建筑楼面超薄隔声涂料免保护层施工技术及质量控制研究

2022-07-19王德飞陶余兵

城市建筑空间 2022年6期

王德飞，陶余兵

（中国建筑第四工程局有限公司深圳总承包公司，广东深圳 518048）

1 研究背景及项目概况

1.1 研究背景

为减少民用建筑受噪声影响，保证民用建筑室内有良好的声环境，GB 50118—2010《民用建筑隔声设计规范》、GB 50352—2019《民用建筑设计统一标准》及GB 50368—2005《住宅建筑规范》等国家标准对建筑楼面隔声效果做出相关要求。

根据现场测量，毛坯楼板的计权标准化撞击声级在80dB左右；直接铺面砖，同样只能维持在80dB左右，楼板的撞击声隔声性能无法达到《民用建筑隔声设计规范》的要求。总体来看毛坯交付建筑楼板隔声问题比较严重，高房价和低隔声的品质形成鲜明对比，住户常常抱怨，因此必须采取构造措施以提高楼板的撞击声隔声性能。通常隔绝楼板撞击声的方法主要有3种，具体做法及优缺点分析如表1所示。

表1 常用建筑楼面隔声做法对比

由表1可知，3种做法各有优缺点，隔声做法还有更广阔的研发空间，还有望提出更高效更经济的隔声做法，理想的新型隔声做法既能降低面层隔声的施工厚度，又能免除中间隔声的面层构造，还能保证精装修或毛坯交付项目均能适用。

1.2 项目概况

基于上述建筑楼面隔声现状，本研究依托于大悦城控股惠州珑悦锦云花园项目施工总承包工程展开隔声材料及做法研究。该项目位于惠州市，占地面积55 947.45m2，建筑面积253 654.34m2，由13栋单体住宅、商铺、门楼、地下1层（局部2层）组成，建筑高度98.8m。隔声涂料施工范围为住宅楼（卧室、餐厅、客厅），隔声涂料施工总面积为114 226.76m2。项目原楼面隔声设计做法为5mm厚隔声涂料+15mm厚DS干拌砂浆保护层。

依托本项目隔声做法研究发现，隔声涂料作为一种高新材料，内部均匀分布的纳米隔声材料可很好地达到隔声效果，相较隔声板、隔声棉、隔声砂浆等传统隔声材料，隔声涂料具有黏结强度高、不结露、伸缩性好、导热系数低、气密性好、呼吸性好、安全防火和环保等优点，目前正逐渐应用于建筑楼面的隔声层。常见隔声涂料施工厚度普遍在5～30mm或更厚，并设置不低于20mm厚水泥砂浆保护层形成中间隔声，隔声效果极佳。

对此，在中间隔声做法基础上研发一种无需设置保护层的隔声涂料并将涂料施工厚度在保证隔声效果的前提下降低至最薄尤为重要，本研究将以此为目标，研发一种超薄免保护层的隔声涂料，研发出理想的面层隔声材料并通过实际项目实践总结出一套相应的施工技术。

2 研究目标

1）研发涂料能在施工厚度仅3mm的超薄厚度下达到隔声设计要求。

2）所研发涂料具有一定强度及耐磨性，达到喷涂后免除保护层施工的效果。

3）通过项目现场推广实施，总结楼面隔声涂料超薄免保护层施工技术，形成一套成熟的质量提升控制措施清单。

4）总结研究施工经验，形成相应施工工法及相关专利。

5）在满足隔声的前提下，做到隔声层厚度超薄，免除保护层设计，节约材料，节省投资，提高室内净高，提升居住舒适度，弥补传统隔声设计的通病和缺陷，达到国内领先水平，引领建筑楼面隔声设计及施工技术。

3 研究方法及研究思路

3.1 研究方法

本研究将采用实验法、查找文献法及实证研究法展开。

3.2 研究思路

1）研究准备阶段主要采用查找文献法深入研究分析，对隔声的基本现状、常见做法、各做法优势及弊端及隔声的未来展望等方面有基本了解，做到选题有据，选题可研，研究有果。

2）材料研发阶段在选题确认后，通过考察分析最终选定一家隔声材料生产厂家作为产品研发合作单位。通过与专业厂家合作研发，共同研发出不同配合比的隔声涂料，并将材料样品送至清华大学建筑环境检测中心进行试验分析，根据试验结果选用在满足隔声前提下厚度最薄的隔声涂料，并按照此配合比生产涂料送至施工现场供后续现场研究使用。

3）样板施工阶段在项目现场选定楼层做隔声涂料面层隔声施工样板，完成后进行抗压荷载试验及耐磨试验，分析在没有保护层的情况下面层隔声的质量情况，检验是否在满足隔声要求的前提下也具备抗压及耐磨2个维度的功能需求。

4）全面推广阶段在样板试验后展开大面积施工，并全程跟踪现场施工情况，分析在隔声涂料施工中的施工技术及可优化的施工工艺、成品保护等，总结施工经验，形成相关科技成果。

4 超薄隔声材料研发

4.1 研究内容

隔声涂料作为一种水溶性隔声阻尼高性能涂料，隔声降噪效果取决于其损耗因子形成阻尼约束结构。当声音撞击开始发出声音及振动时，隔声阻尼涂料会形成一种阻尼保护层增加密度，将声波的机械能转化成热能耗散掉，从而显著提高楼板的隔声效果。随着涂层的干燥和内部物理和化学变化，其隔声效果逐渐增强。

本研究在常规隔声涂料主要加入增强材料、阻尼填料、防腐材料、阻燃剂、丙烯酸等，以及相关水性助剂按照专用的配合比配制而成，能以3mm的超薄施工厚度满足隔声规范要求，其中增强材料为混合砂浆，主要成分由水泥砂浆、石灰砂浆、硅藻土组成，具备足够承载力。

4.2 实施过程

1）第1阶段研究过程及成果与某建材有限公司合作共同研发C-03型号的隔声涂料，并委托清华大学建筑环境检测中心选用，经验测此款涂料进行5mm厚铺装层的隔声改善量检测。在计权规范化撞击声压级为78dB的钢筋混凝土楼板上，铺装约5mm厚该隔声涂料后，面层无任何装饰，该楼板构造经撞击声隔声检测，计权规范化撞击声压级为65dB，计权撞击声压级改善量△LW=13dB。依据《民用建筑隔声设计规范》中的楼板撞击声隔声标准，该楼板撞击声隔声性能达到住宅建筑、学校建筑和旅馆建筑相应等级标准。

2）第2阶段研究过程及成果在C-03型号的隔声涂料基础上进行改进，在其中加入增强材料、阻尼填料、防腐材料、阻燃剂、丙烯酸等以及相关水性助剂按照专用的配合比进行配制。并委托清华大学建筑环境检测中心选用此款改进版水性隔声涂料进行3mm厚铺装层的隔声改善量检测。经验测在计权规范化撞击声压级为78dB的钢筋混凝土楼板上，铺装约3mm厚该隔声涂料后，面层无任何装饰，该楼板构造经撞击声隔声检测，计权规范化撞击声压级为70dB，计权撞击声压级改善量△LW=8dB。依据《民用建筑隔声设计规范》中的楼板撞击声隔声标准，该楼板撞击声隔声性能达到住宅建筑、学校建筑和旅馆建筑相应等级标准。

5 隔声样板施工研究

5.1 研究内容

隔声涂料喷涂3mm厚，待养护达到龄期要求后进行耐磨及抗压试验，观察涂料面层在荷载作用下是否能保持功能需求。

5.2 研究过程及结果

5.2.1 试验原理介绍

1）抗压荷载试验指定一区域，在上部堆载配重块，压载24h以上，观察其表观变化。

2）耐磨试验指定一区域，在手推车内放置配重块，来回碾压30遍以上，观察其表观变化。

5.2.2 试验准备

1）试验场地选址为1号楼32层B-3套型主卧。

2）试验参与方包括甲方、监理、总包及设计单位。

3）试验工具包括手推车1辆，4块25kg的配重块，18mm厚模板作为垫板，相机1部。

5.2.3 试验结果

1）抗压荷载试验进行2次，荷载重量均为100kg，受力面积分别为0.6，0.1m2，静压24h，楼板表观无变化。

2）耐磨试验进行3次，均来回碾压10遍，手推车内放置4块配重块，楼板表面有轻微压痕；碾压工具来回碾压后楼板表面压痕明显；手推车来回碾压后压痕保持不变。

5.2.4 试验结果分析

1）通过抗压荷载试验结果得知，在试验所设置的均布面荷载对隔声涂料性能没有表观影响，仍保持原有形态，故该涂料能满足抗压要求，能作为毛坯交付面，在后续小业主贴地砖等工序完成后仍能保持隔声性能。

2）耐磨试验结果得知，集中荷载及点荷载会对隔声涂料表观造成明显破坏，表观凹凸麻面现象明显的部位更容易受到破坏。故取消保护层需格外注意隔声面层的成品保护，避免手推车反复碾压及尖锐物体的穿刺等。

6 超薄免保护层隔声施工技术及质量控制

6.1 研究内容

在仅3mm超薄厚度且无保护层的条件下研究隔声涂料超薄免保护层隔声施工技术及质量控制，通过现场大面积的实施过程，对存在的质量问题进行总结提炼，形成相应的施工技术。

6.2 实施过程

1）涂料喷涂后出现局部凹陷、不平整的质量缺陷，主要原因是基层未处理完好，基层存在少数凹陷，混凝土墙根部的铝模座浆料未清理干净，严重影响隔声涂料喷涂后表观平整度，表面凹凸不平对此，本研究总结以下优化措施以解决上述问题：①对基层平整度不符合要求处进行打磨；对凹坑、凹槽处采用聚合物水泥砂浆填补压平，防止后期开裂对隔声涂料的影响；②在主体施工时，墙根部20mm范围内采用扫平仪收平，以便R板或收口模板的固定，浇筑前合理控制座浆用量，降低后期凿除的施工难度；混凝土墙根打凿完成后，应使用聚合物水泥收平。

2）喷涂不连续，关闭喷枪不及时，导致关闭枪口区域与大面积有明显的高低差。

优化措施：喷涂时喷枪距离基面应保持50～70cm的合理范围，来回2遍；收尾时应提前关闭喷枪，防止收尾处涂料积厚。

3）表面有明显的气泡产生，局部出现凹凸麻面现象，该缺陷在耐磨试验中，容易受到破坏。

优化措施：①添加适量消泡剂，一般为0.1%～0.2%即可，具体可根据现场实际情况适当调整。②喷涂完成面应平整，减少表观凹凸现象；在施工前，应进行试喷，观察试喷成型效果，及时调整材料配制；对表观凹凸麻面现象明显的应及时进行压平，并复喷。

4）由于墙面保护层挡板仅采用一块方正的模板，移动速度配合不上喷涂速度，导致墙面受到污染，且极易产生流坠现象，流坠下的隔声涂料在墙根处堆积，影响表观质量。

优化措施：建议使用本项目研究设计的“楼地面喷涂施工多功能墙面保护装置”工具，工具简要原理如图1所示。主要构件包括：①不锈钢子母门型框架（长（400+800）mm，高 600mm）；②1寸脚轮；③0.5mm 厚不锈钢挡板，距地10mm；④半弧形不锈钢接料槽；⑤4mm钢丝提手。

图1 楼地面喷涂施工多功能墙面保护装置

在楼地面喷涂施工中，该装置在保护墙面不受污染的同时可配合不同材料的喷涂施工速度，将施工区域划分为移动固定区和喷涂施工区，喷涂施工区可根据喷涂范围及高度制作，避免移动过程中影响喷涂施工。焊接在喷涂施工区的接料槽，能有效防止流坠现象发生，对于能重复使用的材料，可回收再次施工。挡板设置在贴墙面一侧，距离地面10mm，起找平作用，墙根处喷涂饱满、顺直。使用不锈钢材质，便于清洗且周转使用率极高，设置提手方便移动、携带。

5）其他施工技术工艺优化：①应在每户湿作业施工完成后，再开展楼面隔声涂料施工，避免隔声涂料被污染。②在基层清理完成，应使用高压水枪进行地面清洗，避免因灰尘积累处，造成隔声涂料出现干脱起皮等现象。③喷涂前应进行调试，空压机马力应保持在2～3匹即可；在试板上试喷，确保喷涂均匀，无流挂、干膜、气泡等现象。④选用专业喷涂机器，能实现大面积施工，喷涂速度快，施工细致，均匀分布，一次成型。⑤隔声涂料自然养护需72h以上才能硬化，期间不能遇水，严禁上人，在硬化后，不能长期浸水，在涉水区域处设置截水，立警示带。⑥在后续施工中，采用模板铺设相应施工通道；堆载任何材料底部均应设置垫板，避免长期堆载，尤其应避免集中荷载及尖锐物体的穿刺。

7 研究结果及效益分析

7.1 研究结果

1）研发一种可免除保护层施工的隔声涂料，同时该隔声涂料可在满足隔声要求的前提下将施工厚度控制在3mm的超薄厚度内。

2）提升了室内净空高度，提高居民在空间上的舒适感，更加强调“以人为本”的施工理念。

3）完善了在施工过程中的工艺及操作要点，形成相应的施工技术及实用新型专利，增加企业创新和进步，具有极大的推广意义。

4）优化了设计理念，免除保护层施工，减少大量材料使用、生产力投入及资金投入，提高施工效率，产业绿色化，节能环保。

5）推广了超薄隔声涂料作为高新材料的应用空间及市场空间，具有广阔的市场价值。

7.2 效益分析

采用超薄隔声涂料免保护层施工工艺在保证隔声效果及抗压效果符合国家相关标准的前提下极大地缩短施工工期，相较传统隔声砂浆节约工期约80%，普通隔声涂料节约工期约76%；节省隔声材料40%～90%，并能免除保护层材料的使用，降低了保护层施工所带来的质量风险、材料浪费、环境污染等。以本项目建筑楼面隔声涂料工程施工面积为114 226.76m2为例，超薄隔声涂料免保护层施工可节约投资约534万元，经济效益显著。