[發明專利]一種寬頻吸聲材料及吸聲裝置

有效

• 申請號: 201210561101.7
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103016030A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 高強;劉其霞;季濤;余進
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安;裴詠萍

技術領域

????本發明涉及一種吸聲材料及吸聲裝置，具體涉及一種用于高速公路隧道、在寬頻范圍內具有較大吸聲系數的高效吸聲材料及應用該材料的吸聲裝置。

背景技術

????隨著我國西部大開發的深入，高速公路的建設進入了前所未有的快速發展階段。近年建設和規劃中的高等級公路的大都分布在群山峻嶺之中，為了達到快速、?安全等指標，出現了大量的高速公路隧道。近年來隨著公路交通建設事業的飛速發展，高速公路隧道（特別是特長隧道）越來越多，其交通噪聲污染這一環境問題顯得尤為突出。目前，我國建成的大多數隧道內未采取降噪措施，而隧道內壁常為混凝土、瓷磚、石材之類的硬質材料，吸聲系數很小，致使車輛在隧道內行駛時，噪聲經壁面多次反射，混響聲、直達聲等疊加，產生較大的噪聲值，使隧道內的司機、乘客和檢修人員感到非常不舒適，嚴重影響他們身心健康，對需要長時間駐留隧道中的檢修人員影響尤為嚴重。隧道內的強噪聲可能對隧道本身也造成危害，使隧道頂部，內壁以及地面遭到一定程度的損壞，從而造成經濟損失和安全隱患。為緩解城市交通壓力和山區高速公路的建成，更多的公路隧道必將不斷建成，我們也將面臨更加嚴峻的隧道內噪聲污染問題，在此大環境下，研究開發具有治理隧道噪聲的材料和技術刻不容緩。

在隧道噪聲的治理方面，研究人員做過大量的研究，發現使用吸音材料能夠有效地降低噪音，但由于隧道的特定環境要求及施工的特點對吸音材料的要求很高，吸音材料應持久耐用、防火、防腐、阻燃，并且使用壽命長，材料的吸音性能符合隧道內的聲頻特性（主要集中在300-3000?Hz的中低頻范圍內）；應具有足夠的強度，既要具有良好的抗氣流沖擊能力，與四周混凝上墻基良好結合，施工又要方便快捷。而目前開發的吸聲材料或者由于中低頻范圍內吸聲系數不夠高，或者由于制作工藝復雜、成本較高，或者由于阻燃性能不佳，或者由于不適應于隧道內潮濕的環境等原因，均不能滿足高速公路隧道用吸聲材料的多重要求。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種能有效滿足高速公路隧道用的吸聲材料及吸聲裝置。

為了達到上述目的，本發明提供了一種寬頻吸聲材料，包括活性炭纖維三維織物層和多孔性材料層；活性炭纖維三維織物層為兩層；多孔性材料層設于兩層活性炭纖維三維織物層中間；每層活性炭纖維三維織物層外表面涂覆有納米纖維膜；多孔性材料層采用泡沫鋁或水泥基多孔復合材料；納米纖維膜的厚度為10~1000μm，優選50~200?μm；活性碳纖維三維織物層的厚度為1~10?mm，優選3~5?mm；多孔材料層采用泡沫鋁時，厚度為1~10?mm，優選5~6?mm；多孔材料層采用水泥基多孔復合材料時，厚度為1~10?cm，優選4~6?cm。

本發明還提供了一種采用上述吸聲材料的吸聲裝置，通過連接件將吸聲材料固定在墻體上。連接件前端為固定寬頻吸聲材料的連接裝置，后端為空腔；空腔的深度為10~100?mm，優選30~50?mm。

連接裝置為長方體，左右兩端開口，且前端面上設有多個吸聲孔；連接裝置的寬度與寬頻吸聲材料的厚度相適配；寬頻吸聲材料從連接裝置的開口處沿長度方向（水平方向）插入連接裝置內。連接裝置的上、下端內表面的對應位置沿垂直方向（高度方向）分別設有兩個卡片，將連接裝置內部分成三個連通的隔層；上述寬頻吸聲材料中的多孔性材料層和兩層活性炭三維織物層分別插入連接裝置的中部隔層和兩邊隔層內。

空腔由上下兩端面、吸聲材料和墻體圍成；上、下兩端面的一端分別與連接裝置后端面相連，另一端沿垂直方向分別向外延伸設有連接片；上、下兩端的連接片上分別設有螺栓。

本發明相比現有技術具有以下優點：

1、活性炭纖維三維織物具有較高比表面積(1000-3000m²/g)和微孔結構(5-100?)，同時也是優良的防火材料（極限氧指數高達50以上）；ACF的高比表面積，可提高隧道內壁吸聲有效面積，有利于材料的吸聲系數提高，在使用同等容重的吸聲材料時，可大幅提高公路隧道的吸聲降噪效果。且活性炭材料對汽車尾氣具有吸附作用，能起到一定的凈化隧道內空氣的作用。

2、對活性炭纖維三維織物表面噴涂納米纖維膜，起到一定的拒水作用，保證吸聲材料的工作可靠性，同時還使復合材料內部的孔隙形成一定的梯度結構，對拓寬復合材料的吸聲頻帶起到了有利作用。

3、連接件通過隔層設計，方便吸聲材料各層直接插入，無需采用黏合劑等進行各層連接，更加方便。同時連接件外表面設有多個吸聲孔，在固定吸聲材料表層的活性炭纖維三維織物的同時，也不影響吸聲效果。