Звукопоглощающие свойства пористой стеклокерамики из цеолитсодержащих пород

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Звукопоглощающие системы широко применяются при строительстве, реконструкции, ремонте промышленных и гражданских объектов, а также в машиностроении. Наиболее доступными и массово применяемыми являются системы с использованием пористых материалов. Установлено влияние вида, размера, характера пор, а также фазового состава образцов пористой стеклокерамики, полученных из цеолитсодержащих пород, на ее звукопоглощающие свойства.Материалы и методы. Результаты экспериментальных исследований получены импедансным методом, а также методами рентгенофазового анализа, световой микроскопии, рентгеновской микротомографии и др.Результаты. Исследованы пористые стеклокерамические материалы маркой по средней плотности D250 и D300, классом по прочности на сжатие B3,5, с коэффициентом теплопроводности от 0,066 до 0,079 Вт/м∙°C и рекомендованной максимальной температурой применения до +850 °C. Общая пористость испытанных образцов стеклокерамических материалов составила от 87,7 до 90,1 %, количество открытых пор от 5 до 18,3 %. На значения звукопоглощающих свойств образцов пористой стеклокерамики основное влияние оказывает открытая пористость материала. С увеличением данного показателя с 4,5 до 18,3 % коэффициент звукопоглощения материала увеличился в зависимости от диапазона звуковых частот в 1,5–2 раза.Выводы. Пористая стеклокерамика, полученная из цеолитсодержащих пород, имеет хорошие физико-механические свойства и высокую температуру применения (не менее +850 °С), а при обеспечении высокого показателя открытой пористости может быть рекомендована для применения в качестве звукопоглощающих материалов в объектах строительного назначения и машиностроении.

Об авторах

А. А. Ермаков

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (МГУ им. Н.П. Огарева)

Email: anatoly.ermakov97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2560-0948
SPIN-код: 8448-7639

А. И. Сафин

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва (Самарский университет)

Email: safin.ai@ssau.ru
ORCID iD: 0000-0003-0936-4364
SPIN-код: 3448-5450

А. И. Родин

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва (МГУ им. Н.П. Огарева)

Email: al_rodin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8080-9808
SPIN-код: 9920-1797

Список литературы

  1. Герасимов А.И. Звукоизоляционные и звукопоглощающие материалы и их применение в строительстве // Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 5. С. 209–215. EDN MTPDKF.
  2. Радоуцкий В.Ю., Шульженко В.Н., Степанова М.Н. Современные звукопоглощающие материалы и конструкции // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 6. С. 76–79. EDN VWZDJJ.
  3. Шашкеев К.А., Шульдешов Е.М., Попков О.В., Краев И.Д., Юрков Г.Ю. Пористые звукопоглощающие материалы : обзор // Труды ВИАМ. 2016. № 6 (42). С. 6. doi: 10.18577/2307-6046-2016-0-6-6-6. EDN WBFNJT.
  4. Arenas J.P., Crocker M.J. Recent trends in porous sound-absorbing materials // Sound & Vibration. 2010. Vol. 44. Issue 7. Pp. 12–17.
  5. Yang T., Hu L., Xiong X., Petrů M., Noman M.T., Mishra R., Militký J. Sound absorption properties of natu-ral fibers : a review // Sustainability. 2020. Vol. 12. Issue 20. P. 8477. doi: 10.3390/su12208477
  6. Yang M., Sheng P. Sound absorption structures: from porous media to acoustic metamaterials // Annual Review of Materials Research. 2017. Vol. 47. Issue 1. Pp. 83–114. doi: 10.1146/annurev-matsci-070616-124032
  7. Khosrozadeh A., Rasuli R., Hamzeloopak H., Abedini Y. Wettability and sound absorption of graphene oxide doped polymer hydrogel // Scientific Reports. 2021. Vol. 11. Issue 1. doi: 10.1038/s41598-021-95641-z
  8. Li T.T., Chuang Y.C., Huang C.H., Lou C.W., Lin J.H. Applying vermiculite and perlite fillers to soundabsorbing/thermal-insulating resilient PU foam composites // Fibers and Polymers. 2015. Vol. 16. Issue 3. Pp. 691–698. doi: 10.1007/s12221-015-0691-8
  9. Fediuk R., Amran M., Vatin N., Vasilev Y., Lesovik V., Ozbakkaloglu T. Acoustic properties of innovative concretes : a review // Materials. 2021. Vol. 14. Issue 2. P. 398. doi: 10.3390/ma14020398
  10. Li Z., Yang Ch., Yan K., Xia M., Yan Z., Wang D. et al. Rational design of a polypropylene composite foam with open-cell structure via graphite conductive network for sound absorption // Soft Matter. 2024. Vol. 20. Issue 5. Pp. 1089–1099. doi: 10.1039/d3sm01432k
  11. Zhang X., Chen X., Min W., Liang G., Zhang W., Yao Sh. et al. Preparation of multifunctional ceramic foams for sound absorption, waterproofing, and antibacterial applications // RSC Advances. 2024. Vol. 14. Issue 2. Pp. 1009–1017. doi: 10.1039/D3RA06675D
  12. Бессонов И.В., Булгаков Б.И., Александрова О.В., Горбунова Э.А. Исследование эксплуатационных качеств вспененных материалов на основе жидкого стекла холодного отверждения // Нанотехнологии в строительстве : научный интернет-журнал. 2023. Т. 15. № 5. С. 424–437. doi: 10.15828/2075-8545-2023-15-5-424-437. EDN WMFMFZ.
  13. Федосов С.В., Баканов М.О., Грушко И.С. Применение техногенного сырья в процессе синтеза пеностекла с гетерогенной микроструктурой // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. № 2. С. 258–269. doi: 10.22227/1997-0935.2024.2.258-269. EDN HISRSO.
  14. Beregovoi V.A., Sorokin D.S., Beregovoi A.M. Glass-crystalline materials of a cellular structure, formed by vibration foaming technology // Defect and Diffusion Forum. 2021. Vol. 410. Pp. 823–828. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/DDF.410.823' target='_blank'>www.scientific.net/DDF.410.823
  15. Hisham N.A.N., Zaid M.H.M., Aziz S.H.A., Muhammad F.D. Comparison of foam glass-ceramics with different composition derived from ark clamshell (ACS) and soda lime silica (SLS) glass bottles sintered at various temperatures // Materials. 2021. Vol. 14. Issue 3. P. 570. doi: 10.3390/ma14030570
  16. Ivanov K.S. Associated synthesis of microgranular foam-glass-ceramic from diatomaceous shales // Glass and Ceramics. 2022. Vol. 79. Issue 5–6. Pp. 234–238. doi: 10.1007/s10717-022-00491-4
  17. Liu Sh., Chen W., Zhang Y. Design optimization of porous fibrous material for maximizing absorption of sounds under set frequency bands // Applied Acoustics. 2014. Vol. 76. Pp. 319–328. doi: 10.1016/j.apacoust.2013.08.014
  18. Rodin A.I., Ermakov A.A., Erofeeva I.V., Erofeev V.T. Structure and properties of porous glass ceramics from siliceous rocks with the addition of Mg(OH)2 // Materials Physics and Mechanics. 2023. Vol. 51. Issue 5. Pp. 127–141. doi: 10.18149/MPM.5152023_13. EDN CAAATB.
  19. Rodin A., Ermakov A., Kyashkin V., Rodina N., Erofeev V. Processes of foaming and formation of the structure of porous glass ceramics from siliceous rocks // Magazine of Civil Engineering. 2023. No. 5 (121). Pp. 125–135. doi: 10.34910/MCE.121.9. EDN ERASHS.
  20. Кузнецов А.В., Иголкин А.А., Сафин А.И., Пантюшин А.О. Математическая модель акустических характеристик пенополиуретана, применяемого для звукопоглощения в ракетно-космической технике // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2021. Т. 20. № 2. С. 53–62. doi: 10.18287/2541-7533-2021-20-2-53-62. EDN FQVVBD.
  21. Kahlenberg V., Girtler D., Arroyabe E., Kaindl R., Többens D.M. Devitrite (Na2Ca3Si6O16) — structural, spectroscopic and computational investigations on a crystalline impurity phase in industrial soda-lime glasses // Mineralogy and Petrology. 2010. Vol. 100. Issue 1–2. Pp. 1–9. doi: 10.1007/s00710-010-0116-8

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».