Направления развития производства декоративных акустических материалов на основе волокнистого сырья —
В последние годы значительно повысились эстетические требования к интерьеру общественных зданий. Поэтому резко увеличилась потребность в строительных материалах, обладающих одновременно декоративными и акустическими свойствами. По ориентировочным подсчетам она составляет около 5 млн. м2 и к 1970 г. возрастет в 1,5— 2 раза. Однако этих материалов не хватает.
В настоящее время для акустической обработки помещений у нас изготовляются главным образом многослойные конструкции с перфорированными экранами из дюралюминия, супертонкого стеклянного волокна, различных видов тканей. Стоимость 1 м2 таких изделий 12—20 руб. Их .применение удорожает строительство и .резко ограничивает число объектов, где должны применяться декоративно — акустические материалы. Более дешевыми (5—7 руб. за I м2) являются материалы с экранами из гипсовой сухой штукатурки, гипса, асбестоцементных листов; но широкое их использование ограничивается низкими декоративными качествами и эффективным звукопоглощением лишь в узком интервале частот звукового спектра.
Одним из реальных путей, позволяющих в сравнительно короткие сроки и при относительно небольших капиталовложениях широко развить производство качественных декоративно-акустических материалов, является организация выпуска однослойных звукопоглощающих материалов с жестким скелетом. Научные и практические основы соответствующих технологий обоснованы работами МИСИ и.м. В. В. Куйбышева, ВНИИНСМ, Павшинского комбината гипсовых и термоизоляционных изделий, Московского завода древесноволокнистых плит.
Основным сырьем для массового производства декор изделий должны служить волокнистые материалы — минеральная и стеклянная вата, асбестовое волокно, бумажная макулатура. Волокнистые материалы обладают развитой поверхностью и, следовательно, большой пористостью. Поэтому Звуковые волны сравнительно легко проникают в толщу материала, и там звуковая энергия гасится. Такие волокнистые материалы, как минеральная и стеклянная вата, имеют волновое сопротивление (т. е. сопротивление проникновению звуковых волн) близкое к волновому сопротивлениювоздуха. что позволяет получать эффективные звукопоглощающие изделия. Кроме того, на основе волокон минерального происхождения можно получать материалы, отличающиеся высокой огне- и биостойкостью.
Оценка сырьевых компонентов с технико-экономической точки зрения показала целесообразность использования (для частичной замены минеральной ваты) также и органических волокон, получаемых в результате переработки бумажной макулатуры, отходов деревообрабатывающей и текстильной промышленности. Себестоимость органического волокна в среднем в 2—4 раза ниже минеральных волокон.
Не менее важным фактором при массовом выпуске декоративно-акустических изделий из волокон является их производства. Изделия формоваться, отливаться, пропитываться связующим в специальных волокноосаждегшн и т. д. При этом предварительная обработка (раслушение, размельчение, грануляция позволяет получить исходное необходимыми параметрами.
Известно, что для получения высокоэффициентов роком диапазоне частот материал обладать высокой акустической пористостью при достаточном акустиотеком сопротивлении. Показатели этих величин определяются главным образом структурой материала.
При производстве акустических делений на основе сырья характер структуры в значительней стегани зависит от расположения волокон; без четкой ориентации волокон (при раздуве с короткими и тонкими нитями); с преобладающей ориентацией волокон в горизонтальном направлении (если длина нитей значительна) с достаточно выраженной ориентацией нитей в горизонтальном направлении (изделия, полученные отливочным способом; с образованием окатанных кусочков (при изготовлении изделий полусухим идти формовочным способом
Исходя из приведенного краткого рассмотрения волокнистого сырья и связующих составов и учитывая возможность формирования различной структуры изделии, можно выделить следующие технологические решения производства однослойных звукопоглощающих материалов.
Получение изделии нз минерального волокна, ни котором осаждены связующие вещества. Такое волокно подвергнется подпрессовке и термообработке. Возможен полив связующего на минераловатный ковер с его вакуумированием. К изделиям. получаемым по этому способу, относятся, например, плиты комбината «Красный строитель» (г. Воскресенск). Структура их (рис. La) отличается разной плотностью по толщине (слоистостью), что, как правило, положительно сказывается «а акустических свойствах материала. Но слабое сцепление между волокнами и отдельными слоями не обеспечивает достаточную жесткость изделиям и это ограничивает их применение в строительстве.
Получение изделий отливочным методом заключается в том, что приготавливается гидромасса из волокна с избытком низкоконцентрированного связующего, которое затем отжимается и удаляется закуумированисм яри формовании изделий. Образование пористости в этом случае идет главным образом вследствие удаления связующего, а также в процессе сушки при испарении воды. Характер пористости определяется межволокнистыми пустотами, которые регулируются длиной и тониной волокна, степенью уплотнения при формовании. Частично корректировка пористости возможна за счет использования наполнителей (тальк, мел, каолин, молотый песок и др.). Структура материалов, получаемых по отливочной технологии, как правило, отличается однородностью (рис. 1,6), а изделия — высокими прочностными показателями и жесткостью.
Организация производства отделочных акустических материалов по отливочной технологии, как показывают технико-экономические расчеты, целесообразна при наличии сбыта в пределах одного района не менее 400—500 тыс. м в год, что обеспечивается при использовании этих материалов не только в специальных помещениях, но и в строительстве таких учреждений, как школы, детские сады и т. п.
Необходимо, чтобы материалы были по возможности дешевы. В связи с этим целесообразно заменить часть минеральной ваты органическими волокнистыми материалами.
Производство отделочных акустических материалов отливочным способом требует оборудования, применяемого в производстве картона, бумаги, древесноволокнистых плит, что облегчает организацию производства. Декоративная фактура может получаться путем обработки лицевой поверхности изделий прокаткой, тиснением, штамповкой, а также расположением круглой или щелевой перфорации в определенном порядке.
К трудностям, ограничивающим широкое применение отливочного способа производства, относится необходимость удаления значительного количества за- дельной влаги. Кроме того, отжатую жидкость, содержащую связующие вещества, надо вернуть в производство, а это связамо с устройством рециркуляционных систем и регулированием концентрации составов.