· 192 · 材料导报 2014年 11月第 28卷专辑 24 污泥陶砂声屏障的孔结构设计方法 郭 凯 ，张再武 ，阳 晏 ，丁庆军 (1 湖北省公路工程咨询监理中心，武汉 430000；2 武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 430070) 摘要 根据细管中声波传播的特征方程成立的条件，求出相应频率对应的最小理论细管半径；结合吸收声音的材料 结构特点，计算出不同粒径形成的声波传播通道半径，依据相应频率对应的最小理论细管半径进行污泥陶砂声屏障 的孔结构设计。实验证明：在高速噪音大多分布在频率范围(500 1200Hz)内，采用粒径为0．6～1．18mm污泥 陶砂制备的水泥基吸收声音的材料的吸声性能优异，在声波频率i000Hz处吸声系数能达到0．96。 关键词 声波 细管半径 粒径 吸声系数 中图分类号：TU52 文献标识码：A StudyontheDesignofPoreStructureinSludgeCeramsiteSand GUOKai，ZHANGZaiwu，YANGYan ，DINGQingjun (1 HubeiProvinceHighwayEngineeringConsultationandSupervisionCenter，Wuhan430000；2 SchoolofMaterials ScienceandEngineering，W uhanUniversityofTechnology，W uhan430070) Abstracts Accordingtothecharacteristicequationofacousticwaveintubule，thetheoreticminimum radius undercorrespondingfrequencywascalculated．Combiningwiththecharacteristicsofabsorptionmaterialsstructure， thepropagationchannelradiusofdifferentacousticwavewascalculated，whichcouldhelpdesigningporestructureof sludgeceramsitesandsoundbarrier．According totheexperimentalresults，cementitioussoundabsorptionmaterial preparedbysludgeceramsitewithparticlesizeof0．6— 1．18rnlTlhadabetterabsorptionperformancebetween500Hz and1200Hz，themainnoiserangeofhighway，andattheabout1000Hzfrequency，acousticalabsorptioncoefficient was0．96． Keywords acousticwave，tubuleradius，particalsize，acousticalabsorptioncoefficient 大规模的高速公路建设，促进了沿线产业带和经济带的 坐标系下为： 生成，带动了当地经济发展，同时也给沿线地区的生态、生活 一 1 O (，一，一 一馨 c 环境带来了一系列影响，其中噪声污染问题尤为突出。噪音 式中：，7为一比例系数，称为流体的切变粘滞系数，r为媒质 对人类的正常生活会产生严重的危害：持续生活在 70dB以 层的径向距离，为声音传播速度，po为空气密度，为轴向 上的噪音环境中，人的听力将会受一定的影响，且容易使人感到 距离，P为表面力。 焦虑，甚至导致高血压和心脏病[1_l。目前，在各种道路降噪 在刚性管壁的边界边件下，求式(1)可得 ： 措施中，道路声屏障技术 的降噪效果 明显、防护范围可 以灵 aPA 活控制、便于维护因而运用最为广泛，但 国内研制的声屏障 U 撕 r ．，。(Kr)] 吸声效率不高、吸声性能不稳定、耐久性不好、制作工艺复 A一 1．一丽 _J 杂 、成本比较高，特别是所采用的吸收声音的材料强度低、易断裂 ，一 式中：K 一 (1 些有机吸收声音的材料更是危害环境。因此，结合声波传播的规 律 ，针对高速公路的噪音频率主要集 中在 500～1200Hz的 对整个横截面取平均可得 ： 特点_2]进行声屏障设计，研究价格低，耐久性好且具有优 良的公路交通噪音吸声性能的污泥陶砂声屏障具备极其重大的 一 一 一 ]rdr 意义嘲。 1 声波在细管中的传播规律 一 [一面2Jl(Ka)] (2) 考虑管壁粘滞作用时，管中媒质所遵循的运动方程在柱 考虑在细管的情况下式(2)表现出的声波传播特性。假 *国家十二五科技支撑计划项 目(2011BAJ04B05—02) 郭凯：男，1984年生，博士，从事水泥基复合材料研究 E-mail： 丁庆军：通讯作者，男，1963年生，教授，博士 生导师，从事水泥基材料研究 · l94 · 材料导报 2014年 11月第28卷专辑 24 (1)不同的陶砂成型的水泥基吸收声音的材料反映出来的吸声 (3)3种不同陶砂成型的水泥基吸收声音的材料 的吸声性能也 性能规律具有相似性，集料粒径从大到小的变化过程中，吸 存在一定差别。声波频率 500～1000Hz范围内，普通陶砂 声性能逐渐提高，且同一粒径的不同集料在相同的声波频率 在 0．6～1．18mm级配下成型材料的吸声性能较好；声波频 范围里具有最佳吸声性能。由此能够得出：在 500~1200Hz 率 1000~2000Hz范围内，污泥陶砂和轻质陶砂在 0．6～ 范围内，材料吸声系数的变化跟 陶砂粒径设计相关。 1．18mm级配范围成型材料 的吸声性能较好 。这种情况产 生的原因可能是陶砂 自身的空隙率不同；陶粒形状不相同；陶 粒粒径分布不均等。 (4)利用声波在细管中传播方程的边界条件和集料粒径 设计吸声细管模型，设计采用的粒径在 1．18～2．36mm和 0．6～1．18mm 的陶砂成型的水泥基吸收声音的材料在 1000Hz附 近具有较高的吸声性能，其中粒径为 0．6～1．18mm的陶砂 Frequency／Hz 成型的水泥基吸收声音的材料吸声系数最高能达到 0．98。吸声 (a)污泥陶砂 性能规律符合声波在细管中传播方程揭示的特性：在方程边 000 界条件里，细管半径越小，由粘滞产生的吸音效果就越显著。 800 4 结论 600 400 (1)根据声波在细管中传播方程，细管吸声系数与管子 200 的半径成反比，与频率的平方根成正比，由方程成立边界条 000 件推出，相应频率对应的最小理论细管半径。 Frequency／Hz (2)单一级配集料成型的水泥基材料 ，是一种多孔材料， fb)轻质陶砂 其孔洞相连，形成孔通道 ，在集料粒径较小时其形成的孔通 000 道可近似圆形细管结构，因此能计算 出不同集料粒径形成 800 600 的孔结构 的等效细管半径 。 400 (3)采用的粒径在 1．18～2．36mm和 0．6～1．18mm的 200 陶砂成型的水泥基吸收声音的材料在 1000Hz附近具有较高的吸 000 声性能，其中粒径为 0．6～1．18mm 的陶砂成型的水泥基吸 Frequency／Hz 声材料吸声系数最高能达到0．98。设计的水泥基吸声材 (c)普通陶砂 料的吸声性能规律符合声波在细管中传播方程揭示的特性： 在方程适用的范围内，细管半径越小，这种由粘滞产生 的吸 图2 不同砂在不同声波频率下的吸声系数 声效果就越显著。 Fig．2 Soundabsorptionfactorofdifferentfrequency anddifferenteeramisites 参考文献 (2)同种陶砂成型的水泥基吸收声音的材料在 0．6～1．18mm 1 职业危害．专家为您解开工作 中噪声污染致职业病谜团 和 1．18～2．36mm两种级配下，最高吸声系数均出现在声波 [E13／OL]．http：／／．cn／1O1812／1O2056／169122． 频率 1000Hz附近，其中粒径为1．18～2．36mm陶砂成型的 html 水泥基吸收声音的材料在 800~1000Hz范围内具有最佳的吸声性 2 刘新权．隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料的研究与开发 能，粒径为 0．6～1．18mm 陶砂成型的水泥基吸收声音的材料在 EDJ．武汉：武汉理工大学 ，2008 1000~1200Hz范 围内吸声性能较好 。原因可能是粒径为 3 tiff良，等．噪音控制理论[M]．武汉：华中理工大学出版社， 1．18～2．36mm的陶粒堆积过程中细集料填充粗集料颗粒 1990 及水泥水化后体积变大可能占据一部分空间，其形成的等效 4 杜功焕 ，朱哲民，龚秀芬，等．声学基础[M]．上海 ：上海科学 细管半径减小，接近理论计算值 0．55～0．6mm使材料在 技术出版社，1981 8()(]～1000Hz范围内具有最佳的吸声性能；而粒径为 0．6～ 5 MaXintan，eta1．Optimizationdes

  2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。

  3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

  4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将按照每个用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

  2025-2025年中国建筑检验测试市场调查与研究分析与行业发展的新趋势预测研究报告.docx

  湖南省新高考教学教研（长郡二十校）联盟2025届高三上学期第一次预热演练英语试题（含答案）.docx

  2023年温州医科大学公共课《C语言》科目期末试卷B(有答案）.docx

  2025年长沙民政职业技术学院单招职业适应性测试题库及参1套.docx

  湖南省新高考教学教研（长郡二十校）联盟2024-2025学年高三上学期第一次预热演练物理试卷（含答案）.pdf

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者