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橡塑复合改性沥青及其混合料性能研究

2020-02-03 来源:华佗健康网
全国中文核心期刊中国科技核心期刊

橡塑复合改性沥青及其混合料性能研究

公晋芳1,闫超超2

(1.许昌职业技术学院,河南许昌

461000;2.许昌市建设工程质量检测站,河南许昌

461000)

摘要:以废旧橡胶粉和回收聚乙烯塑料(PE)为主要原材料生产湿法改性橡塑复合改性剂,研究了橡塑复合改性沥青的高低温

性能和流变特性,及其混合料的路用性能和抗疲劳性能。结果表明,橡塑复合改性剂有效改善了沥青的高温性能,并充分发挥了橡胶沥青高粘高弹性和热塑性弹性体的高强性能;橡塑复合改性沥青混合料的低温抗裂性能满足冬严寒区使用性能要求;与5%SBS改性沥青相比,橡塑复合改性沥青的高温稳定性和水稳定性能更优,疲劳寿命对应变水平变化的敏感程度更低,耐久性更好。

关键词:废旧橡胶粉;回收聚乙烯;橡塑复合改性沥青;沥青混合料;路用性能;疲劳性能中图分类号:TU535

文献标识码:A

文章编号:1001-702X(2019)12-0085-05

Studyonpropertiesofrubber-plasticcompositemodifiedasphaltandasphaltmixture

GONGJinfang1,YANChaochao2

(1.XuchangVocationalTechnicalCollege,Xuchang461000,China;

2.XuchangConstructionEngineeringQualityInspectionStation,Xuchang461000,China)

Abstract:Wetrubber-plasticcompositemodifierwasproducedbyusingusedrubberpowderandrecycledpolyethylene

plasticasthemainrawmaterials.Thehighandlowtemperaturepropertiesandrheologicalcharacteristicsofrubber-plasticmodifiedeffectivelyimprovethehightemperaturepropertiesofasphalt,andgivefullplaytothehighviscosityandhighelasticpropertiesofasphalt,andtheroadperformanceandanti-fatigueperformancewerestudied.Theresultsshowthattherubber-plasticmodifiercan

rubberasphaltandthehighstrengthofthermoplasticelastomers.Thelow-temperatureanti-crackingperformanceoftherubber-

plasticcompositemodifiedasphaltmixturemeetstheperformancerequirementsofseverewinterandcoldareas.Comparedwiththefatiguelifeismoresensitivetothechangeofstrainlevel,andthedurabililyisbetter.performance,fatigueperformance

5%SBSmodifiedasphalt,thehightemperaturestabilityandwaterstabilityofrubberalloymodifiedasphaltaresuperior,andthe

Keywords:usedrubberpowder,recycledpolyethylene,rubber-plasticcompositemodifiedasphalt,asphaltmixture,road

0引言

好,橡胶沥青路面噪音低、养护维修成本低[1-3];将废旧聚乙烯塑料应用于道路沥青的改性,能够明显提高沥青路面的刚性并显著减小沥青路面的车辙变形,从根本上改变沥青的热塑性,具有比SBS改性沥青优异的高温抗车辙性能和良好的抗疲劳性、抗老化性和耐久性,在高温、交通量大、重载及超载比例高、长大纵坡等车辙易发地区路段有较好的适用性[4-6]。但是橡胶改性沥青对沥青混合料性能的改善主要得益于其较高的黏度和弹性恢复性能,对沥青混合料高温性能改善不突出,而废旧塑料对沥青混合料低温性能改善不明显,甚至过多的塑料掺量将导致沥青混合料低温性能衰减[7-8]。此外,回收橡塑材料来源广泛,导致产品的成分较复杂、质量良莠不齐,导致橡塑改性沥青性能不稳定,这一定程度限制了橡胶粉和塑料改性沥青的推广应用[9-13]。本研究将废旧橡胶粉和回收塑料制备成橡塑复合改性剂,采用湿法改性工艺制备橡塑晕耘宰月哉陨蕴阅陨晕郧酝粤栽耘砸陨粤蕴杂

将废旧轮胎通过机械粉碎后添加到基质沥青中制备橡胶沥青混合料,是公认的废旧轮胎无害化、资源化的处理方式,橡胶粉替代部分基质沥青有利于节约石油资源,橡胶沥青作为沥青混合料胶结料具有高黏、高弹、温度敏感性低的特性,橡胶沥青混合料抗裂、抗车辙、抗热裂化及紫外线老化性能良基金项目:国家自然科学基金项目(5165949);

河南省科研创新计划项目(2017-CX0035)

收稿日期:2019-04-25;修订日期:2019-06-18

作者简介:公晋芳,女,1981年生,山东济南人,硕士,讲师,主要从事交通工程研究。地址:河南省许昌市新兴路4336号,E-mail:chanlike@126.com。

·85·公晋芳袁等院橡塑复合改性沥青及其混合料性能研究复合改性沥青,以生产高低温性能兼顾的改性沥青产品,并通过添加降黏剂、增塑剂来提高橡塑复合改性沥青的热贮存稳定性等性能。研究了橡塑复合改性沥青的高低温性能和流变性能,探讨了橡塑复合改性沥青混合料的高低温性能、抗疲劳耐久性和水稳定性,研究成果可为大面积推广应用橡塑复合改性沥青提供参考。1

1.1

(1原材料

)基质沥青:AH-70重交通道路石油沥青,辽河石化产,性能符合JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》要求。(2)SBS改性剂:星型SBS,型号为YH-802(SBS4402),嵌段比S颐B=4颐6,伸长率680%、回弹率47%、抗拉强度23.6MPa,北京燕山石化产。(3)橡塑复合改性剂:主要成分为废旧橡胶粉(RP)、回收低密度聚乙烯塑料(LDPE)、环氧脂肪酸接枝共聚物、增塑剂、降黏剂、硫磺稳定剂等。橡胶粉来源于河南许昌某橡胶工业有限公司,细度60目,性能符合DGTJ08—2018《橡胶沥青路面技术规范》要求;LDPE来源于北京某塑胶贸易公司,主要为回收的废旧聚乙烯塑料瓶,相对密度为0.925,熔点135益,拉伸强度25.8MPa、收缩率3.5%;降黏剂和稳定剂等均为市售。橡塑(RP/LDPE)复合改性剂经双螺杆挤出机制备而成[14-15]。1.2

橡橡塑塑复复合改合性改沥性青沥中青橡的制备

胶粉掺量分别为9%、12%、15%改性剂掺量按占沥青质量百分比计,下同),LDPE掺量为沥青质量的2%、4%、6%,试验采用的橡塑复合改性剂主要原材料配比见表1。将基质沥青脱水后加热至175~180益,加入橡塑复合改性剂(RP+LDPE),开启螺旋搅拌器以500r/min速率搅拌45min,使改性剂分散均匀并且充分溶胀,边搅拌边加入油脂类增塑剂,接着将沥青共混物的温度升至180~185益,以4500物、活r/min化助剪剂切和降60黏min剂,,剪以切500完成r/min后加搅拌入环30氧min脂肪,最酸接后枝加共入聚硫磺稳定剂,在175益环境箱内发育120min,完成橡塑复合改性沥青制备。表1

橡塑复合改性沥青的主要原材料质量配比%

橡塑复合改性沥青编号

主要原材料A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10基质沥青100100100100100100100100100100LDPERP

9

29

9

1212SBS0406020412150615020415060005·86·新型建筑材料圆园19援12

2

2.1

橡塑复针入度合指标体改性系沥青性能

的性能

按JTGF40—2004要求的针入度、针入度指数、软化点、延度、离析48h软化点差、25益弹性恢复率试验评价橡塑复复合改性沥青的高低温性能和贮存稳定性。试验方法参照JTG料试验规F40—程2004》进行,和JTG试验E20结果—见2011表《2。公路工程沥青及沥青混合表2

橡塑复合改性沥青的针入度体系性能

改性沥针入度针入度

软化点弹性恢

青编号(/0.1mm)指数5益复率/%A1A257.065.4/益/cm延度软化点

差/益A354.00.8271.822.375.4A450.01.021.1373.918.41.279.3A553.00.9768.415.51.983.4A647.075.825.52.182.5A744.01.1879.221.41.785.4A849.01.3242.01.081.2776.018.32.287.481.226.62.486.3A10A9

36.055.51.340.8186.422.51.988.567.419.22.328.52.61.891.378.4由表1、表2可知,在9%~15%橡胶粉与2%~6%LDPE掺量范围内,橡塑复合改性沥青的25益针入度为36~57(0.1mm到了),86.4针入益度,指5数益延大于度为0.8215.5~26.6,软化点高cm于,4865h益离、析最软大软化化点点差达为1.2~2.6的针入度益指,弹标性性恢能基复率本符为合75.4%~91.3%JTGF40—2004,橡塑聚复合合物改改性性沥沥青青SBS橡塑(复I-D合)改技术性沥要青求的。针总入体度上减,随小着,针橡入胶度粉指和数LDPE、软化掺点量增和弹大,性恢复率则显著增大,同时48h离析软化点差增大,5益延度随橡胶粉掺量增大而缓慢增大,随LDPE掺量增大而减小,因此增加橡胶粉掺量对橡塑复合改性沥青的高低温性能均在一定程度改善,而LDPE只是对橡塑复合改性沥青的高温性能有显著改善,过多的LDPE掺量将会对橡塑复合改性沥青低温性能产生负面影响,橡胶粉和LDPE掺量过多将导致橡塑复合改性沥青的48h软化点差不符合JTGF40—2004规定的小于2.5益的要求。相比5%SBS改性沥青,9%PR+(4%~6%)PE复合、12%PR+改性沥(青2%~6%的软化)点PE、、针15%PR+入度指(数2%~4%、弹性)恢PE复共率7明种橡显大塑于5%SBS益改性塑以复上合,改弹性性沥沥恢青青复,具率橡有达到塑复优良了合的高85%改性温、沥性针青能入的和度软疲劳指化数点基性约能为本,1橡,达到表明70塑复橡合改性沥青混合料对我国南方等高温重载沥青路面有较好的(适用性。在9%RP+2%PE、12%RP+(2%~4%)PE、15%RP+(2%~4%大于)PE20cm共,5符种合复JTG配方F40案下—,2004橡塑规复范合I-D改性聚沥合青物的(SBS5益)延改度性沥青延度大于20cm的要求。2.2

按橡照塑Superpave复合改性沥沥青青胶结的流料变PG性等能

级技术要求(ASTMD6373DSR))评,采价橡用塑弯复曲梁合改流性变沥试验青的流(BBR变)性和能动,态BBR剪切试验流和变试验DSR试验按照JTGE20—2011中的T0627—2011、T0628—2011进行,试验结果见表3、表4。表3

弯曲梁流变试验(BBR)结果

改性沥

劲度模量S/MPa蠕变速率m

青编号A1-12156.7益-18-24-12A2A3189.3337.3益295.5493.7益0.363益-180.262益-24A4228.4318.4539.40.3210.3030.2230.243益A5125.5286.4693.10.4020.2010.213A6167.7313.5416.50.3780.3340.181A7186.6356.8479.30.3460.2830.274A8104.4257.3518.4284.5358.50.4430.2440.241119.40.4120.3520.218A10A9

157.5293.4394.4287.8482.4462.80.3810.3210.272156.90.3870.3040.2540.3210.2330.288由表3可知,根据Superpave沥青胶结料低温分级规范要求,弯曲梁流变试验劲度模量S臆300MPa,同时蠕变速率m逸0.3,所有橡胶粉与LDPE橡塑复合改性沥青在-12益下均符合规范要求,但不满足-24益条件下的低温PG分级要求。相同试验温度,随着LDPE掺量增大,蠕变速率m减小,同时劲度模量S显著增大,与针入度体系试验结果相类似,掺加LDPE对橡塑复合改性沥青低温性能有劣化作用。掺加较多橡胶粉能弥补LDPE对沥青低温性能的负面影响,15%RP+2%LDPE的低温柔性及应力、15%RP+4%LDPE松弛性能较5%SBS二种配方改橡性塑沥复青合不改同性程沥度青改善提升,其中,15%RP+2%LDPE橡塑复合改性沥青尤为突出,相较5%SBS改性沥青有较小的劲度模量和较大的蠕变速率,表明此配方橡塑复合改性沥青的低温延展性和释放荷载性能最优,可应用于沥青混凝土路面抗疲劳层。由表4可知,根据Superpave沥青胶结料高温分级规范要求,动态剪切流变试验抗车辙因子G*橡塑复合改性沥青中除9%RP+2%LDPE/sin啄外应,大其于余1.08种橡kPa,塑9种复合改性沥青的高温PG分级都达到82益。随着试验温度升高,橡塑复合改性沥青的相位角啄和抗车辙因子G*/sin啄均减小,公晋芳袁等院橡塑复合改性沥青及其混合料性能研究表4动态剪切流变试验(DSR)结果

改性沥

相位角啄(/毅)

抗车辙因子(G*青编号A164益64益70益76/sin益啄)82/kPa益64.566.77065.4益76益82益63.1

62.564.461.463.37.436.673.123.93

2.024.13

2.34

1.230.94A4

A3

A2

62.4

64.5

63.2

61.8

62.3

61.3

61.5

60.6

60.4

59.8

7.94

4.74

4.12

2.71

2.32

2.73

1.63

1.24

1.42

A7

A6

A5

61.4

62.7

61.2

61.4

60.3

60.5

59.2

60.4

59.1

58.5

59.7

10.3

8.71

7.61

10.45

8.43

5.56

4.65

5.14

3.12

2.78

3.02

1.82

1.65

1.83

A10A9

A8

66.760.5

65.358.5

60.1

64.257.8

59.4

62.556.4

58.4

12.656.793.646.12

2.123.89

1.142.12

总体上抗车辙因子G*减小、相位角啄随试验/sin温度啄升随高试验呈线温性度关升系高减呈小指。数相位函数角关啄系越大,沥青中的弹性成分越多,在重复荷载作用下弹性恢复性能越好、塑性变形量越小,抗车辙因子G*形能力越好;G*/sin啄越大,沥青的抗变分级越高,9%RP+/sin(啄4%~6%和啄越大,)LDPE沥青、的高12%RP+温性(能2%~6%越好,高)LDPE温PG、15%RP+相比5%SBS(2%~6%改性)沥LDPE青有复更配大的方案啄下和,G8*种橡改性沥青有突出的高温性能。尤其是15%RP+4%LDPE/sin啄,塑表明复合改橡性塑沥、复青15%合RP+6%LDPE因子大于10复kPa配,方达到案下了高,橡模塑量复沥合青改的性技术沥青标准的64,可益抗用车于辙高温重载道路长大纵坡路段或高速公路重车道。参考JTGF40—2004针入度指标技术要求和Superpave沥青胶结料PG等级的技术要求(ASTMD6373),结合不同LDPE趋势,本和研究橡胶粉确掺定量LDPE下橡的合塑复理合掺改量性沥为青4%的高、6%低,橡温性胶能粉变的合化理掺量为12%、15%,对低温性能要求较高时可适当增加橡胶粉掺量,同时采用较低的LDPE掺量。3

3.1

橡塑复马歇尔合改性沥青混合料的路用性能

集料采用石试验

灰岩碎石和机制砂,矿粉由石灰岩磨制而成。试验采用AC-13矿料级配中值。利用布洛菲尔德黏度计测试135、175益的表观黏度,将不同温度条件下测得的黏度绘制为黏温曲线。按照JTGF40—2004规定,以黏度为0.17依0.02)Pa·s时的温度作为拌和温度范围;以黏度为0.28依0.023)Pa·s时的温度作为压实成型温度范围。最终确定4种橡塑复合改性沥青混合料的拌和温度为180~183益,压实温度为177~180益,5%SBS改性沥青混合料的拌和温度晕耘宰月哉陨蕴阅陨晕郧酝粤栽耘砸陨粤蕴杂

·87·(((公晋芳袁等院橡塑复合改性沥青及其混合料性能研究3.2

路用性能

为174~176益,压实温度为172~175益,橡塑复合改性沥青的拌和压实温度略高于SBS改性沥青。按最紧密嵌挤状态确定最佳油石比,最佳油石比及马歇尔稳定度试验结果见表5。表5

改性沥青编号

A6A8A10A9A55.2在温度、荷载、荷载作用时间的耦合作用下,沥青路面出现车辙病害,将严重影响路面的行车舒适性,危及行车安全,采用50、60、70益车辙试验评价橡塑复合改性沥青混合料的高温稳定性。沥青路面低温抗裂性能不足所产生的开裂病害,不仅影响路面传递荷载的连续性,导致开裂处应力集中,加速路面破损,同时降水涌入裂缝,在行车荷载作用下产生动水压力,加速沥青膜从集料表面剥离,产生剥落、坑槽,甚至冲刷基层造成翻浆等严重病害。因此,对于我国冬严寒、冬寒区,确保沥青混合料有足够的低温抗裂性能一直是道路工作者致力解决的工程难题。本研究采用JTGF40—2004要求的-10益小梁弯曲试验评价橡塑复合改性沥青混合料的低温抗裂性能,试验加载速率为50mm/min。水损害是沥青路面在水、荷载耦合作用下沥青膜从集料表面剥离,产生剥落,沥青混合料失去粘结力的过程,水稳定性不足主要表现在沥青混凝土出现麻面、坑槽等病害形式。本研究采用浸水马歇尔残留稳定度(MS0)和冻融劈裂强度(TSR)来评价橡塑复合改性沥青混合料的水稳定性,路用性能试验结果见表6。马歇尔试验结果

马歇尔稳定度/kN

12.912.513.712.111.3流值/mm3.72.92.52.13.4油石比/%5.35.65.84.9由表5可见,橡塑复合改性沥青混合料的最佳油石比相较于5%SBS改性沥青混合料增大了0.3~0.9个百分点,这主要是由于橡塑复合改性沥青的黏度高导致集料表面沥青膜较厚所致。橡塑复合改性沥青混合料的马歇尔稳定度远高于JTGF40—2004规定的大于8kN的要求,12%RP+6%LDPE、15%RP+4%LDPE、15%RP+6%LDPE掺配方案下,橡塑复合改性沥青混合料的马歇尔稳定度比5%SBS改性沥青混合料提高了0.3%~17.7%,同时流值也相对较小。表6

改性沥青

编号A5动稳定度(/次/mm)50益14785134981547495161269060益8964765896575138697670益3985301243577642758抗弯拉强度

/MPa12.4112.5613.4511.4711.57橡塑复合改性沥青混合料路用性能试验结果

低温小梁弯曲试验最大弯拉应变

/滋着2704.23556.52967.63713.73297.4劲度模量/MPa4589.23531.64532.33088.63508.8水稳定性试验

浸水马歇尔残留度MS0/%97.399.898.495.297.6冻融劈裂强度比TSR/%

96.495.697.397.494.1A6A8A9

A10由表6可知:(1)随着橡塑复合改性剂中橡胶粉和LDPE掺量的增大,橡塑复合改性沥青混合料的动稳定度增大,橡胶粉掺量为12%时,LDPE掺量由4%增大至6%,50、60、70益动稳定度分别增大了16.5%、28.5%、44.5%;橡胶粉掺量为15%时,LDPE掺量由4%增大至6%,50、60、70益动稳定度分别增大了14.6%、26.1%、44.7%;当LDPE掺量为4%时,橡胶粉掺量由12%增大至15%,50、60、70益动稳定度分别增大了6.4%、9.8%、9.2%;当LDPE掺量为6%时,橡胶粉掺量由12%9.3%,可见橡胶粉掺量增加3%,橡塑复合改性沥青混合料的改性沥青混合料的高温性能的改善作用比橡胶颗粒显著。相同试验温度下,4种橡塑复合改性沥青混合料的动稳定度远大于5%SBS改性沥青混合料,橡塑复合改性沥青混合料比5%·88·新型建筑材料

圆园19援12

SBS改性沥青混合料表现出了更好的高温性能优势。试验温度由50益升高至70益,12%RP+4%LDPE、12%RP+6%LDPE、15%RP+4%LDPE、15%RP+6%LDPE四种橡塑复合改性沥青混合料的动稳定度分别衰减了78.3%、73%、77.7%、71.8%,而5%SBS改性沥青混合料动稳定度衰减了92%,可见橡塑复合改性沥青混合料动稳定度对温度变化的敏感性更低,更适合应用于沥青路面抗车辙性能要求严苛的结构层位。(2)4种橡塑复合改性沥青混合料的抗弯拉强度均大于5%SBS改性沥青混合料,但最大弯拉应变均小于5%SBS改性沥青混合。12%RP+4%LDPE、15%RP+4%LDPE两种橡塑复合改性沥青混合料的最大弯拉应变大于3000滋着,能够满足JTGD50—2017规定的严寒地区沥青混合料弯拉应变应大于3000滋着的要求,同时,这2种复配方案的橡塑复合改性沥青增大至15%,50、60、70益动稳定度分别增大了4.7%、7.7%、动稳定度提高不超过10%,相对而言LDPE掺量对橡塑复合能够满足我国北方等严寒地区的低温抗裂性能要求;而12%RP+6%LDPE可满足我国寒和冷15%RP+6%LDPE地区沥青混合料低橡温塑弯复曲合应改变性技术沥青要混求合料。可以认为橡塑复合改性沥青混合料具有良好的低温抗裂性能。(3)经冻融循环和浸水损伤试验后,4种橡塑复合改性沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度MS0和冻融劈裂强度比TSR均大于95%,且均大于5%SBS改性沥青混合料,可见掺加橡塑复合改性剂后沥青混合料具有优良的水稳定性,橡塑复合改性沥青混合料在我国多雨地区有较好适用性。3.3

采四点弯用Cooper曲疲劳NU-14试验

疲劳试验机上进行试验,温度为20碾成益,型试加载板频,率采为用10SRCHz高偏精正度弦双波面,在锯最切佳割沥尺寸青用量为385条件mm下伊轮65mm300伊模量、50500mm50%、750的标准试件,疲劳试验施加的4个应变水平为对应、900的加滋着载,循环至弯次数曲劲(疲劳度模寿命量降)低时到试验初始终弯止曲,劲结果度见图1。图1疲劳寿命与应变水平双对数回归疲劳方程曲线由图1可见:(1)相同应变水平下,5种改性沥青混合料疲劳寿命排序为:15%RP+6%LDPE跃15%RP+4%LDPE跃5%SBS改性沥青跃12%RP+6%LDPE跃12%RP+4%LDPE。橡胶粉和LDPE累积耗掺散量能越大,大小排橡序塑与复疲劳合改寿命性沥一青致混。掺合料的加橡疲劳胶粉寿命和越LDPE长,对沥青混合料的疲劳性能有明显改善作用。应变水平越大,加载循环次数(疲劳寿命)越短,图1建立了疲劳寿命与应变水平之间的双对数拟合关系,采用疲劳寿命(Nf)与应变的双对数拟合方程斜率n、截距K表征沥青混合料的疲劳特性。(2)在双对数坐标内疲劳方程的负线性拟合优化度R2大于0.95,在统计意义上二者相关性良好,疲劳试验数据可靠。疲劳方程斜率n的绝对值越大,表明疲劳寿命对应变水平的变化越敏感,增大应变水平后疲劳寿命衰减幅度越大,拟合方程截距K越大,表明疲劳曲线线位越高,相同应变水平下相应的疲劳寿命越长,5种改性沥青混合料疲劳方程拟合参数K由大到公晋芳袁等院橡塑复合改性沥青及其混合料性能研究小排序为:15%RP+6%LDPE跃15%RP+4%LDPE跃5%SBS改性沥青跃12%RP+6%LDPE跃12%RP+4%LDPE,K值排序与疲劳寿命排序相一致,拟合参数n绝对值大小排序K值排序相反,由此可见,15%RP+6%LDPE跃15%RP+4%LDPE两种橡塑复合复合改性沥青混合料的疲劳寿命对应变水平变化的敏感程度更低、耐久性更好。4结论

(1)随着橡胶粉和LDPE掺量增大,橡塑复合改性沥青的针入度减小,针入度指数、软化点和弹性恢复率显著增大,同时48h离析软化点差增大;5益延度随橡胶粉掺量增大而缓慢增大,随LDPE掺量增大而减小,增大橡胶粉掺量对橡塑复合改性沥青的高低温性能均有一定程度的改善,而LDPE仅对橡塑复合改性沥青的高温性能有显著贡献,LDPE掺量过多会对塑复合改性沥青低温性能产生负面影响。(2)橡塑复合改性沥青混合料的低温抗裂性能满足冬严寒区使用性能要求;与5%SBS改性沥青相比,橡塑复合改性沥青的高温稳定性和水稳定性能较优,疲劳寿命对应变水平变化的敏感程度较低、耐久性更佳。参考文献:

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(下转第104页)

晕耘宰月哉陨蕴阅陨晕郧酝粤栽耘砸陨粤蕴杂

·89·李东彬袁等院轻钢EPS轻混凝土墙体隔声性能试验研究膏板墙体)的隔声特性完全不同,不能用双层或多层墙体的隔声特性来评估轻钢EPS轻混凝土墙体的隔声性能。(2)EPS轻混凝土的密度对墙体隔声性能影响显著。墙体不填充轻混凝土,在低频段面板产生严重的共振,失去隔声能力,填充400kg/m3EPS轻混凝土后墙体性能大大改善;EPS轻的EPS轻混凝土用于隔声要求40dB及以上的墙体设计。(3)增加轻混凝土厚度对墙体隔声性能提高效果不明显。填充800kg/m3级EPS轻混凝土,厚度分别为100、200mm,隔声性能分别为44、46dB。轻混凝土厚度增加1倍,隔声性能图12

4#与2#、6#与5#墙体隔声性能对比曲线

混凝土密度越低,隔绝噪声的作用越弱,不建议将400kg/m3提高2dB。(4)墙体设置接线盒孔对墙体隔声性能的降低较小,与轻钢龙骨内填吸声材料的轻质墙体相比有很大的隔声性能优势。(5)通过在轻钢骨架轻混凝土墙体两侧附加石膏板来提高墙体隔声性能的做法并不总是有效。在有些情况下,由于附加石膏板的共振,可能导致墙体隔声性能没有提高,反而大幅降低。因此在实际工程中,不推荐使用这种方法来提高墙体隔声性能。体的隔声频谱没有直观相关性。但是对比5#墙体和6#墙体可以发现,其隔声特性非常相似,而且其频谱特性似乎与其基础墙体2#墙体和4#墙体的隔声频谱没有任何关系。因此,决定附加石膏板墙体隔声性能的不是基础墙体,而是墙体两侧附加的石膏板。两侧附加石膏板墙体遇到声波激励后的共振、吻合效应仅取决于附加石膏板的物理特性,而与基础墙体无关。当基础墙体隔声性较差时,附加石膏板提高墙体总隔声性能,但存在共振,不利于隔声;而当基础墙体隔声性能较好时,附加石膏板产生共振、吻合效应对基础墙体隔绝的声能量产生放大作用,从而导致隔声性能严重降低。参考文献:

136-138.

4结论

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(1)轻钢EPS轻混凝土墙体与常规的单层墙体或者轻钢龙骨石膏板墙体的隔声特性不完全相同。轻钢EPS轻混凝土墙体的隔声特性接近单层匀质墙体隔声的特性,但由于面板使得其隔声特性与单层匀质墙体隔声特性不完全一致。轻钢EPS轻混凝土墙体与传统意义的双层轻质墙体(如轻钢龙骨石蒉

(上接第89页)

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·104·新型建筑材料圆园19援12

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