Звукопоглощающие материалы

Особенности структуры и свойств.Звукопоглощающие материалы и изделия предназначаются для снижения уровня звукового давления в помещениях жилых, производственных и обще­ственных зданий. Поток звуковой энергии при падении звуковых волн на по­верхность ограждения частично отражается поверхностью ограж­дения, остальная звуковая энергия проходит через ограждение. Коэффициент звукопоглощения равен отношению не­отраженной энергии, поглощенной поверхностью, к падающей энергии в единицу времени.Поглощение звуковой энергии в однородном пористом материале происходит за счет энергетических потерь на вязкое трение, преодо­леваемое воздушным потоком в порах материала, теплообмена между стенками пор и воздухом, релаксационных процессов в материале с неидеальной упругостью скелета.Чем боль­шую пористость имеет материал, чем больше развита поверхность пор и больше пор сообщается между собой, тем больше его звукопо­глощение. Поэтому звукопоглощающие материалы должны обладать большой открытой пористостью преимуще­ственно сообщающегося и разветвленного характера. Желательны размеры пор от 0,01 до 0,1 см. Звукопоглощение на низких частотах происходит в более крупных порах. Увеличение влажности материала резко снижает коэффициент звукопоглощения по всему диапазону частот.

Эффективность звукопоглощающих материалов оценивается по классам в зависимости от величины коэффициента звукопоглощения: свыше 0,8 – первый класс;от 0,8 до 0,4 – второй и от 0,4 до 0,2 включительно – третий. Звукопоглощение материалов зависит от их толщины, располо­жения по отношению к источнику звука и других факторов. Для уси­ления поглощения звуковой энергии материалы дополнительно пер­форируют. Размер и форма отверстий в изделиях, их наклон, глубина, а также процент перфорации, т.е. отношение площади, за­нимаемой отверстиями, к общей площади плиты, влияют на коэффи­циент звукопоглощения. При этом обычно перфорация плит увеличи­вает коэффициент звукопоглощения более чем на 10-12 %.

Большинство применяемых в настоящее время звукопоглощаю­щих материалов обладают большой гигроскопичностью и не обла­дают водостойкостью. Между тем в процессе производства мате­риалов, а также перевозки, хранения и монтажа изделия могут при­обретать до применения «в дело» нежелательное увлажнение. При эксплуатации в среде с относительной влажностью более 70 % они могут быстро сорбировать влагу из воздуха. В результате эти материалы и изделия теряют свои звукопоглощающие свойства. Поэтому в частности звукопоглощающие пористо-волокнистые (мягкие и полужесткие) материалы должны выпускаться только с защитными продуваемыми и непродуваемыми оболочками, препятствующими высыпанию мелких волокон и пыли.

Основные виды звукопоглощающих материалов и их применение.Самыми эффективными звукопоглощающими материалами, имеющими высокие значения коэффициентов звукопоглощения в широкой полосе частот (от 125до 8000 Гц), являются минераловатные изделия из супертонкого стекловолокна. Однако их применение допускается при наличии специальных покрытий, обеспечивающих высокую степень защиты от нежелательной эмиссии частиц стекловолокна. При этом для выполнения своих акустических функций такое покрытие должно быть пористым, т.е. негерметичным. Безукоризненно совместить подобные требования удается немногим фирмам-производителям.

Достаточно эффективные звукопоглощающие материалы плотностью 250-500 кг/м³ получают из вспученного перлита и вяжущего из жидкого стекла или синте­тических смол. Газосиликатные плиты «Силакпор» вы­пускают обычно плотностью до 350 кг/м³ в сухом состоянии. При этом прочность при сжатии составляет до 0,1 МПа.Промышленность выпускает гипсовые плиты со сквозной перфорацией. Плиты армируются дробленым стекложгутом и поливинилхлоридным шнуром, стеклопором, перли­том. Эффективен двухслойный материал, наружным слоем которого является перфорированная плита из гипсокартонного листа, а вну­тренним, подстилающим слоем – нетканое полотно или фильтро­вальная бумага.

Звукопоглощающие отделочные изделия выпускают в основ­ном в виде плит, имеющих хороший декоративный внешний вид, различные размеры. Фактура этих плит может быть щелевидной, трещиноватой, бороздчатой, круглой, иметь рельефы и быть окра­шенной. Звукопоглощающие плиты лучше располагать в конструкции с различным воздушным зазором – «на относе». Используют для звуко­поглощения в конструкциях резонаторы, т.е. щиты или пластины, расположенные на некотором расстоянии от поверхности огражде­ния; кроме того, применяют резонаторные перфорированные экраны, располагаемые вдали от ограждения и оклеенные с обратной стороны тканевым покрытием.

В общественных и промышленных зданиях используют звукопо­глощающие устройства, которые изготовляют из металла, фанеры, пластмассы в виде перфорированных панелей, расположенных «наотносе» от стены.Используют пустотелый звукопоглощающий керамический кир­пич, имеющий форму акустического резонатора – полости с узкой горловиной. Керамический звукопоглощающий материал является не только отделкой, но и несущим строительным элементом.

Звукоизоляционные материалы

Звукоизоляционные, или, как их часто еще называют, про­кладочные, материалы применяют для звукоизоляции от ударного шума в многослойных конструкциях перекрытий и перего­родок и частично для поглощения воздушного шума.Нормируемыми параметрами звукоизоляции являются индекс изо­ляции воздушного шума ограждающей конструкции и индекс приведенного уровня ударного шума над перекрытием (в децибелах).

Звукоизоляционная способность конструкции зависит от ее струк­туры, размеров, массы, жесткости, внутреннего сопротивления мате­риала прохождению звука, способа опирания и других особенностей. В зависимости от структуры конструкции делят на акустические од­нородные и акустические неоднородные. К первым относят конст­рукции, которые совершают колебания как единое целое, у вторых отдельные части совершают отличные друг от друга перемещения, что возможно при слоистой системе конструк­ции из разнородных материалов. Звукоизолирующая способность акустически однородных конструкций прямо пропорциональна десятичному логарифму массы, что определяет их недостаточную эффективность. Повышения звукоизолирующей способности акустически неодно­родных конструкций добиваются применением слоистых систем с прослойками, в том числе воздушными, в которых динамический модуль упругости материала несоизмеримо меньше упругости материала жестких слоев. Например, модуль уп­ругости бетонов – от 5000 до 30000 МПа, а воздуха –всего 0,14 МПа. Примером акустически неоднородных конструкций являются межквартирные стены, разделенные воздуш­ным промежутком или зву­коизоляционными прокладками, а также перекрытия с раздельными«плавающим» полом и потолком и не имеющие жестких связей ме­жду слоями.

Важнейшим свойством, определяющим эффективность изоляционного прокладочного материала, является его жесткость. Жесткость связана с толщиной прослойки и динамическим модулем упругости материала. По величине динамического модуля упругости звукоизоляционные прокладочные материалы делятся на классы: I – до 1 МПа, II – от 1 до 5 МПа, III – от 5 до 15 МПа.По деформативности звукоизоляционные материалы делятся на мягкие (относи­тельное сжатие свыше 15 %) – имеют волокнистую или пористо-губчатую структуру;полужесткие – имеют относительное сжатие от 5 до 10%; жесткие – до 5% и твердые –около нуля.

В качестве эффективных звукоизоляционных материалов при­меняют маты и плиты полужесткие минерало- и стекловатные на синтетическом связующем, маты стекловатные прошивные, плиты древесно-волокнистые, пенопласты (полиуретановые и поливинилхлоридные), пористую резину.

ОТДЕЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Общие сведения

Материалы, применяемые для отделки строительных конструкций и сооружений, должнызащищать их от воздействия окружающей среды;придавать завершающее архитектурное оформление;создавать особые санитарно-гигиенические условия, уменьшающие запыление, загрязнение, увлажнение, защиту от шума и др.; обеспечивать возможность восстановления поверхности отделки.Во всем мире резко увеличивается объем производства отделоч­ных материалов, расширяется ассортимент, повышаются качество и выразительность, столь необходимые современному городу, общест­венным зданиям и жилищу.

Разнообразные отделочные материалы и изделия, применяемые в современном строительстве, классифицируют по технологическомупризнаку(лакокрасочные материалы, изделия из природного и искусственного камня, керамики, стекла, металлов, лесных материалов, полимеров и др.) и архитектурно-строительнымвидам(ма­териалы для наружной отделки;внутренней отделки;покрытия полов;специальных целей).Ряд материалов и изделий применяют для отделки как внутренних интерьеров, так и фасадов зданий, предъявляя к ним повышенные экс­плуатационные и эстетические свойства.Среди эксплуатационных свойств важнейшими являются сани­тарно-гигиенические, создающие в помещениях здоровые условия для жизни, работы и отдыха, а также огнестойкие, токсикологические, радиационные характеристики, удовлетворяющие соответ­ствующим нормам. Условиями высокого эстетического качества являются подчинение отделки законам красоты, гармонии, художественного вкуса, образная передача цветового тона, чистоты, насы­щенности цвета, цветового рисунока, структурно-текстурных особен­ностей материала.

Решающее влияние на техническую и экономическую эффективность отделочных материалов оказывают фактический срок службы, эксплуатационные расходы на текущие и капитальные ремонты, а также общий срок службы с учетом морального старения.

Лакокрасочные материалы

Лакокрасочными материалами называют вязкожидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через определенное время отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием. В настоящее время эти материалы являются наиболее распространенными среди отделочных.

Лакокрасочные материалы обычно совмещают функции отделки и защиты поверхности строительных конструкций из металла, железобетона, дерева, кирпича и других материалов от воздействия среды. К лакокрасочным материалам относятся: 1) грунтовки и шпатлевки для подготовки поверхности к окраске; 2) красочные составы (краски), образующие покрытия нужного цвета; 3) лаки, создающие пленку, отличающуюся блеском; 4) компоненты грунтовок, красок, лаков – связующие вещества, пигменты, растворители и разжижители (разбавители), пластификаторы, отвердители и другие специальные добавки.

Общая характеристика лакокрасочных материалов.По основному составу лакокрасочные материалы –это композиты, состоящие из матричного связующего (пленкообразующего) вещества и наполнителя (в том числе пигмента).Краски(красочные составы)бывают масляные, эмалевые, водные (водоразбавляемые) и др. Растворитель и разбавитель позволяют получить жидко-вязкую консистенцию состава, в том числе без дополнительного расхода свя­зующего. Этими компонентами соответственно являются органические растворите­ли и вода (в водных и вододисперсионных красочных составах). Полимерное связующее и органический растворитель образуют лак, а лак с пигментом составляют эмаль (эмалевую краску).

Красочные материалы и покрытия различают преиму­щественно по химическому и эксплуатационному признакам (табл.4). В осно­ву обозначения материалов положены вид, природа пленкообразующего вещества и их назначение.Обозначение красочных составов имеет буквенные и цифровые индексы. Буквы обозначают принадлежность материала к той или иной группе по роду пленкообразующего,например, алкидноакриловые – АС, глифталевые – ГФ, кремнийорганические – КО, мочевинные (карбамидные) – МИ, перхлорвиниловые – ХВ, полиак­риловые – АК, полиамидные – ПА, поливинилацетатные – ВА, силикат­ные – ЖС, эпоксидные – ЭП и т.д.В табл.4 приведена классификация красоч­ных материалов по группам эксплуатации покрытий.

Таблица 4. Классификация красочных материалов

по группамэксплуатации

Пример обозначения. Эмаль ХВ-16 – перхлорвиниловая эмаль (ХВ) для атмосферостойких покрытий 1, регистрационный номер 6.

Красочные составы по своей консистенции могут быть жидкими, вязкими, пастообразными. Каждому способу нанесения краски соответствует оптимальная вяз­кость, при которой не возникают дефекты поверхности покрытий. Для определения вязкости красок применяют вискозиметры. Жизнеспособность красочных составов определяется временем, в течение которого вязкость системы после сме­шения компонентов практически не изменяется.Технологичность нанесения красочного материала зависит от времени высыхания связующего, в течение которого жидкий лако­красочный состав, нанесенный тонким слоем, затвердевает и превра­щается в пленку.

Основные компоненты красочных составов.В качестве сырья в производстве красок и лаков применяют плен­кообразующие вещества, наполнители, пластификаторы, рас­творители, сиккативы, а также вспомогательные материалы (стаби­лизаторы, диспергаторы и т.д.).

Пленкообразующие вещества или связующие служат для сцеп­ления между собой частиц пигмента и создания тонкой пленки лакокрасочного покрытия, прочно держащейся на окрашенной поверхности.От свойств связующего зависят технологические и эксплуа­тационные свойства, а главное долговечность красочного покрытия. В масляных красках в качестве связующего используютолифы; в нитролаках – производные целлюлозы; в клеевых красках – клеи и т.д.

Пигменты– это сухие красящие порошки, являющиеся также на­полнителями системы, нерастворимые в воде, масле и других раство­рителях. Попроисхождению пигменты клас­сифицируют на природные (минеральные) и синтетические (минеральные и органические). Природные пигменты получают путем измельчения, обогащения, термической обработки минерального сырья (охра, умбра, сурик железный и др.). Синтетическиенеорганические (титановые, литопоновые и цинковые белила, сурик свинцовый, оксид хрома и т.д.) и органические (фталоцианиновые красители и др.) пигменты получают в результате сложных химических реакций и технологических процессов.

В отделочные составы для их удешевления, повы­шения декоративных и защитных свойств добавляют тонкоизмельченные наполнители: тальк, диатомит, молотый песок, слюду и осо­бенно часто мел и известняки.Расширяется применение в качестве наполнителей ор­ганических полимерных порошков: полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и др.

Масляные краскипредставляют собой смесь пигмента и связующего вещества (олифы), тщательнопротертых в специальных машинах-краскотерках до получения однородной смеси. Олифа способна "высыхать", отвердевая за счет окисления кислородом воздуха. Ус­коряют этот процесс сиккативы ("сикко" в переводе "сушить", "высушивать").

Олифы делят на четыре вида: а) натуральные (получаемые при переработке растительных масел); б) полунатуральные или уплотненные (олифа-оксоль – раствор оксидированного растительного масла и сиккативов в уайт-спирите); в) комбинированные – продукты полимеризации и обезвоживания высыхающих или полувысыхающих масел; г) синтетические (сланцевая, олифа этиноль).

К масляным краскам для экономии пигмента допускается добавка наполнителей (тальк, сернокислый барий, барит). Различают густотертые и готовые к применению масляные краски. Густотертые краски производят в виде паст и доводят до рабочей вязкости добавлением олифы.

Лаки представляют собой растворы пленкообразующих синте­тических или натуральных смол в органических растворителях, образующие после высыхания твердую прозрачную однородную пленку. В строи­тельстве в основном применяют масляно-смоляные, нитроцеллюлозные, битумные и другие лаки.

Недостатком лаков и эмалей является наличие в них органи­ческого растворителя, а следовательно, токсичность, взрыво- и пожароопасность, вследствие чего окраска должна производиться в специ­альных герметических окрасочных камерах, снабженных вентиляци­онным устройством. Эти материалы в своем большинстве содержат до 50 % лету­чих органических растворителей, что создает серьезный источник экологической опасности.

Эмали (эмалевые краски) получают в результате перетирания сухих пигментов с лаками.

Алкидные(глифталевые и пентафталевые) эмали выпускают готовыми к употреблению, а при загустевании к ним добавляют скипидар или уайт-спирит. Эти эмали обладают определенной твердостью, атмосферостойкостью, спо­собностью высыхать при обычной температуре не более чем за 1-2 суток. Они применяются для окраски металла, прошпаклеванных штукатурных поверхностей и т.д.

Применяют также нитроэмалевые краскина основе нитролаков. Нитроэмалевые краски отличаются быстрым высыханием – 15-45 минут.

Летучесмоляные (перхлорвиниловые) краски представляют собой суспензию пигментов в перхлорвиниловой смоле, растворенной в органических растворителях. Их применяют для наружных работ по штукатурке, бетону, камню, кирпичу и дереву.

Водоразбавляемые краски. В малярных работах широко применяют водоразбавляемые краски в виде готовых форм – водоэмульсионные или вододисперсионные, полимерцементные, силикатные – и приготовляемые на месте работ – клеевые, известковые, цементные и др. Вододисперсионные краски состоят из двух несмешивающихся жидкостей, при этом частицы одной – глобулы – распределены в другой – дисперсионной или внешней фазе, эмульгатора, препят­ствующего слипанию глобул, пигмента и специальных добавок. Вода, являясь внешней фазой, отсасывается пористым основанием подлож­ки, на которую нанесена краска, и частично испаряется. При этом происходит распад эмульсии, слипание глобул и образование красочного покрытия. После отверждения покрытие становится водостойким, воздухопро­ницаемым. При этом вододисперсионные краски не токсичны и техно­логичны, так как могут легко разбавляться водой до требуемой вязко­сти. К вододисперсионным относятся поливинилацетатные(на основе ПВА-дисперсии) краски, обладающие определенной водостойкостью, достаточ­ной адгезией к бетону, штукатурке, дереву, а также стиролбутадиеновые (на основе латекса СКС-5) и акрилатные краски, отличающиеся водостойкостью, повышеннойатмосферостойкостью и долговечностью и применяемые для отделки фасадов зданий, влажных помещений.

Порошковые краскипредставляют мелкодисперсную сухую смесь, состоящую их твердых полимеров, наполнителей, пигментов и спе­циальных добавок. Покрытия нано­сятся на защищаемую поверхность различными методами с разогре­вом красочного состава до рабочей вязкости и переходом в капельно-жидкое состояние. Последующая монолитизация – слияние частиц краски и их отверждение – приводит к образованию химически стойкого покрытия в широком интервале температур эксплуатации.

Краски на неорганических вяжущих и клеевые краски.В качестве свя­зующего известковых красок применяется гашеная известь. Срок службы таких покрытий на воздухе низок. В качестве связующего цементных красок применяют белый или цвет­ной цементы. Для повышения водоудерживающей способности со­става в него вводят известь-пушонку и хлористый кальций. Цемент­ные краски применяют для наружных работ. Силикатные краски представляют суспензию пигментов и активных наполнителей (диа­томита или трепела) в водном растворе силиката калия. Краска отно­сительно водостойка. Силикатными красками окрашивают фасады зданий, а также деревянные конструкции для защиты от возгорания. Казеиновые и клеевые краскипредставляют собой сус­пензии пигментов и наполнителей в водных или водно-щелочных растворах клея или казеина. Клеевые составы не водостойки, их применяют для внутренней отделки помещений. Для повышения прочности и водостойкости покрытий в клеевые составы вводят олифу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: