нецелесообразно, надлежащую звукоизоляцию обеспечивают устройством двух- или трехслойных ограждений, часто с воздушными зазорами, которые рекомендуется наполнять пористыми звукопоглощающими материалами. Желательно, чтобы конструктивные слои имели различную жесткость, а сама строительная конструкция имела хорошо герметизированные узлы примыкания элементов друг к другу. Звукоизоляционные материалы, предназначенные для защиты от ударного шума, представляют собой пористые прокладочные материалы с малым модулем упругости. Их звукоизоляционная способность от ударного шума обусловлена тем, что скорость распространения звука в них значительно меньше, чем в плотных материалах с высоким модулем упругости. Так, скорость распространения звуковых волн составляет:

в стали	5050 м/с
в железобетоне	4100 м/с
в древесине	1500 м/с
в пробке	50 м/с
в пористой резине	30 м/с.

Звукоизоляционные материалы предназначены для снижения нежелательного вредного шума, отрицательно воздействующего на состояние человека. Допустимый уровень шума нормирует СНиП. Эти материалы должны быть влагостойкими, биостойкими, удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям и сохранять свои свойства в процессе длительной эксплуатации.

Звукоизоляционные материалы по структурным показателям подразделяются на:

пористо-ячеистые (ячеистый бетон, перлит);

пористо-губчатые (резина, пенопласт, вспененный полиэтилен);

По величине относительного сжатия эти материалы могут иметь скелет:

В полужестком и особенно в мягком скелете происходит усиление звукопоглощения падающих звуковых волн за счет упругих деформаций скелета материала.

Мягким скелетом обладают поливинилхлорид, полиуретановый поропласт и другие виды ячеистых пластмасс. Полужесткий скелет имеют стекловолокнистые, древесноволокнистые, минераловатные и содержащие асбест материалы.

Фибролит, а также различные виды легких бетонов относятся к материалам с жестким скелетом.

Звукоизоляционные материалы и изделия характеризуются вязкоупругими свойствами и должны обладать динамическим модулем упругости Е не более 15 МПа (доменный шлак, керамзит, песок).

Звукоизоляционные прокладочные материалы и изделия пористо-волокнистой структуры из различной ваты мягких, полужестких и жестких видов с Е не более 0,5 МПа или 5·10 5 Н/м 2 имеют нагрузку на звукоизоляционный слой 0,002МПа(2·10 3 Н/м2).

Пористо-волокнистые звукоизоляционные изделия должны обладать плотностью от 75 до 175 кг/м 3 .

Пористо-губчатые звукоизоляционные материалы и изделия должны быть из пористой резины и пенопластов с Е от 1 до 5 МПа.

Из деформативности скелета материала и упругих свойств воздуха, заключенного в материале, складывается деформативность звукоизоляционного материала. Мягкие звукоизоляционные материалы высокой деформативности под удельной нагрузкой 0,002 МПа имеют относительное сжатие свыше 15%. Как правило, это материал с пористо-губчатой или волокнистой структурой.

Полужесткие материалы имеют величину относительного сжатия в среднем от 5 до 10%, жесткие — до 5%, твердые — до 0.

Звукоизоляционные материалы применяются: в перекрытиях — в виде сплошных нагруженных или ненагруженных (несущих лишь собственную массу) прокладок, штучных нагруженных и полосовых нагруженных прокладок; в перегородках и стенах — в виде сплошной ненагруженной прокладки в стыках конструкций.

Виды акустических материалов, их преимущества и недостатки

Содержание:

В древние времена стены, толщина которых иногда достигала метра, гасили любые звуки. Но с появлением современных технологий они значительно «похудели», сохранив свои теплоизолирующие качества, но утратив способность защищать от шума. А раз так, возникла проблема звукоизоляции, а с ней появились и акустические материалы.

Какие бывают шумы?

Рекордсменами по способности передавать звук являются панельные дома, жильцам которых отлично слышно все, что происходит у соседей. Различают:

• Шум, передающийся по воздуху. Именно этим путем до нас доходит плач младенца из квартиры этажом выше, лай соседской собачки или разговор на кухне.
• Шум ударный. Он обычно извещает нас о том, что соседи затеяли ремонт: звук работающей дрели и удары молотка становятся иногда основной причиной соседских «войн».
• Шум структурный. Дом живет своей жизнью, и мы отлично слышим его «дыхание»: работу лифтов, вентиляционной системы, движение воды по водопроводным трубам и т.д.

Складываясь вместе, эти шумы создают тот самый звуковой фон, который иногда раздражает, мешает спать, приводит к серьезным нервным расстройствам.

Виды акустических материалов

Вряд ли есть возможность запретить соседям шуметь, зато можно ослабить шум, снизить его интенсивность настолько, что он не будет мешать – это и является основной задачей акустических материалов.

В зависимости от их свойств, различают материалы звукопоглощающие, как бы «впитывающие» звуки, и материалы звукоизолирующие, способные отражать звуковую волну.

Звукопоглощающие материалы. Акустические материалы первого вида используются преимущественно для борьбы с шумом, передающимся по воздуху. Их основной характеристикой является коэффициент звукопоглощения: то есть, отношение количества поглощенной звуковой энергии к общему количеству звуковой энергии.

Все они имеют пористую структуру с множеством открытых каналов, проходя по которым звуковые колебания постепенно затухают. Могут быть мягкими жесткими или полужесткими.

Выпускаются звукопоглощающие материалы в виде плит, которые предназначены для крепления непосредственно на какую либо ограждающую конструкцию. Кроме того, широкое распространение получили звукопоглощающие панели: они ставятся на небольшом расстоянии от стен, и состоят из деревянного каркаса, заполненного каким-либо пористым веществом, и облицовки.

На сегодняшний день лучшим звукопоглощающим материалом признан термозвукоизол – представляющий собой стекловолокнистую субстанцию, помещенную между двумя слоями полипропилена, благодаря которому исключается попадание стеклянной пыли в воздух.

Хорошо себя зарекомендовали также:

• Базальтин, применяемый для звукоизоляции стен и потолков жилых помещений.
• Виброфлор. Область применения – звукоизоляция пола.
• Стопзвук – панели, предназначенные для звукоизоляции межэтажных перегородок и многие другие.

В числе их достоинств:

• простота монтажа;
• долгий срок службы;
• полная безопасность;
• привлекательный внешний вид.

Звукоизоляционные материалы. Область применения звукоизолирующих материалов – снижение уровня шумов ударных и структурных. Основной их характеристикой является динамический модуль упругости: чем он меньше, тем больше гасится звуковой энергии. Различают звукоизолирующие материалы, изготовленные из органического или минерального сырья.

Современный рынок звукоизолирующих материалов представлен:

• Соноплатом.
• Звукоизолом ВЭМ.
• Тексаундом.
• Стопзвуком.

Эти материалы нового поколения способны создать наиболее эффективную звукоизоляцию, могут использоваться как в жилых домах, так и на промышленных объектах. Обладают плотной полимерной основой, преобразовывающей звуковую энергию в тепловую.
В числе их достоинств – отличные звукоизолирующие качества, которые сочетаются с:

• абсолютной безопасностью;
• экологической чистотой;
• легкостью монтажа;
• долгим сроком службы;
• устойчивостью к сырости и резким перепадам температуры.

И, кроме того, высокая плотность и, соответственно, малая толщина этих материалов позволяет выполнить качественную звукоизоляцию помещения практически без уменьшения его объема.

Приемущества и недостатки акустических материалов

Большинство современных звукоизолирующих и звукопоглощающих материалов выпускаются в виде панелей и плит, лицевая сторона которых имитирует самые разнообразные материалы.

Они способны не только выполнять свои основные функции, но и:

• сберечь тепло;
• выровнять стены;
• придать помещению привлекательный вид.

Вместе с тем, следует помнить о немногочисленных минусах снижения уровня шума при помощи акустических материалов: во-первых, повесить что-либо на стену, отделанную акустическими панелями, будет не так-то просто. И, во-вторых, покупка и установка эффективной звукоизоляции – дело далеко не дешевое, требующее значительных затрат.

Кроме того, необходимы определенные знания, что позволят из всего многообразия современных материалов выбрать, тот, который будет подходить оптимально для данных условий.

Советы и рекомендации

К сожалению, одной только отделки стен, пола и потолка акустическими материалами явно недостаточно для качественной звукоизоляции.

Результат вас разочарует, если вы предварительно не выполните следующих действий, направленных на снижение уровня посторонних шумов:

1. Заделаете все щели и трещины в стенах. Если вы живете в панельном доме, уделите особое внимание углам: обычно строители про них напрочь «забывают». Также проверьте на наличие полостей в местах стыка пола (потолка) и стены.

2. Просмотрите все розетки. Если они сквозные, то вы будете слышать каждый шорох в соседней квартире. Чтобы этого не было, отгородите «свою» розетку любым звукоизолирующим материалом.

3. Еще один источник шума – трубы, по которым в квартиру подается тепло и вода. Их выходы закрываются шумоизоляционным герметиком, а сами трубы, если есть такая возможность, желательно поместить в чехлы из звукопоглощающих материалов.

4. Для борьбы с уличным шумом осмотрите окна и обработайте их по периметру специальным герметиком. Если в вашей квартире до сих пор стоят старые деревянные окна, самое время заменить их на современные конструкции, способные стать достойной преградой звуку.

5. Чтобы не досаждал шум, доносящийся из подъезда, оштукатурьте откосы входной двери и, в случае необходимости, приклейте по ее контуру шумоизолирующую ленту.

А теперь можно воспользоваться звукоизоляционными плитами или панелями и, выполнив все работы, в дальнейшем наслаждаться покоем и тишиной!

Виды акустических материалов > Звукоизоляционные материалы, Звукопоглощающие материалы, Вибропоглощающие материалы

Виды акустических материалов и их свойства

Согласно ГОСТ Р23499-79, звукоизоляционные материалы и изделия подразделяются на:

звукопоглощающие материалы, предназначенные для внутренней облицовки помещений и устройств с целью создания в них требуемого звукопоглощения;

звукоизолирующие материалы, предназначенные для изоляции от воздушных масс;

звукоизолирующие материалы, предназначенные для изоляции от структурного (ударного) шума.

Отсчет уровня громкости производят от так называемого порога слышимости, или неуловимого уровня, представляющего собой минимальную громкость звука, которую может уловить человек с нормальным слухом.

Звуковое поле, создаваемое каким-либо источником шума в помещении, слагается из наложения прямых и отраженных от препятствия звуковых волн. Отражение значительно увеличивает интенсивность звука и изменяет характер его звучания в худшую сторону.

Характеристика некоторых уровней громкости звука приведена в табл. 1.

Таблица 1. Уровни громкости звука

Характер звука

Громкость звука в фонах

Шелест листьев при слабом ветре

Тишина в аудитории

Шепот на расстоянии 1 м

Шум в машинописном бюро

Шум трамвая на узкой улице

Звук автомобильного сигнала на расстоянии 5-7 м

Начало болевых ощущений в ушах

Шум реактивного двигателя на расстоянии 2-3 м

Звуковая энергия, попадая на перегородку, и частично отражается от нее, частично поглощается и частично проходит через нее. Материалы, обладающие способностью в основном поглощать звуковую энергию, называются звукопоглощающими.

Звукопоглощающие материалы, снижая энергию отраженных звуковых волн, благоприятной изменяют характеристику звукового поля. Эти материалы должны быть высокопористыми.

Если в теплоизоляционных материалах желательно иметь замкнутые поры, то в звукоизоляционных лучше иметь поры, сообщающиеся и возможно меньшие по размеру.

Такие требования к строению звукоизоляционных материалов вызваны тем, что при прохождении звуковой волны через материал она приводит воздух, заключенный в его порах, в колебательное движение, и мелкие поры создают большее сопротивление, чем крупные. Движение воздуха в них тормозится, и в результате трения часть механической энергии превращается в тепловую.

Звукопоглощающие материалы по характеру поглощения звука делятся на:

панельные материалы и конструк­ции, в которых звукопоглощение обусловлено активным сопротивлением системы, совершающей вынужденные колебания под действием попадающей звуковой волны (тонкие панели из фанеры, жесткие древесноволокнистые плиты и звуконепроницаемые ткани);

пористые с твердым скелетом, в которых звук поглощается в результате вязкого трения в порах (пенобетон, газостекло);

пористые с гибким скелетом, в которых, кроме резкого трения в порах, возникают релаксационные потери, связанные с деформацией нежесткого скелета (минеральная, базальтовая, хлопковая вата).

На звукопоглощающие свойства материалов оказывает влияние и их упругость. В изделиях с гибким деформирующимся каркасом имеют место дополнительные потери звуковой энергии вследствие активного сопротивления материала вынужденным колебаниям под действием падающих звуковых волн.

В ряде случаев облицовка поверхности строительных конструкций осуществляется перфорированными листами из сравнительно плотных материалов (гипсокартон, асбестоцемент, металлические, пластмассовые листы), которые обеспечивают конструкциям, наряду со звукопоглощением, повышенную механическую прочность и декоративность.

Звукопоглощающее свойство материала характеризуется коэффициентом поглощения, который представляет собой отношение поглощенной звуковой энергии ко всей энергии, падающей на материал. За единицу звукопоглощения условно принимают звукопоглощение 1 м 2 открытого окна.

К звукопоглощающим материалам относят те, которые имеют коэффициент звукопоглощения не менее 0,4 при частоте 1000 Гц («Защита от шума» СНиП 11-12-77).

Коэффициент звукопоглощения определяется в так называемой акустической трубе и подсчитывается по формуле:

где Е_погл — поглощенная звуковая волна,

Е_пад — падающая звуковая волна.

Коэффициенты звукопоглощения некоторых материалов представлены в табл. 2.