喷涂工艺在声学工程上的应用

喷涂工艺，是工程施工工艺的一个重要领域，随着建设事业的飞速发展变化，喷涂施工工艺也正以日异月新的速度发展，在国内，在防水、防腐、保温、隔热使用喷涂工艺已非常成熟由于喷涂工艺的特点使其在声学工程上具有广泛的使用范围。借助于其特点，可为在声学工程施工的革新、进步发展空间巨大。



一、喷涂工艺的优点



从涂料的发明到现在大面积的使用，施工工具有了很大的发展．从毛刷到滚桶．从空气压缩机到无气喷涂．．．随着无气喷涂技术的日渐普及，墙面涂料的施工效率得到普遍提升。 1、施工效率得到显著提高；与传统人工涂抹相比，采用喷涂设备进行施工，高效率机械自动化施工作业，总的施工效率得到显著提高。从而可以缩短施工周期，同时减少施工人员配备，降低人工成本、施工方便。



2、复杂结构的适应性；喷涂产品可直接喷涂于钢结构、混凝土等任何介质上，可以在任意复杂（异型）结构或管线、吊挂件、密集区域．即使是施工人员很难到达的空间，均可轻松喷涂施工。从而形成密闭无缝的覆盖层，其表面平整、分布均匀。对于原有界面的分层、孔洞、裂缝等缺陷均可以有效覆盖。



3、施工成本低；喷喷涂工艺均直接使用原材料，在施工现场进行喷涂，相比经过加工的产品，施工成本及运输成本均有较大的优势。



4、施工工艺成熟；已具有相应的各种喷涂设备、施工机具及标准化操作规范和程序，操作技术简单，只需对工人略加培训即可。原材料来源广泛，可就地取材，扩大原材料范围，可广泛的使用更环保、节能的材料。



二、隔声喷涂工艺及材料



在声学工程中，隔声是工程的基本要素。从理论上说，任何材料都同时具有隔声及吸声功能，只不过是由于其具有更佳的隔声及吸声功能而被定义。当然，所谓的隔声材料应具有较为密实的质地，对于入射其上的声波具有较强的反射，使透射的声波大大减少，从而起到隔声的作用。喷覆到任何建筑物的基层上，又可以单独灌注到墙体空腔里，形成严密的隔声系统。在声学工程中，首先是原围护结构中的隔声量不足，为此，需采取措施提高其隔声量，而喷涂隔声层的施工工艺，可在原围护结构的基础上改善提高其隔声量，如钢结构彩钢板建筑，及具有较多开孔穿管、缝隙、漏洞的围护结构。



喷涂施工工艺及设备的选择：根据以上定义，在工程上，喷涂后形成的隔声层应是密实的，虽然喷涂的工艺可能导致其会形成互不相通的空气泡，但是，只要不留有相通的孔隙，即可满足要求。应能与其原围护结构形成有效的附着力，故比较适合使用时按配比在搅拌机中搅拌成混合浆体，使用类似沙浆喷浆机的设备进行施工，能形成致密的隔声层。



喷涂材料及黏结剂的选择：在某种意义上，只要能形成密实具有隔声效果的材料及连结剂，能使用喷涂工艺的混合浆体，均可以使用。按构成形态为聚集结构如：水泥沙浆、轻骨料水泥混合沙浆、聚苯颗粒保温料浆 、闭孔珍珠岩水泥混合沙浆、腻子浆、防腐保温隔热料浆、双组分的聚氨酯发泡剂等。在使用时，根据实际工程中，往往可以与其它工艺要求同时达到隔声以外的其它功能。



三、吸声喷覆工艺



喷覆施工工艺及设备的选择：根据以上定义，在工艺实施上，喷覆的吸声材料为保证较高的孔隙率，避免多孔纤维材料如使用搅拌成混合浆体会堵塞纤维材料的孔隙。故吸声层的形成应是利用喷料机高压喷覆的基本原理是将多孔材料和胶粘剂分别喷出在施工面形成结合层。多孔材料因为质轻，再加上高粘性的胶粘剂，应用在混凝土、木块、金属等各类结构上都不会脱落，能由此保持着整体的完整性。



但是，由于多孔材料和胶粘剂是分别喷出，在微观上材料之间的粘连的是间断的，在使用中由于环境、温度变化有可能产生纤维及末屑的析出，如在要求严格的环境应在其表面作封闭处理。可在吸声层加喷覆胶粘剂作为护面层（如形成均匀的薄膜对吸声系数α影响不大）。同时，护面层也可以进行不同颜色的处理，增加其美观性和装饰效果。



在喷覆孔纤维材料吸声层的施工中，对于基础界面如孔隙裂缝多，可能导致漏气、漏水的，应先喷涂防水隔声层后再进行吸声层喷覆。因为吸声层的主要功能是吸声，目的是为达到减少混响，吸声层不具有防水功能，隔声功能也不理想。如缺乏科学态度，扩大纤维材料吸声喷覆的功能，宣传成能解决一切问题的产品，可能会对工程留下隐患。



四、吸声喷覆材料



吸声材料的吸声性能常用吸声系数α来表示，定义为：声波入射材料表面时，材料的吸收性声能和透射声与入射到材料表面的声能之比。吸声材料的吸声机理是材料内部有大量空隙，空隙之间互相连通，孔隙深入材料内部。声波沿着这些孔隙可以深入材料内部，与材料的黏滞阻力作用发生摩擦，使声能转化为热能而损耗。



从理论上说只要是多孔开孔结构的材料和纤维结构的材料，只要达到一定的吸声系数均可作为喷覆吸声材料。从材料的化学性质来区分，主要有有机材料及无机材料。有机材料由碳、氢、氧、氮等元素组成，有机材料都能够在常温常压下燃烧，但是，在自然环境里能够降解。无机材料主要由钙、磷等元素组成，无机材料具有不燃、抗老化、耐高低温、粘接效果好，以及抗剪强度和抗压强度高的特点。



目前较为业内所熟知喷覆的吸声材料是进口的植物纤维素材料，诸如“K-13”“Sonaspray fc”等以天然植物纤维为原料，经过添加阻燃剂、防虫剂等化学处理而制成的一种符合环保要求的新型吸声材料。现国内厂家已陆续推出类似的有机纤维产品，逐步。但是，有机纤维是可燃材料，有机纤维材料的阻燃性取决于其阻燃剂的质量的稳定性和用量的均匀性，它的防火等级在最理想的配比状况下是B1级阻燃材料而非A级不燃材料。在消防要求日益严格的今天，已影响到有机纤维喷覆材料的使用范围。



目前厂家也已陆续推出各种无机纤维喷覆材料，诸如：超细玻璃纤维棉、矿渣棉、岩棉等，它们都具有来源广泛，价格低廉的优势。但是，尚存在着对操作员的呼吸系统危害、人体健康的危害以及如遗弃后不能降解导致对环境的危害的担心，而未得到大力的使用推广应用。还可使用膨胀珍珠岩、膨涨秄石、陶粒、等多孔的吸声材料喷覆，虽然它们的吸声性能略逊于纤维材料，但是，它们的污染系数低，稳定抗老化、防火、绿色环保等特点，可以根据不同的使用要求加以应用。



五、结语



在声学工程中，各种不同类型的工艺和材料的使用，除了原设定的基本功能外，还有着其它的附加功能，在实际上，在满足其它诸如隔热、保温、防水功能要求的同时达到隔声、吸声要求则可是事倍功半的效果。



随着建材行业的高速发展，在声学工程的应用研究中，技术正逐渐向高效率、高性能、高环保的方向发展。积极发展“绿色”保温材料制品，从原材料准备(开采或运输)、产品生产及使用，日后的处理问题，都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。应综合考虑相关因素，如经济水平、生产原料、施工技术等，力求提高工程效果，提高施工效率，减少能源消耗，减少环境污染和温室效应等基础上，秉承开放、兼容的科学精神，不拘泥于现成技术，在声学工程上应用和开发新材料、新技术的前景是广阔的。

作者:林嘉祥 邮箱: xmjiada1@163.com

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2009年12月14-16日参加由中国声学学会、中国环境科学学会共同举办的“2009年全国环境声学学术会议”上交流,论文《喷涂工艺在声学工程上的应用》刊载在会议论文集《噪声与振动控制》2010年2月增刊…