樓板隔聲涂料的發(fā)展現(xiàn)狀與工程應(yīng)用

歐釗輝，王麗娟

（廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510500）

0 引言

近年來(lái)，各地積極推進(jìn)綠色建筑的建設(shè)。噪聲控制是綠色建筑的重要性能指標(biāo)之一。GB/T50378-2019《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的控制項(xiàng)規(guī)定，樓板隔聲性能應(yīng)滿(mǎn)足GB 50118-2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)各類(lèi)建筑規(guī)定的撞擊聲隔聲最低要求，而該規(guī)范對(duì)住宅建筑的隔聲最低要求為75dB。目前，國(guó)內(nèi)住宅建筑毛坯或干鋪地磚的樓板厚度介于100～150mm之間。試驗(yàn)[1]表明，未做任何減振處理的住宅樓板構(gòu)造基本不能滿(mǎn)足綠色建筑規(guī)定的撞擊聲隔聲最低要求，必須采取有效的隔聲措施才能使樓板隔聲性能符合綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)。

工程中應(yīng)用的樓板隔聲措施主要有鋪設(shè)隔聲涂料、隔聲砂漿、隔聲墊、彈性材料面層和彈性吊頂?shù)?。楊?yáng)[2]對(duì)前三類(lèi)常用隔聲材料進(jìn)行了樓板撞擊聲隔聲測(cè)試，并對(duì)其特點(diǎn)、工藝和綜合成本進(jìn)行分析，證明樓板隔聲涂料施工方便，綜合成本低于其他兩種材料，隔聲墊的隔聲效果最好，但綜合成本高、工藝較復(fù)雜。由于隔聲涂料具有隔聲效果好、成本低、易施工等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸得到推廣應(yīng)用。

1 隔聲涂料的發(fā)展

早期隔聲涂料主要應(yīng)用在鋼、鐵、鋁等金屬材料及復(fù)合材料表層，對(duì)飛機(jī)、船舶、車(chē)輛等交通工具或大型機(jī)器進(jìn)行隔聲降噪。由于人們對(duì)建筑隔聲性能要求的不斷提高，原有的彈性材料面層如地毯、木地板等已不能滿(mǎn)足建筑樓板的隔聲需求。隨著各種隔聲涂料走向成熟，適用于樓板的隔聲涂料逐漸在施工中被應(yīng)用，應(yīng)用后損耗因子可達(dá)0.7～0.75，噪音能降低6～20dB[3]。相對(duì)于國(guó)內(nèi)樓板隔聲方法的多樣性，歐美等國(guó)由于混凝土樓板厚度一般要求在200mm左右，樓板對(duì)重?fù)袈暤母艚^性較好，因此極少出現(xiàn)針對(duì)樓板隔聲涂料的研究。

2018年以來(lái)，我國(guó)樓板隔聲涂料取得了較大進(jìn)步，多種樓板隔聲涂料的專(zhuān)利申請(qǐng)陸續(xù)通過(guò)。在材料基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了以有機(jī)高分子和聚合物復(fù)合材料為主體的隔聲涂料，如以乳液、拌合水、礦物纖維、云母粉、有機(jī)硅消泡劑、水處理劑異噻唑啉酮衍生物等為原材料的隔聲涂料；在制備技術(shù)上，出現(xiàn)了溶膠-凝膠法、微波輔助反應(yīng)等新技術(shù)；在性能方面，隔聲量、耐熱性、耐水性、密封性等性能得到了極大提升。同時(shí)，隨著綠色環(huán)保要求的提高，樓板隔聲涂料在環(huán)保要求、材料性能、成本控制等方面也面臨更嚴(yán)峻考驗(yàn)。目前，綠色環(huán)保的隔聲涂料是水溶性的，無(wú)毒無(wú)異味、不污染環(huán)境，部分隔聲涂料兼具一定的保溫隔熱效果。

2022年5月，T/CDJSKB 077-2022《建筑樓板用隔聲涂料》開(kāi)始實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了隔聲涂料的試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、產(chǎn)品運(yùn)輸和貯存等要求，同時(shí)首次規(guī)定樓板隔聲涂料的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試構(gòu)造和厚度測(cè)量方法[4]，為隔聲涂料的生產(chǎn)和應(yīng)用提供了控制參數(shù)和依據(jù)。

2 不同隔聲材料對(duì)比

文獻(xiàn)[2]對(duì)隔聲涂料、隔聲砂漿和隔聲墊（浮筑樓板）三類(lèi)隔聲材料進(jìn)行撞擊聲隔聲性能測(cè)試，以隔聲材料的種類(lèi)和厚度為變量，得到不同類(lèi)型的隔聲材料的性能比較。三類(lèi)隔聲材料的特性對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 三類(lèi)隔聲材料特性對(duì)比Tab.1 Comparison of characteristics of three types of sound insulation materials

可以發(fā)現(xiàn)，隔聲涂料具有以下優(yōu)點(diǎn)：流動(dòng)性好，可用于各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)基層中；黏結(jié)強(qiáng)度高、耐磨性好，不易產(chǎn)生聲橋影響；采用噴涂施工方式，施工簡(jiǎn)便，工期短；厚度一般為2～5mm，幾乎不占用樓層高度；綜合造價(jià)低。隔聲砂漿的施工工序較隔聲涂料多，易空鼓或開(kāi)裂，但可代替干硬砂漿直接用于鋪貼飾面層，同時(shí)由于可利用廢橡膠粉和粉煤灰等廢棄物作為原料，有利于環(huán)境保護(hù)。隔聲墊的隔聲效果最好，一般用于對(duì)隔聲要求較高的功能房間，如實(shí)驗(yàn)室、演播室、手術(shù)室等。隔聲墊作為最先應(yīng)用的樓板隔聲材料，其應(yīng)用研究較多，材料種類(lèi)豐富，但由于采用柔性的隔聲材料，表面易開(kāi)裂，需在上方鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)片、高強(qiáng)度網(wǎng)格布或強(qiáng)度較高的細(xì)石混凝土等材料以提供保護(hù)[5]，這是導(dǎo)致其造價(jià)高、工藝復(fù)雜的原因之一，且施工工序復(fù)雜、施工質(zhì)量要求高，需采取嚴(yán)格的聲橋阻斷措施才能保證良好的隔聲效果。

3 隔聲效果影響因素

隔聲涂料又稱(chēng)阻尼涂料，其主要隔聲原料是納米多層結(jié)構(gòu)材料，其中均勻分布隔聲的微粒子。進(jìn)入涂料的聲波會(huì)引起涂料細(xì)孔、狹縫中的空氣和纖維振動(dòng)，由于摩擦和粘滯阻力及纖維的導(dǎo)熱性能，部分聲波能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳?，從而降低聲音的分貝?shù)，實(shí)現(xiàn)一定的隔聲效果。

影響隔聲效果的顯著因素是涂層厚度，厚度越大隔聲效果越好，但單位面積涂料的使用量越大會(huì)導(dǎo)致造價(jià)越高。目前，市面上滿(mǎn)足綠色建筑樓板隔聲要求的隔聲涂料厚度在2～5mm。涂層厚度與施工工藝密切相關(guān)，涂層施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按噴涂順序進(jìn)行，確保涂層厚度的均勻性。此外，噴涂前需對(duì)地面凹凸不平的顆粒、松散的雜質(zhì)、粉塵、污漬等進(jìn)行清理。

隔聲涂料的填料類(lèi)型和粒徑大小也是影響隔聲效果的重要因素。羅娟[6]認(rèn)為，采用共混法制備水性阻尼涂料時(shí)，片狀結(jié)構(gòu)填料絹云母粉作為水性阻尼涂料中的功能性填料，較之于其他填料（鋁粉、石英砂、碳酸鈣）有更好的阻尼性能與隔聲性能，填料與聚合物乳液的最佳質(zhì)量比為1:1；片狀結(jié)構(gòu)填料的粒徑對(duì)隔聲涂料的隔聲效果有較大影響，當(dāng)噪聲頻率介于400～1600Hz的高頻區(qū)間時(shí)，粒徑越小隔聲性能越好，當(dāng)噪聲頻率介于80～400Hz的低頻區(qū)間時(shí)，粒徑越大隔聲效果越好，因此可通過(guò)混合不同粒徑的填料來(lái)增強(qiáng)涂料的整體隔聲效果；此外，還對(duì)球狀結(jié)構(gòu)填料、阻燃劑的最佳添加比例做了研究，發(fā)現(xiàn)加入少量球狀填料有利于增強(qiáng)涂料隔聲效果。胡釗等[7]分析了不同填料對(duì)水性阻尼涂料性能的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)白炭黑作為填料時(shí)，水性阻尼涂料具有最佳的隔聲性能；云母粒徑的減小或云母粉用量的減少會(huì)導(dǎo)致涂料損耗因子值增大。畢彧[8]通過(guò)在隔聲涂料中添加不同的填料進(jìn)行試驗(yàn)，證明填料的隔聲性能表現(xiàn)排序?yàn)橄鹉z顆粒＞蛭石＞?；⒅?，且乳液用量、乳液類(lèi)型和乳液的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度會(huì)影響涂料的隔聲性能，增加乳液用量可提升隔聲效果。文獻(xiàn)[5]、[9]、[10]分別采用丙烯酸乳液聚合物、秸稈粉末和植物纖維、鋁纖維作為填料來(lái)增強(qiáng)涂料的隔聲性能。由上可以發(fā)現(xiàn)，在隔聲涂料研究中，大多是通過(guò)改變隔聲涂料的配方來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠的隔聲性能。

我國(guó)現(xiàn)行樓板撞擊聲測(cè)量方法以標(biāo)準(zhǔn)撞擊器撞擊樓板作為聲源，在下層空間測(cè)量各頻帶聲壓級(jí)，并按標(biāo)準(zhǔn)撞擊聲參考折線(xiàn)計(jì)權(quán)計(jì)算得到單一評(píng)價(jià)值[9]。標(biāo)準(zhǔn)撞擊器的撞擊力類(lèi)似60kg的女士穿高跟鞋正常行走時(shí)對(duì)樓板的撞擊程度，與兒童蹦跳、快步跑、重物跌落等重沖擊力相比，其產(chǎn)生的沖擊力較小。薛小艷[9]在研究浮筑樓板的材料性能時(shí)提到，相比于彈性材料，阻尼材料與樓板共同作用會(huì)改善樓板的阻尼特性，增大樓板固有頻率，使重?fù)糇矒袈暤玫礁纳啤＠碚撋?，作為阻尼材料的隔聲涂料相?duì)彈性材料能有效降低樓板重?fù)袈暎壳吧形从醒芯空撟C其對(duì)于重?fù)袈暤母袈曅Ч袈曂苛系奶盍项?lèi)型對(duì)重?fù)袈暤母袈曅Ч蚩勺鳛檫M(jìn)一步的研究方向。

4 施工注意事項(xiàng)

隔聲涂料的施工流程可分為四步：清潔地面→噴涂底漆→噴涂隔音涂料→養(yǎng)護(hù)72h以上。

1）地面要求無(wú)浮塵，無(wú)松散雜質(zhì)或油污蠟質(zhì)，用水清洗需晾干；2）應(yīng)對(duì)非噴涂部分進(jìn)行遮擋，對(duì)無(wú)需噴涂的通風(fēng)管道、孔進(jìn)行堵塞；3）涂料隨拌隨用，攪拌均勻，冬季應(yīng)避免凍結(jié)；4）噴涂前先進(jìn)行試噴，觀察成型效果，確保噴涂均勻，無(wú)流掛、干膜、氣泡等現(xiàn)象；5）噴涂時(shí)噴槍和基面保持50～70cm，保持較大的壓實(shí)力，同時(shí)減少涂料回彈，收尾時(shí)提前關(guān)閉噴槍防止收尾處涂料積厚；6）噴涂后進(jìn)行干燥維護(hù)，固化72h以上；7）后續(xù)施工應(yīng)鋪設(shè)施工通道，避免碾壓隔聲涂料或在隔聲涂料上長(zhǎng)期堆載物料。

由于隔聲涂料厚度較薄，施工過(guò)程中對(duì)涂布均勻性要求較高，涂布不均勻會(huì)影響樓板隔聲性能，隔聲涂料厚度允許偏差范圍為±0.5mm。早期的隔聲涂料一般需設(shè)置不低于20mm厚水泥砂漿作為保護(hù)層，王德飛[10]研發(fā)了一種無(wú)需設(shè)置保護(hù)層的超薄隔聲涂料，涂層厚度為3mm，并指出隔聲涂料施工中需注意的事項(xiàng)包括基層不平整時(shí)應(yīng)用聚合物水泥砂漿填補(bǔ)壓平、加適量消泡劑（0.1%～0.2%）消除局部凹凸麻面缺陷、采用可移動(dòng)的墻面保護(hù)裝置等。文獻(xiàn)[11]也對(duì)樓板隔聲涂料的施工工藝做了說(shuō)明。

5 結(jié)語(yǔ)

1）對(duì)比了隔聲涂料、隔聲砂漿和隔聲墊的優(yōu)缺點(diǎn)，證明在住宅建筑中，隔聲涂料的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較明顯，其隔聲效果好、施工方便、綜合成本低。闡述了隔聲涂料的發(fā)展、材料構(gòu)成、耗能原理及隔聲性能影響因素，涂層厚度、填料類(lèi)型和粒徑大小是影響隔聲涂料性能的重要因素，施工工藝對(duì)涂料的隔聲性能也有一定影響。

2）總結(jié)了隔聲涂料施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)和關(guān)鍵參數(shù)，為隔聲涂料的選擇和工程應(yīng)用提供參考。隔聲涂料施工對(duì)涂布的均勻性要求較高，厚度允許偏差范圍為±0.5mm。隔聲涂料的生產(chǎn)和工程應(yīng)用可參考T/CDJSKB 077-2022的要求。