保温隔声砂浆的配制及施工工艺

张远远 孙广明 于志豪 周 琴

（中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙 410000）

1 材料隔声的机理与方法

隔声材料之所以能够隔断空气中的声波，根本原理如下：空气中的声波传输至隔声材料表面时，一部分声波能够被反射回去，而反射能量则是空气隔绝性能优劣的重要表现。空气声波的隔绝与质量规律相互关联，即材料面密度越大，其反射空气中声波的性能就越高。通过完善墙体构造隔绝墙体空气声。隔绝撞击声音的原理如下：材料性质与材料构造能够对振动能量产生消耗，从而减少振动的传播。

在建筑内部，楼上的各类声音，如走路的声音、挪动家具的声音等对楼下的干扰比较大。与空气声隔绝原理相反，构件密度越大，撞击声传播越快；构件重量越重，撞击声传播越快。因此必须要降低撞击声的级别，首先要有效控制振动源头，其次要积极提升楼板层隔绝撞击声的能力。一般情况下，会从三个角度进行考量：1）可以对楼面进行有效处理。在楼面上部铺设一定的弹性材料，较大程度降低楼板的振动频率，从而能够降低撞击的声音。2）充分发挥弹性垫层的作用，可以在楼板结构层与面层的内部加入弹性垫层，从而使楼面与楼板形成完全隔离的状态，以迟滞结构的振动。3）对楼板吊顶进行处理，即在楼板下方进行吊顶。其作用主要在于有效解决楼板层中存在的空气传声问题。楼板遭受撞击之后会形成撞击声波，其后再通过隔断空气声的途径来降低撞击声。

2 保温隔声砂浆的配制

考虑到保温要求，住宅楼建设中常采用以EPS、XPS 为代表的优质保温板，或向结构中填充保温材料；为满足隔声减振要求，普遍选用弹性材料或设置浮筑楼板；为兼顾保温和隔音的双重要求，需要加强对楼板构造的研究。对比分析发现，保温隔声砂浆是优质的材料[1]。依托于隔绝结构传声的机理，在地面铺设弹性材料，来抑制撞击声的传递，起到隔音的效果。为进一步提升应用效果，在制备楼面砂浆时常在其中掺入柔性材料或多孔材料，此时施工成型的砂浆层在隔绝结构传声方面具有更突出的作用[2]。

掺入材料的类型较多，包括废旧轮胎橡胶粉、聚苯乙烯爆破颗粒、漂珠三类，通过与砂浆的结合共同组成复合型材料。其中，废橡胶粉的作用在于隔绝高频声，漂珠的作用在于隔绝低频声，两类材料组合应用后有效吸收不同频段的噪声，并且不会对砂浆的强度造成过大影响。通过以上方法，得到多种掺入料和砂浆共同组合而成的楼面保温隔声砂浆。

测试后发现，砂浆的抗压强度、黏结强度较高，抗裂性、和易性、体积稳定性较好，可作为楼地面垫层施工的优质材料。撞击声隔声单值评价量64.0dB，导热系数0.065W/（m·K），相比于常规的聚苯颗粒保温砂浆，综合性能得到显著改善。

应用废橡胶颗粒和空心漂珠两类材料，有利于改善砂浆的中高频撞击声压，该现象的出现与废橡胶颗粒的黏弹性较好有关；漂珠和EPS 颗粒两者共同促进砂浆保温性能的提升。通过应用复合配制技术，发挥出砂浆主体材料以及掺入料各自的性能优势，制备的复合型砂浆质量可靠，热工性能和隔声性能较为良好。并且，掺入量普遍选用废弃料，具有“变废为宝”的特色，一方面解决了掺入料供应层面的问题，另一方面缓解了固体废弃物浪费量大、污染明显的局面，充分践行绿色环保的现代发展理念，且有提质增效的效果。

3 保温隔声砂浆的施工工艺

3.1 具体施工要点

基层处理：清理附着在基层上的杂物，若有凸出部分（钢筋、毛刺等），将其打磨平整，随后刷涂水泥浆。

制备隔声砂浆：以设计配合比为准选取材料并制备；按照规范组织性能检验，判断砂浆的使用效果并保留试块[3]。

铺设保温隔声砂浆层：制得复合型砂浆后向其中掺入适量的水并充分搅拌，直至其达到均匀状态为止；随后将处理好的砂浆铺设在楼板基层上，厚度10mm～20mm，施工方法与普通砂浆找平层一致。墙角处抹灰层返上墙壁约50mm，厚度按照渐变的方式设置，即从10mm 逐步减至0mm，防止产生声桥。随后用0.9mm 筛子筛撒水泥干粉，由专员用抹灰刀抹光。

铺设面层及养护：面层施工材料采用普通砂浆，将其铺设在前期已经施工好的保温隔声砂浆层上，厚度控制在25mm～30mm。为使砂浆有效成型，施工后安排养护，普通砂浆层的抗压强度须达到20MPa 及以上。

3.2 隔声性能测试

测试工具选用的是FI-01 轻量级噪声击声器，测试对象包含样板房间的客厅和卧室中楼板两个区域，测试前做好现场管理，确保周边不存在干扰源。结果显示，两处楼板空气声隔声量分别为51dB、53dB，均＞50dB，满足要求。进一步分析，楼板的计权标准化撞击声压级分别为61dB、60dB，均＜65dB，满足要求。综合来看，两项指标的实测结果均合理，达到住宅建筑楼板隔声标准，具有良好的隔声性能，说明基于复合技术制备的砂浆在隔声方面的性能表现较佳[4]。

4 浮筑楼板和保温隔声砂浆的应用效果对比

浮筑楼板和保温隔声砂浆是业内较为常见的保温隔声方法，对其对比分析，判断实际应用效果。

浮筑楼板保温隔声施工（施工方法示意图如图1）时，先全面清理基层以及平整处理，再铺设合适厚度的减振垫，对该部分进行密封，隔绝流动通道，以免砂浆渗入其中。减振垫成型后于上方铺设EPS板材（此材料的特性在于保温），随后密封，保证严密性后再浇筑细石混凝土，最终构成结构完整的浮筑楼板。从实测结果来看，通过浮筑楼板的应用，增加面荷载≥1.30kN/m2，传热系数为0.91W/（m·K），计权标准化撞击声压≤65dB，综合各项数据做对比分析，得知楼板撞击声改善量≥15dB。

图1 浮筑楼板保温隔声施工方法示意图（单位：mm）

保温隔声砂浆施工（施工方法示意图如图2）时，先全面清理和处理楼板基面，凿除凸出的钢筋以及各类影响平整性的物体，使楼板基面洁净、平整，随后铺设厚度为40mm～50mm 的保温砂浆层，再于该结构层的上方铺设水泥浆，厚度控制在2mm～5mm，由此形成结合层。保温隔声砂浆的工艺相对简单，施工便捷，还具有安全环保、经济高效的特点。测试结果显示，通过保温隔声砂浆的应用，增加面荷载≤0.5kN/m2，传热系数为0.065W/（m·K），计权标准化撞击声压≤63dB，综合各项数据做对比分析，得知楼板撞击声改善量达到15dB～18dB。

图2 保温隔声砂浆施工方法

综合考虑浮筑楼板和保温隔声砂浆两种方式，发现保温隔声砂浆的综合应用效果较好，即在保温和隔声两个方面均具有应用优势，可满足现阶段住宅的隔声和保温需求，由此说明保温隔声砂浆具有可行性，在实际生产中可以将废旧轮胎橡胶粉、聚苯乙烯爆破颗粒、漂珠应用于砂浆制备环节，构成复合型材料。

5 楼地面保温砂浆的综合性能及其与工程应用的关系

5.1 基本物理力学性能与工程应用的关系

楼地面保温隔声砂浆的主要力学性能包括以下几个方面：①和易性；②凝结时间；③抗压度；④黏结度。和易性是抹灰砂浆的首要特性，指砂浆能够被轻易地涂抹成均匀的薄层，是工程中最能体现的力学性能。总体而言，保水性与不流动性是反映楼地面保温隔声砂浆和易性如何的重要指标。

按照基本配方，加入合适黏接剂与保水剂而配制出的砂浆都具备较好的和易性。砂浆如果被用于楼地面中，那么其流动性可以不用很高，只要确保有充足的保水剂以及适量的黏接剂即可，这样能够确保砂浆具备较好的黏聚性能与保水性能，并有助于施工的顺利进行。

除此之外，楼地面保温隔声砂浆如果凝结过快，将不利于使用；同样，楼地面保温隔声砂浆如果凝结过慢，也不利于使用。具体而言，在前种状况下，砂浆容易初凝或终凝，可能会出现返工的情况，浪费材料，增加成本。后种状况下，工期会有所延误。楼地面砂浆初凝时间大约为5h，终凝时间大约为8h，完全符合施工标准。

此外，楼地面砂浆会承受一定的压力，如果其没有足够的抗压能力，就会被破坏。砂浆的抗压强度是1.21MPa，加之有面层等的多效保护，完全能够符合工程要求。为确保保温砂浆与墙体基层有稳定牢固的黏接，砂浆必须确保有较大的黏结强度，以免出现空鼓、脱落等情况，楼地面砂浆则没有这种要求，仅需要0.38MPa 的黏结强度就能够符合工程要求。

5.2 收缩性与工程应用的关系

在砂浆的凝结过程中，会因为水分蒸发而收缩。这种收缩被基体束缚时，砂浆内部便会形成足够的收缩应力，收缩应力如果大于砂浆的抗拉强度，砂浆便会形成裂纹。换言之，砂浆的收缩性是影响其开裂与否的重要因素，如果砂浆的收缩性太大，则其无法在工程中有效使用，否则后期砂浆会被破坏，务必全部修复减少资源浪费。

工程中最终使用的楼地面砂浆收缩性较弱，原因主要有以下2 点：1）在砂浆内部融入了废橡胶粉，前文已经充分证实：废橡胶粉能够有效减缓收缩。2）放弃使用部分水泥，而用漂珠取而代之。水化的水泥大为降低，耗水量也随之降低，漂珠所含水分的释放迟滞了水分的流失。

5.3 抗裂性与工程应用的关系

抗裂性不强，砂浆容易出现开裂，无法用在实际工程中。影响砂浆开裂的因素有很多，首先是自身收缩；其次是外界环境变化。外墙保温砂浆因为长期接触外部环境，如风吹、日晒、雨淋等，如果没有较强的抗裂性，那么其出现开裂的几率会大大提高，减弱耐候性与热功能性。楼地面保温隔声砂浆情况却有较大差异，其应用的主要范围是建筑物内部，消除了恶劣环境的影响，同时其不需要足够的抗裂性。

韧度高低是影响材料抗裂性的重要影响因素，韧度高则抗裂性高；韧度低则抗裂性低。因为掺加了聚丙烯纤维，砂浆的韧性有了较大提升，其抗裂性也有所增强。加之施工条件以及使用环境的改善，其应用性较高。

5.4 耐候性与工程应用的关系

砂浆耐候性包括如下性能：①耐水性；②抗冻性；③耐干湿循环性。如果砂浆长时间受外界环境的影响，首先会引起其耐水性能差，从而使其长期处于干湿交替的状态，而季节更换则会使其遭受冻融影响，不论是耐久性、热工性能，还是隔声性能均受到不同程度的影响。楼地面保温隔声砂浆的应用则使砂浆不会受这种环境的影响。所以，调配后的楼地面砂浆能够符合工程应用的耐候性标准。

5.5 热工性能与工程应用的关系

调配的楼地面保温隔声砂浆是在常用砂浆的基础上进行的，因此其在保温隔热性能方面的表现非常突出，否则研制将毫无意义。基本配方砂浆的导热系数为0.078W/（m·K）。缘由主要体现在两个方面：第一，加入了粒径比较大的聚苯乙烯泡沫粒，从而使砂浆内部的孔隙有所增多。第二，部分水泥被弃之不用，用漂珠取而代之，漂珠的结构为中空，这无疑使砂浆内部的孔隙增多。除此之外，外墙保温砂浆的导热系数在0.060W/（m·K）以下，建筑内部楼面的要求较低，配制的楼地面砂浆的导热系数与外保温砂浆的标准非常接近，所以完全符合工程应用的有关标准。

5.6 撞击声隔声性能与工程应用的关系

砂浆隔声性能是该研究的焦点，所以，楼地面保温砂浆的隔声性能必须过关。从具体方法出发，将砂浆撞击声压级值制作成清晰的曲线，并将该曲线与参考曲线进行了详细地比较，最终确定出砂浆的撞击声隔声的单值评价量为64.0dB，远远低于实际工程中应用的楼面保温砂浆的实验室隔声单值评价量，虽然这不是撞击声隔声单值评价量的直接代表，但是可以确定的是：漂珠与废橡胶粉的融入的确能够改善保温砂浆的性能，其工程应用价值非常突出。

5.7 楼地面保温隔声砂浆的工程应用性

笔者对该文中所配制的砂浆与项目中所应用的保温砂浆进行了系统对比，对配制的楼地面保温隔声砂浆的具体应用进行了详细探究。

干密度：干密度与保温性能成反比，干密度越低，保温性能越好；干密度越高，保温性能越差。同样，干密度越低，砂浆中能够有效隔绝撞击声的水泥用量便越少，砂浆撞击声的隔绝性也越好。从密度的对比能够明显看出：该文所调配的楼地面砂浆不仅保温性能好，而且隔声性能好，完全能够符合工程应用的实际标准。

抗压强度与黏结强度：与工程中具体应用的保温砂浆互相比较，该文调配的砂浆强度并不高，但是强度值已经达到有关标准，在一定范围内部对强度进行适当降低，能够有效提高保温性能，这种转换是非常有意义的。

收缩性：该文所调配的砂浆收缩性更小、稳定性更强。

撞击声隔声性能：与该工程楼面所应用的砂浆相比，该文所调配的砂浆撞击声显然要强很多，虽然无法充分断定实际测定值，但却充分表明漂珠与废橡胶的应用增加了保温砂浆的隔声能力，因此，该文配制的砂浆在隔声性方面表现突出，具备较强的工程适用性。

6 结语

综上所述，该文以保温隔声砂浆为对象，分析其制备工艺，明确废旧轮胎橡胶粉、聚苯乙烯爆破颗粒、漂珠三类材料在改善砂浆保温性能和隔声性能两个方面的作用，再进一步分析具体的施工工艺，提出作业要点。实测结果表明，基于复合技术的砂浆具有良好的保温隔声性能，达到建筑工程的相关要求，具有可行性。