楼板隔声涂料的发展现状与工程应用

2023-12-11欧钊辉王丽娟

中国建材科技 2023年5期

欧钊辉，王丽娟

（广东省建筑科学研究院集团股份有限公司，广东广州 510500）

0 引言

近年来，各地积极推进绿色建筑的建设。噪声控制是绿色建筑的重要性能指标之一。GB/T50378-2019《绿色建筑评价标准》的控制项规定，楼板隔声性能应满足GB 50118-2010《民用建筑隔声设计规范》中对各类建筑规定的撞击声隔声最低要求，而该规范对住宅建筑的隔声最低要求为75dB。目前，国内住宅建筑毛坯或干铺地砖的楼板厚度介于100～150mm之间。试验[1]表明，未做任何减振处理的住宅楼板构造基本不能满足绿色建筑规定的撞击声隔声最低要求，必须采取有效的隔声措施才能使楼板隔声性能符合绿色建筑的标准。

工程中应用的楼板隔声措施主要有铺设隔声涂料、隔声砂浆、隔声垫、弹性材料面层和弹性吊顶等。杨阳[2]对前三类常用隔声材料进行了楼板撞击声隔声测试，并对其特点、工艺和综合成本进行分析，证明楼板隔声涂料施工方便，综合成本低于其他两种材料，隔声垫的隔声效果最好，但综合成本高、工艺较复杂。由于隔声涂料具有隔声效果好、成本低、易施工等优点，因此逐渐得到推广应用。

1 隔声涂料的发展

早期隔声涂料主要应用在钢、铁、铝等金属材料及复合材料表层，对飞机、船舶、车辆等交通工具或大型机器进行隔声降噪。由于人们对建筑隔声性能要求的不断提高，原有的弹性材料面层如地毯、木地板等已不能满足建筑楼板的隔声需求。随着各种隔声涂料走向成熟，适用于楼板的隔声涂料逐渐在施工中被应用，应用后损耗因子可达0.7～0.75，噪音能降低6～20dB[3]。相对于国内楼板隔声方法的多样性，欧美等国由于混凝土楼板厚度一般要求在200mm左右，楼板对重击声的隔绝性较好，因此极少出现针对楼板隔声涂料的研究。

2018年以来，我国楼板隔声涂料取得了较大进步，多种楼板隔声涂料的专利申请陆续通过。在材料基础上，出现了以有机高分子和聚合物复合材料为主体的隔声涂料，如以乳液、拌合水、矿物纤维、云母粉、有机硅消泡剂、水处理剂异噻唑啉酮衍生物等为原材料的隔声涂料；在制备技术上，出现了溶胶-凝胶法、微波辅助反应等新技术；在性能方面，隔声量、耐热性、耐水性、密封性等性能得到了极大提升。同时，随着绿色环保要求的提高，楼板隔声涂料在环保要求、材料性能、成本控制等方面也面临更严峻考验。目前，绿色环保的隔声涂料是水溶性的，无毒无异味、不污染环境，部分隔声涂料兼具一定的保温隔热效果。

2022年5月，T/CDJSKB 077-2022《建筑楼板用隔声涂料》开始实施。该标准规定了隔声涂料的试验方法、检验规则、产品运输和贮存等要求，同时首次规定楼板隔声涂料的标准测试构造和厚度测量方法[4]，为隔声涂料的生产和应用提供了控制参数和依据。

2 不同隔声材料对比

文献[2]对隔声涂料、隔声砂浆和隔声垫（浮筑楼板）三类隔声材料进行撞击声隔声性能测试，以隔声材料的种类和厚度为变量，得到不同类型的隔声材料的性能比较。三类隔声材料的特性对比见表1。

表1 三类隔声材料特性对比Tab.1 Comparison of characteristics of three types of sound insulation materials

可以发现，隔声涂料具有以下优点：流动性好，可用于各种复杂结构基层中；黏结强度高、耐磨性好，不易产生声桥影响；采用喷涂施工方式，施工简便，工期短；厚度一般为2～5mm，几乎不占用楼层高度；综合造价低。隔声砂浆的施工工序较隔声涂料多，易空鼓或开裂，但可代替干硬砂浆直接用于铺贴饰面层，同时由于可利用废橡胶粉和粉煤灰等废弃物作为原料，有利于环境保护。隔声垫的隔声效果最好，一般用于对隔声要求较高的功能房间，如实验室、演播室、手术室等。隔声垫作为最先应用的楼板隔声材料，其应用研究较多，材料种类丰富，但由于采用柔性的隔声材料，表面易开裂，需在上方铺设钢丝网片、高强度网格布或强度较高的细石混凝土等材料以提供保护[5]，这是导致其造价高、工艺复杂的原因之一，且施工工序复杂、施工质量要求高，需采取严格的声桥阻断措施才能保证良好的隔声效果。

3 隔声效果影响因素

隔声涂料又称阻尼涂料，其主要隔声原料是纳米多层结构材料，其中均匀分布隔声的微粒子。进入涂料的声波会引起涂料细孔、狭缝中的空气和纤维振动，由于摩擦和粘滞阻力及纤维的导热性能，部分声波能量转变为热能而耗散，从而降低声音的分贝数，实现一定的隔声效果。

影响隔声效果的显著因素是涂层厚度，厚度越大隔声效果越好，但单位面积涂料的使用量越大会导致造价越高。目前，市面上满足绿色建筑楼板隔声要求的隔声涂料厚度在2～5mm。涂层厚度与施工工艺密切相关，涂层施工时应严格按喷涂顺序进行，确保涂层厚度的均匀性。此外，喷涂前需对地面凹凸不平的颗粒、松散的杂质、粉尘、污渍等进行清理。

隔声涂料的填料类型和粒径大小也是影响隔声效果的重要因素。罗娟[6]认为，采用共混法制备水性阻尼涂料时，片状结构填料绢云母粉作为水性阻尼涂料中的功能性填料，较之于其他填料（铝粉、石英砂、碳酸钙）有更好的阻尼性能与隔声性能，填料与聚合物乳液的最佳质量比为1:1；片状结构填料的粒径对隔声涂料的隔声效果有较大影响，当噪声频率介于400～1600Hz的高频区间时，粒径越小隔声性能越好，当噪声频率介于80～400Hz的低频区间时，粒径越大隔声效果越好，因此可通过混合不同粒径的填料来增强涂料的整体隔声效果；此外，还对球状结构填料、阻燃剂的最佳添加比例做了研究，发现加入少量球状填料有利于增强涂料隔声效果。胡钊等[7]分析了不同填料对水性阻尼涂料性能的影响，发现当白炭黑作为填料时，水性阻尼涂料具有最佳的隔声性能；云母粒径的减小或云母粉用量的减少会导致涂料损耗因子值增大。毕彧[8]通过在隔声涂料中添加不同的填料进行试验，证明填料的隔声性能表现排序为橡胶颗粒＞蛭石＞玻化微珠，且乳液用量、乳液类型和乳液的玻璃化转变温度会影响涂料的隔声性能，增加乳液用量可提升隔声效果。文献[5]、[9]、[10]分别采用丙烯酸乳液聚合物、秸秆粉末和植物纤维、铝纤维作为填料来增强涂料的隔声性能。由上可以发现，在隔声涂料研究中，大多是通过改变隔声涂料的配方来实现可靠的隔声性能。

我国现行楼板撞击声测量方法以标准撞击器撞击楼板作为声源，在下层空间测量各频带声压级，并按标准撞击声参考折线计权计算得到单一评价值[9]。标准撞击器的撞击力类似60kg的女士穿高跟鞋正常行走时对楼板的撞击程度，与儿童蹦跳、快步跑、重物跌落等重冲击力相比，其产生的冲击力较小。薛小艳[9]在研究浮筑楼板的材料性能时提到，相比于弹性材料，阻尼材料与楼板共同作用会改善楼板的阻尼特性，增大楼板固有频率，使重击撞击声得到改善。理论上，作为阻尼材料的隔声涂料相对弹性材料能有效降低楼板重击声，但目前尚未有研究论证其对于重击声的隔声效果，隔声涂料的填料类型对重击声的隔声效果或可作为进一步的研究方向。

4 施工注意事项

隔声涂料的施工流程可分为四步：清洁地面→喷涂底漆→喷涂隔音涂料→养护72h以上。

1）地面要求无浮尘，无松散杂质或油污蜡质，用水清洗需晾干；2）应对非喷涂部分进行遮挡，对无需喷涂的通风管道、孔进行堵塞；3）涂料随拌随用，搅拌均匀，冬季应避免冻结；4）喷涂前先进行试喷，观察成型效果，确保喷涂均匀，无流挂、干膜、气泡等现象；5）喷涂时喷枪和基面保持50～70cm，保持较大的压实力，同时减少涂料回弹，收尾时提前关闭喷枪防止收尾处涂料积厚；6）喷涂后进行干燥维护，固化72h以上；7）后续施工应铺设施工通道，避免碾压隔声涂料或在隔声涂料上长期堆载物料。

由于隔声涂料厚度较薄，施工过程中对涂布均匀性要求较高，涂布不均匀会影响楼板隔声性能，隔声涂料厚度允许偏差范围为±0.5mm。早期的隔声涂料一般需设置不低于20mm厚水泥砂浆作为保护层，王德飞[10]研发了一种无需设置保护层的超薄隔声涂料，涂层厚度为3mm，并指出隔声涂料施工中需注意的事项包括基层不平整时应用聚合物水泥砂浆填补压平、加适量消泡剂（0.1%～0.2%）消除局部凹凸麻面缺陷、采用可移动的墙面保护装置等。文献[11]也对楼板隔声涂料的施工工艺做了说明。