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韩国开发高锰钢地板解决楼层噪音
信息来源:世界金属导报2019-10-15A03      时间:2019-11-12 08:28:48

减振合金主要用于建筑结构,兼具理想的强度和韧性,震动的衰减能力强,因而具备减振或隔音的作用,也被称作高阻尼合金。

减振合金的原理是在板材上施加与噪音和震动相同的外力,将震动能转化为热能,从而实现减震的效果。普通板材在受到外部施加的震动时,在共振作用下就会传递震动,与之不同,减振合金采用了具有粘弹性的高分子物质,可以发挥减震作用。举例来说,复合叠层减振合金钢板是在两块冷轧薄钢板之间增添厚度为200-250微米的粘弹性树脂,由此形成三明治结构,在震动能的作用下,树脂会发生剪切形变,并将其转化为热能。根据内部减衰能力不同,减振合金大致可以分为复合型、铁磁型、位错型和孪晶型四大类。

减振合金的开发最早始于二十世纪五十年代。首次开发的产品是复合型,此后广泛应用于机床或电动机,片状石墨铸铁就是一种复合型减振合金,具有片状石墨分散而成的组织,有利于减震。随着汽轮机的广泛应用,12Cr钢或13Cr-Mo钢不仅耐热性能突出,衰减能力高,也可以发挥减震的作用。铁磁体的磁壁发生移动后就可以产生衰减能,由此开发了性能更好的铁磁型减振合金,运用该原理,还开发了钴-镍合金。另外,锰-铜合金在淬火作用下会使得马氏体组织内的孪晶运动,因而也被称作孪晶型减振合金。英国开发的54%Mn-37%Cu-4%Al-3%Fe- 2%Ni合金被称为“Sonost one”,被用作潜水艇的螺旋桨。在纯金属中,镁具有巨大的衰减能,在添加了锆和镍等元素后,就可以制备出位错型减振合金,强度更高。

早在二十世纪八十年代,韩国对汽车噪音实施了更为严格的管控,韩国钢铁业界也正式开始研究减振合金,1987年用于发动机配件的减振钢板上市。随后减振合金开始用于洗衣机滚筒、平底锅及扬声器的外装材料,根据用途和使用环境的不同,与常规材料相比,减振合金可以减少5-20dB的噪音。由于减振性能优于普通钢板和木材,目前减振合金也应用于屋顶、地板、墙面以及电梯等用途。

2010年左右,楼层噪音成为韩国社会的一大问题。在韩国,约有一半以上的国民都居住在公寓,因为楼层噪音问题,邻里之间之间会产生矛盾,甚至引发犯罪。为了减小楼层噪音,首尔市等部分地区在公寓设计上采用了柱体结构,而非传统的墙体结构,与此同时,韩国钢铁业界也一直在积极行动,开发新型的减振合金产品。

作为韩国原创的减振合金,最具代表性的产品就是浦项钢铁公司开发的高锰钢地板。高锰钢地板主要用于改造后的公寓,与普通钢相比,减振性能高十倍以上。用于楼板结构时,无需额外增加地板混凝土厚度,就可以有效隔断地板撞击声。

韩国实验室认可机构(KOLAS)的试验结果证实,与厚度在120mm以下的常规混凝土地板相比,这种高锰钢地板的楼层噪音可以减小13dB以上,地板厚度可以减小15mm以上。在新建公寓楼现场进行试验证实,达到重量噪音等级二级(40dB)、轻量噪音等级一级(40dB)防噪音级别。韩国建设技术研究院认定,高锰钢地板达到了一级的防噪音级别,而截至目前,仅有聚苯板(EPS)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)达到这一水平。

与常规有色金属地板相比,高锰钢地板的重量撞击声可以减衰10dB(声压标准68%)以上,轻量撞击声可以减衰20dB(声压标准90%)以上,即便楼上的孩童奔跑嬉闹,楼下的振动水平仅相当于安静的图书馆(37-40dB)。与此同时,安装后无需额外的混凝土浇筑作业,工期可以缩短五天以上,地板厚度也可以减小15mm以上。而且基础底板与高锰钢地板之间的空间可以得到有效利用,进一步安装配管设备,从而提升了施工能力。 (文德)

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