保溫隔聲砂漿的配制及施工工藝

張遠遠 孫廣明 于志豪 周 琴

（中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

1 材料隔聲的機理與方法

隔聲材料之所以能夠隔斷空氣中的聲波，根本原理如下：空氣中的聲波傳輸至隔聲材料表面時，一部分聲波能夠被反射回去，而反射能量則是空氣隔絕性能優(yōu)劣的重要表現(xiàn)?？諝饴暡ǖ母艚^與質量規(guī)律相互關聯(lián)，即材料面密度越大，其反射空氣中聲波的性能就越高。通過完善墻體構造隔絕墻體空氣聲。隔絕撞擊聲音的原理如下：材料性質與材料構造能夠對振動能量產生消耗，從而減少振動的傳播。

在建筑內部，樓上的各類聲音，如走路的聲音、挪動家具的聲音等對樓下的干擾比較大。與空氣聲隔絕原理相反，構件密度越大，撞擊聲傳播越快；構件重量越重，撞擊聲傳播越快。因此必須要降低撞擊聲的級別，首先要有效控制振動源頭，其次要積極提升樓板層隔絕撞擊聲的能力。一般情況下，會從三個角度進行考量：1）可以對樓面進行有效處理。在樓面上部鋪設一定的彈性材料，較大程度降低樓板的振動頻率，從而能夠降低撞擊的聲音。2）充分發(fā)揮彈性墊層的作用，可以在樓板結構層與面層的內部加入彈性墊層，從而使樓面與樓板形成完全隔離的狀態(tài)，以遲滯結構的振動。3）對樓板吊頂進行處理，即在樓板下方進行吊頂。其作用主要在于有效解決樓板層中存在的空氣傳聲問題。樓板遭受撞擊之后會形成撞擊聲波，其后再通過隔斷空氣聲的途徑來降低撞擊聲。

2 保溫隔聲砂漿的配制

考慮到保溫要求，住宅樓建設中常采用以EPS、XPS 為代表的優(yōu)質保溫板，或向結構中填充保溫材料；為滿足隔聲減振要求，普遍選用彈性材料或設置浮筑樓板；為兼顧保溫和隔音的雙重要求，需要加強對樓板構造的研究。對比分析發(fā)現(xiàn)，保溫隔聲砂漿是優(yōu)質的材料[1]。依托于隔絕結構傳聲的機理，在地面鋪設彈性材料，來抑制撞擊聲的傳遞，起到隔音的效果。為進一步提升應用效果，在制備樓面砂漿時常在其中摻入柔性材料或多孔材料，此時施工成型的砂漿層在隔絕結構傳聲方面具有更突出的作用[2]。

摻入材料的類型較多，包括廢舊輪胎橡膠粉、聚苯乙烯爆破顆粒、漂珠三類，通過與砂漿的結合共同組成復合型材料。其中，廢橡膠粉的作用在于隔絕高頻聲，漂珠的作用在于隔絕低頻聲，兩類材料組合應用后有效吸收不同頻段的噪聲，并且不會對砂漿的強度造成過大影響。通過以上方法，得到多種摻入料和砂漿共同組合而成的樓面保溫隔聲砂漿。

測試后發(fā)現(xiàn)，砂漿的抗壓強度、黏結強度較高，抗裂性、和易性、體積穩(wěn)定性較好，可作為樓地面墊層施工的優(yōu)質材料。撞擊聲隔聲單值評價量64.0dB，導熱系數0.065W/（m·K），相比于常規(guī)的聚苯顆粒保溫砂漿，綜合性能得到顯著改善。

應用廢橡膠顆粒和空心漂珠兩類材料，有利于改善砂漿的中高頻撞擊聲壓，該現(xiàn)象的出現(xiàn)與廢橡膠顆粒的黏彈性較好有關；漂珠和EPS 顆粒兩者共同促進砂漿保溫性能的提升。通過應用復合配制技術，發(fā)揮出砂漿主體材料以及摻入料各自的性能優(yōu)勢，制備的復合型砂漿質量可靠，熱工性能和隔聲性能較為良好。并且，摻入量普遍選用廢棄料，具有“變廢為寶”的特色，一方面解決了摻入料供應層面的問題，另一方面緩解了固體廢棄物浪費量大、污染明顯的局面，充分踐行綠色環(huán)保的現(xiàn)代發(fā)展理念，且有提質增效的效果。

3 保溫隔聲砂漿的施工工藝

3.1 具體施工要點

基層處理：清理附著在基層上的雜物，若有凸出部分（鋼筋、毛刺等），將其打磨平整，隨后刷涂水泥漿。

制備隔聲砂漿：以設計配合比為準選取材料并制備；按照規(guī)范組織性能檢驗，判斷砂漿的使用效果并保留試塊[3]。

鋪設保溫隔聲砂漿層：制得復合型砂漿后向其中摻入適量的水并充分攪拌，直至其達到均勻狀態(tài)為止；隨后將處理好的砂漿鋪設在樓板基層上，厚度10mm～20mm，施工方法與普通砂漿找平層一致。墻角處抹灰層返上墻壁約50mm，厚度按照漸變的方式設置，即從10mm 逐步減至0mm，防止產生聲橋。隨后用0.9mm 篩子篩撒水泥干粉，由專員用抹灰刀抹光。

鋪設面層及養(yǎng)護：面層施工材料采用普通砂漿，將其鋪設在前期已經施工好的保溫隔聲砂漿層上，厚度控制在25mm～30mm。為使砂漿有效成型，施工后安排養(yǎng)護，普通砂漿層的抗壓強度須達到20MPa 及以上。

3.2 隔聲性能測試

測試工具選用的是FI-01 輕量級噪聲擊聲器，測試對象包含樣板房間的客廳和臥室中樓板兩個區(qū)域，測試前做好現(xiàn)場管理，確保周邊不存在干擾源。結果顯示，兩處樓板空氣聲隔聲量分別為51dB、53dB，均＞50dB，滿足要求。進一步分析，樓板的計權標準化撞擊聲壓級分別為61dB、60dB，均＜65dB，滿足要求。綜合來看，兩項指標的實測結果均合理，達到住宅建筑樓板隔聲標準，具有良好的隔聲性能，說明基于復合技術制備的砂漿在隔聲方面的性能表現(xiàn)較佳[4]。

4 浮筑樓板和保溫隔聲砂漿的應用效果對比

浮筑樓板和保溫隔聲砂漿是業(yè)內較為常見的保溫隔聲方法，對其對比分析，判斷實際應用效果。

浮筑樓板保溫隔聲施工（施工方法示意圖如圖1）時，先全面清理基層以及平整處理，再鋪設合適厚度的減振墊，對該部分進行密封，隔絕流動通道，以免砂漿滲入其中。減振墊成型后于上方鋪設EPS板材（此材料的特性在于保溫），隨后密封，保證嚴密性后再澆筑細石混凝土，最終構成結構完整的浮筑樓板。從實測結果來看，通過浮筑樓板的應用，增加面荷載≥1.30kN/m2，傳熱系數為0.91W/（m·K），計權標準化撞擊聲壓≤65dB，綜合各項數據做對比分析，得知樓板撞擊聲改善量≥15dB。

圖1 浮筑樓板保溫隔聲施工方法示意圖（單位：mm）

保溫隔聲砂漿施工（施工方法示意圖如圖2）時，先全面清理和處理樓板基面，鑿除凸出的鋼筋以及各類影響平整性的物體，使樓板基面潔凈、平整，隨后鋪設厚度為40mm～50mm 的保溫砂漿層，再于該結構層的上方鋪設水泥漿，厚度控制在2mm～5mm，由此形成結合層。保溫隔聲砂漿的工藝相對簡單，施工便捷，還具有安全環(huán)保、經濟高效的特點。測試結果顯示，通過保溫隔聲砂漿的應用，增加面荷載≤0.5kN/m2，傳熱系數為0.065W/（m·K），計權標準化撞擊聲壓≤63dB，綜合各項數據做對比分析，得知樓板撞擊聲改善量達到15dB～18dB。

圖2 保溫隔聲砂漿施工方法

綜合考慮浮筑樓板和保溫隔聲砂漿兩種方式，發(fā)現(xiàn)保溫隔聲砂漿的綜合應用效果較好，即在保溫和隔聲兩個方面均具有應用優(yōu)勢，可滿足現(xiàn)階段住宅的隔聲和保溫需求，由此說明保溫隔聲砂漿具有可行性，在實際生產中可以將廢舊輪胎橡膠粉、聚苯乙烯爆破顆粒、漂珠應用于砂漿制備環(huán)節(jié)，構成復合型材料。

5 樓地面保溫砂漿的綜合性能及其與工程應用的關系

5.1 基本物理力學性能與工程應用的關系

樓地面保溫隔聲砂漿的主要力學性能包括以下幾個方面：①和易性；②凝結時間；③抗壓度；④黏結度。和易性是抹灰砂漿的首要特性，指砂漿能夠被輕易地涂抹成均勻的薄層，是工程中最能體現(xiàn)的力學性能。總體而言，保水性與不流動性是反映樓地面保溫隔聲砂漿和易性如何的重要指標。

按照基本配方，加入合適黏接劑與保水劑而配制出的砂漿都具備較好的和易性。砂漿如果被用于樓地面中，那么其流動性可以不用很高，只要確保有充足的保水劑以及適量的黏接劑即可，這樣能夠確保砂漿具備較好的黏聚性能與保水性能，并有助于施工的順利進行。

除此之外，樓地面保溫隔聲砂漿如果凝結過快，將不利于使用；同樣，樓地面保溫隔聲砂漿如果凝結過慢，也不利于使用。具體而言，在前種狀況下，砂漿容易初凝或終凝，可能會出現(xiàn)返工的情況，浪費材料，增加成本。后種狀況下，工期會有所延誤。樓地面砂漿初凝時間大約為5h，終凝時間大約為8h，完全符合施工標準。

此外，樓地面砂漿會承受一定的壓力，如果其沒有足夠的抗壓能力，就會被破壞。砂漿的抗壓強度是1.21MPa，加之有面層等的多效保護，完全能夠符合工程要求。為確保保溫砂漿與墻體基層有穩(wěn)定牢固的黏接，砂漿必須確保有較大的黏結強度，以免出現(xiàn)空鼓、脫落等情況，樓地面砂漿則沒有這種要求，僅需要0.38MPa 的黏結強度就能夠符合工程要求。

5.2 收縮性與工程應用的關系

在砂漿的凝結過程中，會因為水分蒸發(fā)而收縮。這種收縮被基體束縛時，砂漿內部便會形成足夠的收縮應力，收縮應力如果大于砂漿的抗拉強度，砂漿便會形成裂紋。換言之，砂漿的收縮性是影響其開裂與否的重要因素，如果砂漿的收縮性太大，則其無法在工程中有效使用，否則后期砂漿會被破壞，務必全部修復減少資源浪費。

工程中最終使用的樓地面砂漿收縮性較弱，原因主要有以下2 點：1）在砂漿內部融入了廢橡膠粉，前文已經充分證實：廢橡膠粉能夠有效減緩收縮。2）放棄使用部分水泥，而用漂珠取而代之。水化的水泥大為降低，耗水量也隨之降低，漂珠所含水分的釋放遲滯了水分的流失。

5.3 抗裂性與工程應用的關系

抗裂性不強，砂漿容易出現(xiàn)開裂，無法用在實際工程中。影響砂漿開裂的因素有很多，首先是自身收縮；其次是外界環(huán)境變化。外墻保溫砂漿因為長期接觸外部環(huán)境，如風吹、日曬、雨淋等，如果沒有較強的抗裂性，那么其出現(xiàn)開裂的幾率會大大提高，減弱耐候性與熱功能性。樓地面保溫隔聲砂漿情況卻有較大差異，其應用的主要范圍是建筑物內部，消除了惡劣環(huán)境的影響，同時其不需要足夠的抗裂性。

韌度高低是影響材料抗裂性的重要影響因素，韌度高則抗裂性高；韌度低則抗裂性低。因為摻加了聚丙烯纖維，砂漿的韌性有了較大提升，其抗裂性也有所增強。加之施工條件以及使用環(huán)境的改善，其應用性較高。

5.4 耐候性與工程應用的關系

砂漿耐候性包括如下性能：①耐水性；②抗凍性；③耐干濕循環(huán)性。如果砂漿長時間受外界環(huán)境的影響，首先會引起其耐水性能差，從而使其長期處于干濕交替的狀態(tài)，而季節(jié)更換則會使其遭受凍融影響，不論是耐久性、熱工性能，還是隔聲性能均受到不同程度的影響。樓地面保溫隔聲砂漿的應用則使砂漿不會受這種環(huán)境的影響。所以，調配后的樓地面砂漿能夠符合工程應用的耐候性標準。

5.5 熱工性能與工程應用的關系

調配的樓地面保溫隔聲砂漿是在常用砂漿的基礎上進行的，因此其在保溫隔熱性能方面的表現(xiàn)非常突出，否則研制將毫無意義?；九浞缴皾{的導熱系數為0.078W/（m·K）。緣由主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，加入了粒徑比較大的聚苯乙烯泡沫粒，從而使砂漿內部的孔隙有所增多。第二，部分水泥被棄之不用，用漂珠取而代之，漂珠的結構為中空，這無疑使砂漿內部的孔隙增多。除此之外，外墻保溫砂漿的導熱系數在0.060W/（m·K）以下，建筑內部樓面的要求較低，配制的樓地面砂漿的導熱系數與外保溫砂漿的標準非常接近，所以完全符合工程應用的有關標準。

5.6 撞擊聲隔聲性能與工程應用的關系

砂漿隔聲性能是該研究的焦點，所以，樓地面保溫砂漿的隔聲性能必須過關。從具體方法出發(fā)，將砂漿撞擊聲壓級值制作成清晰的曲線，并將該曲線與參考曲線進行了詳細地比較，最終確定出砂漿的撞擊聲隔聲的單值評價量為64.0dB，遠遠低于實際工程中應用的樓面保溫砂漿的實驗室隔聲單值評價量，雖然這不是撞擊聲隔聲單值評價量的直接代表，但是可以確定的是：漂珠與廢橡膠粉的融入的確能夠改善保溫砂漿的性能，其工程應用價值非常突出。

5.7 樓地面保溫隔聲砂漿的工程應用性

筆者對該文中所配制的砂漿與項目中所應用的保溫砂漿進行了系統(tǒng)對比，對配制的樓地面保溫隔聲砂漿的具體應用進行了詳細探究。

干密度：干密度與保溫性能成反比，干密度越低，保溫性能越好；干密度越高，保溫性能越差。同樣，干密度越低，砂漿中能夠有效隔絕撞擊聲的水泥用量便越少，砂漿撞擊聲的隔絕性也越好。從密度的對比能夠明顯看出：該文所調配的樓地面砂漿不僅保溫性能好，而且隔聲性能好，完全能夠符合工程應用的實際標準。

抗壓強度與黏結強度：與工程中具體應用的保溫砂漿互相比較，該文調配的砂漿強度并不高，但是強度值已經達到有關標準，在一定范圍內部對強度進行適當降低，能夠有效提高保溫性能，這種轉換是非常有意義的。

收縮性：該文所調配的砂漿收縮性更小、穩(wěn)定性更強。

撞擊聲隔聲性能：與該工程樓面所應用的砂漿相比，該文所調配的砂漿撞擊聲顯然要強很多，雖然無法充分斷定實際測定值，但卻充分表明漂珠與廢橡膠的應用增加了保溫砂漿的隔聲能力，因此，該文配制的砂漿在隔聲性方面表現(xiàn)突出，具備較強的工程適用性。

6 結語

綜上所述，該文以保溫隔聲砂漿為對象，分析其制備工藝，明確廢舊輪胎橡膠粉、聚苯乙烯爆破顆粒、漂珠三類材料在改善砂漿保溫性能和隔聲性能兩個方面的作用，再進一步分析具體的施工工藝，提出作業(yè)要點。實測結果表明，基于復合技術的砂漿具有良好的保溫隔聲性能，達到建筑工程的相關要求，具有可行性。