本發(fā)明涉及建筑材料制備，具體涉及一種針對低頻率噪聲的多孔吸聲磚及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，聲屏障吸聲材料在高頻噪聲控制方面表現(xiàn)良好，但在面對低頻率噪聲，例如交通噪聲時，其吸聲效果往往不盡如人意。由于低頻噪聲波長較長，易穿透傳統(tǒng)聲屏障材料，導(dǎo)致降噪效果有限，給城市聲環(huán)境保護(hù)帶來挑戰(zhàn)。

2、煤矸石是煤炭開采和洗選過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，長期以來被視為累贅，大量堆積不僅占用土地，還造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。煤矸石棄置不用，會占用大片土地，煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農(nóng)田和水體，矸石山還會自燃發(fā)生火災(zāi)，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災(zāi)害。

3、目前，尚未有利用煤矸石制備吸收低頻噪聲的吸聲材料的相關(guān)報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供了一種針對低頻率噪聲的多孔吸聲磚及其制備方法，通過本發(fā)明提供的方法制得的多孔吸聲磚實現(xiàn)了內(nèi)部氣孔的連通狀分布，顯著提高了對低頻噪聲的吸收能力，有效解決了傳統(tǒng)聲屏障材料在低頻噪聲控制方面效果不佳的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種針對低頻率噪聲的多孔吸聲磚，包括以下重量份組分：煤矸石10-55份、黏土35-80份、玻璃粉4-6份、膨脹珍珠巖2-4份和植物發(fā)泡劑1-3份。

3、進(jìn)一步，上述針對低頻率噪聲的多孔吸聲磚，包括以下重量份組分：煤矸石30份、黏土60份、玻璃粉5份、膨脹珍珠巖3份和植物發(fā)泡劑2份。

4、進(jìn)一步，煤矸石的密度為1.7-1.9g/cm3，粒度為0.24-0.26mm。

5、進(jìn)一步，煤矸石的密度為1.8g/cm3，粒度為0.25mm。

6、進(jìn)一步，黏土包括以下元素：硅、鋁、鐵、鈣、鈦、鉀和鎂，硅、鋁、鐵、鈣、鈦、鉀和鎂的質(zhì)量比為64-65:13-14:10-11:2-3:1-2:2-3:3-4。

7、進(jìn)一步，黏土包括以下元素：硅、鋁、鐵、鈣、鈦、鉀和鎂，硅、鋁、鐵、鈣、鈦、鉀和鎂的質(zhì)量比為64.6:13.9:10.2:2.1:1.6:2.9:3.5。

8、進(jìn)一步，玻璃粉包括以下元素：硅、鋁、鈣、鉀、鎂、鐵和鈦，硅、鋁、鈣、鉀、鎂、鐵和鈦的質(zhì)量比為72-73:11-12:3-4:3-4:1-2:0.9-1:0.2-0.3。

9、進(jìn)一步，玻璃粉包括以下元素：硅、鋁、鈣、鉀、鎂、鐵和鈦，硅、鋁、鈣、鉀、鎂、鐵和鈦的質(zhì)量比為72.68:11.41:3.41:3.41:1.05:0.98:0.25。

10、采取上述進(jìn)一步方案的有益效果是：玻璃粉具有高熔點和高硬度的特性，在磚體中形成了堅固的骨架，有效提升了磚體的整體強(qiáng)度。

11、進(jìn)一步，膨脹珍珠巖包括以下元素：硅、鋁、鉀、鈣、鐵、鎂和鋇，硅、鋁、鉀、鈣、鐵、鎂和鋇的質(zhì)量比為69-70:13-14:8-9:3-4:2-3:0.9-1:0.5-0.6。

12、進(jìn)一步，膨脹珍珠巖包括以下元素：硅、鋁、鉀、鈣、鐵、鎂和鋇，硅、鋁、鉀、鈣、鐵、鎂和鋇的質(zhì)量比為69.3:13.3:8.3:3.7:2.9:0.93:0.51。

13、進(jìn)一步，膨脹珍珠巖的粒度為6.4-6.6mm，有效含水率為44-45％。

14、進(jìn)一步，膨脹珍珠巖的粒度為6.5mm，有效含水率為45％。

15、進(jìn)一步，膨脹珍珠巖在吸飽水狀態(tài)下每立方米的重量為450-600kg。

16、進(jìn)一步，植物發(fā)泡劑包括以下重量份組分：松香提取物2-5份、麥麩10-20份、玉米麩10-20份、糖糟15-25份和脫脂豆粕40-55份。

17、進(jìn)一步，植物發(fā)泡劑包括以下重量份組分：松香提取物3份、麥麩15份、玉米麩15份、糖糟20份和脫脂豆粕50份。

18、采取上述進(jìn)一步方案的有益效果是：選用植物型發(fā)泡劑，使表面活化活性分子在氣泡液體中有序分布，泡沫具有良好的黏性和修復(fù)能力，穩(wěn)泡效果良好。

19、上述針對低頻率噪聲的多孔吸聲磚的制備方法，包括以下步驟：

20、s1、將煤矸石和黏土分別破碎，對破碎后的煤矸石進(jìn)行研磨分級，得到粒徑均勻的煤矸石粉；

21、s2、向步驟s1所得煤矸石粉中加入黏土、玻璃粉、膨脹珍珠巖和水，攪拌直至充分混合，然后加入植物發(fā)泡劑，再攪拌使其發(fā)泡，得混合材料；

22、s3、將步驟s2所得混合材料倒入模具靜置后干燥脫模，然后進(jìn)行高溫?zé)?，冷卻后，得針對低頻率噪聲的多孔吸聲磚。

23、采取上述進(jìn)一步方案的有益效果是：黏土與水接觸后，其物理性質(zhì)得以展現(xiàn)，具有顯著的可塑性。

24、進(jìn)一步，步驟s1中，破碎至小塊。

25、進(jìn)一步，步驟s1中，利用篩分設(shè)備進(jìn)行研磨。

26、進(jìn)一步，步驟s1中，煤矸石粉的粒徑為50-70目。

27、進(jìn)一步，步驟s2中，水的添加量為混合材料質(zhì)量的8-15％。

28、進(jìn)一步，步驟s2中，以1100-1300r/min攪拌4-6min直至充分混合，再以700-900r/min攪拌2-4min。

29、進(jìn)一步，步驟s2中，以1200r/min攪拌5min直至充分混合，再以800r/min攪拌3min。

30、進(jìn)一步，步驟s3中，模具的規(guī)格為ф950-970mm×240-260mm。

31、進(jìn)一步，步驟s3中，模具的規(guī)格為ф960mm×250mm。

32、進(jìn)一步，步驟s3中，倒入模具靜置24-48h后，于30-40℃干燥24-48h。

33、進(jìn)一步，步驟s3中，放入干燥箱中干燥。

34、采取上述進(jìn)一步采取的有益方案是：避免因溫度過高而開裂。

35、進(jìn)一步，步驟s3中，于900-1000℃高溫?zé)?.5-3.5h。

36、進(jìn)一步，步驟s3中，于900-1000℃高溫?zé)?h。

37、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

38、1、本發(fā)明利用煤矸石制備多孔吸聲磚，通過調(diào)控?zé)Y(jié)過程，實現(xiàn)了煤矸石的高效轉(zhuǎn)化，并精確控制了多孔結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)內(nèi)部氣孔的連通狀分布，顯著提高了對低頻噪聲的吸收能力，增強(qiáng)了多孔吸聲磚的聲學(xué)性能及耐用性。在多孔吸聲磚的燒結(jié)過程中，煤矸石磚材地利用煤矸石本身蘊(yùn)含的熱能，有效減少了黏土與煤炭的消耗，實現(xiàn)了工業(yè)廢棄物向資源的轉(zhuǎn)化。本發(fā)明還通過利用植物發(fā)泡劑制備內(nèi)部氣孔連通狀的吸收材料，顯著增加材料內(nèi)部連通孔隙，從而提高材料對低頻噪聲的吸聲性能。利用玻璃粉在燒制磚體中形成了堅固的骨架，有效提升了磚體的整體強(qiáng)度，增加磚體的密實性和硬度，提高磚體的抗壓強(qiáng)度和耐磨性。利用膨脹珍珠能大幅度減輕磚體的重量，便于運輸和安裝，同時，膨脹珍珠巖還能優(yōu)化磚體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加孔隙率，進(jìn)一步提升其對低頻噪聲的吸聲效果，使得多孔吸聲磚在噪聲控制領(lǐng)域具有更加廣泛的應(yīng)用價值。最后，黏土作為基礎(chǔ)支撐材料，確保了磚體具有良好的可塑性、粘結(jié)性和耐火性，為多孔吸聲磚在噪聲控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。各物質(zhì)發(fā)揮協(xié)同增益效果，為低頻噪聲控制技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路和方向，具有重要的實用價值和社會意義。

39、2、本發(fā)明針對現(xiàn)有對低頻率的交通噪聲吸聲技術(shù)存在的不足，利用植物發(fā)泡劑、玻璃粉、膨脹珍珠巖及黏土等環(huán)保材料制備高效多孔吸聲磚。該多孔吸聲磚有效解決了傳統(tǒng)聲屏障材料在低頻噪聲控制方面的不足。同時，該多孔吸聲磚還兼具高強(qiáng)度、輕量化、易運輸安裝等優(yōu)點，進(jìn)一步優(yōu)化了噪聲控制效果，拓寬了應(yīng)用范圍。本發(fā)明不僅有助于提升城市聲環(huán)境質(zhì)量，解決了煤矸石堆積造成的環(huán)境問題的同時實現(xiàn)了資源的有效循環(huán)利用，還降低了建筑材料生產(chǎn)的原料成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。