بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش امکان ساخت تخته عایق صوت از پوسته برنج و سیلیکات سدیم مورد بررسی قرار گرفت. ضخامت پانل ها در دو اندازه 16 و 32 میلیمتردر نظر گرفته شد.چگالی - دانسیته - تختهها 0/42گرم بر سانتیمتر مکعب و نوع چسب سیلیکات سدیم 30 - درصد وزن خشک کیک - و نوع ساختارتخته ها نیز همسان در نظر گرفته شد. پس از ساخت 4 سری نمونه، برابر با ا ستاندارد ASTM E1050 ضریب جذب صوتی تخته ها از فرکانس200 الی 6300 هرتز اندازهگیری شد. ضمن اینکه از یک تخته آکوستیکی معدنی نیز بهعنوان نمونه شاهد استفاده گردید، بر اساس نتایج حاصله مشخص گردید که بین فرکانس 200 تا 1000 هرتز در نمونههای 16 میلیمتر تحت مطالعه ضریب جذب صوت در حداقل میزان و در فرکانسهای 800 هرتز به بالا از حداکثر ضریب جذب صوت در نمونه ها برخورداریم، ضمن اینکه با افزایش ضخامت نمونهها در فرکانس های 200 تا 800 هرتز شاهد افزایش ضریب جذب صوت و در فرکانس های 800 تا2000 هرتز کاهش ضریب جذب صوت می باشیم. با جمع بندی نتایج بهدست آمده از این تحقیق میتوان عنوان نمودکه با استفاده ازضایعات کشاورزی - پوسته برنج - وچسب معدنی - سیلیکات سدیم - میتوان تختههای عایق صوت با ضریب جذب صوتی مناسب - NRC=0/5 - تولید نمود.
کلمات کلیدی: سیلیکات سدیم، ضریب جذب صوت، لوله امپدانس، پوسته برنج
مقدمه
تختههای آکو ستیکی امروزه در صنعت کاربرد فراوانی دا شته و انواع مختلف پانلهای چوبی، لیگنو سلولزی، معدنی وغیره به عنوان عایق صوت و کنترل کننده جذب صدا در ساختمانها مورد استفاده قرار می گیرند. تخته هایی که به منظور جذب صوت به کار میروند در سه گروه عمده مصالح نرم ورقی، صفحه های پرس شده با مواد چسبنده و مصالح پو ش شی قرار می گیرند - لیاقتی، .[3] - 1369 تا کنون بررسیهای زیادی در رابطه با استفاده ازپسماندهای کشاورزی در ساخت تخته های عایق صوت صورت پذیرفته است. - Gabir, 1988 - [5] ، [8] - کبورانی، - 1999 و - Zulkifli, 2008 - [15]در بررسیهای خود اظهار داشتند که تخته های عایق ساخته شده از پسماندهای کشاورزی و ضایعات پوست درختان جنگلی ویژگیهای جذب صوت مناسبی داشته و قابل مقایسه با تختههای عایق صوت تجاری میباشند. - [14] - Srivastava, 1990 ،
تراشه های تولید شدهاز باگاس، ساقه برنج و ساقه گندم را در ساخت تخته عایقی مورد بررسی قرار داد و نشان داد که تخته های عایق با ضخامت 5 سانتیمتر و رطوبت 7 درصد عایق های بسیار مناسبی برای جذب صوت و گرما بودند. - نوربخش، [11] - 1997 ، تأثیر فرکانس بر ضریب جذب صوت تخته خرده چوب عایق ساخته شده از ضایعات نخل و خرده چوب صنوبر را بررسی کرده و نشان دادند که تخته خرده چوب ساخته شده از چوب صنوبردر دامنه فرکانس 125 تا 2000 هرتز بیشترین میزان جذب صوت را دارد. در تحقیقی دیگری که توسط - سعادت نیا، [12] - 2005 انجام شد، مشخص شد که با افزایش فرکانس، ضریب جذب تخته های ساخته شده از صنوبر تا فرکانس 2000 هرتز افزایش می یابد ودر فرکانس 4000 هرتز دچار افت می شود. در بین عامل های متغیر میزان درصد ضایعات در نمونه و چگالی بر میزان جذب صوت آنها اثر معنی داری داشته است. - Hang-seung, 2003 - [6]
نیز نشان داد که در بین تختههای ساخته شده از ساقه برنج در سه چگالی 0/4 ، 0/6، 0/8گرم بر سانتیمتر مکعب ،تختههایی با چگالی 0/6گرم بر سانتیمتر مکعب بیشترین ضریب جذب صوت - حدود - 0/7 را دارند. امروزه در ایران فراوردههای آکوستیکی عموما از مواد پلاستیکی و معدنی ساخته شده که مشکلاتی مانند کمبود ماده اولیه، هزینه بالا، بدون کیفیت مناسب، سرطانزا بودن و غیره ساخت این فراوردهها را با مشکلاتی همراه ساخته است. امروزه در کشورهای پیشرفته استفاده از مواد چوبی و لیگنو سلولزی - مانند پ سماندهای ک شاورزی - برای ساخت عایق های صوتی و گرمایی در حال تو سعه میبا شد .با توجه به مطالب پیش گفته هدف از پژوهش حاضر امکان ساخت تخته های عایق صوت با ضرایب جذب صوتی مناسب از ضایعات محصولات کشاورزی - پوسته برنج - و چسب معدنی - سیلیکات سدیم - میباشد.
مواد و روشها
در این پژوهش از پوسته برنج تهیه شده از کارخانه شالیکوبی واقع در شهرستان تنکابن و چسب سیلیکات سدیم محصول شرکت پترو کویر صدر یزد میباشد. برای ساخت تخته ها ازدستگاه پرس هیدرولیکBergmo استفاده شدو برای اندازه گیری ضریب جذب صوت مطابق استاندارد ASTM E1050 با دستگاه تولید امواج ساکن مدل 4002 شرکت B&K دانمارک و دستگاه نوسان ساز ضربانی مدل 1022 درآزمایشگاه آکوستیک فیزیک دانشگاه شریف صورت پذیرفت.ابتدا رطوبت پوسته برنج با خشک کردن به 3-4 درصد کاهش داده شد. لازم به ذکر است بر خلاف چوب در استفاده از پوسته برنج نیازی به خرد کن نیست و تمام ذرات پوسته برنج یکنواخت و تقریبا هم اندازه هستند. ضخامت تخته ها در دواندازه 16 و 32 میلیمتردر نظرگرفته شد. ساختار پانل به صورت همسان میباشد، چگالی نمونهها در سطح - gr/cm" - 0/42 در نظر گرفته شد، میزان چسب در تختهها به میزان 30 درصد وزن خشک مواد، ثابت در نظر گرفته شد.
ساخت
برای ساخت تخته ها چسب سدیم سیلیکات را روی ذرات پوسته برنج افشانده شد.رطوبت کیک 10 درصد در نظر گرفته شد. با استفاده از قالب چوبی کیک تشکیل و سپس یک پرس اولیه - بهصورت دستی - انجام گرفت. جهت ممانعت از چسبیدن کیک به صفحات پرس از فویل آلومینیمی استفاده گردید. مجموعه فوق زیر دستگاه پرس و تحت بار 50 کیلوگرم بر سانتیمترمربع و دمای 120 درجه سانتیگراد و به مدت 16 دقیقه قرار داده شد. از هر نمونه 4 تکرار انجام گرفت. - شکل - 2 ضمن اینکه از یک پانل آکوستیکی موجود با شرایط بسیار نزدیک به تخته های تحت مطالعه نیز به عنوان نمونه شاهد استفاده گردید.
نتایج
یکی از پارامترهای آکوستیکی مواد، ضریب جذب صوتی آن است، منظور از ضریب جذب صدای یک ماده نسبت انرژی جذب شده به انرژی تابیده شده به نمونه است. از آنجایی که رفتار آکوستیکی اتاق وابسته به ویژگی آکوستیکی مواد داخل آن می باشد، تعیین ضریب جذب صوت مواد، اصلاح و بهینه سازی آنها نقش عمده ای در طراحی و کنترل صدا در فضاهای مختلف دارد. جذب صدا در مواد متخلخل در نتیجه اصطکاک در هوای موجود در ماده صورت می گیرد. جذب توسط هر ماده بخصوصی به ضخامت، چگالی، منافذ و مقاومت در برابر جریان هوا بستگی دارد. برای مثال، برای جذب صدا در فرکانس پایین، ماده باید به اندازه کافی حجیم باشد.موثر بودن یک ماده جاذب صدا با توجه به ضریب جذب آن - α - تعیین میگردد.
این ضریب نشان دهنده میزان جذب انرژی صوتی یک ماده با ابعاد مشخص در یک برخورد است. از لحاظ تئوری، این ضریب بین حداقل صفر - زمانی که هیچ انرژی صوتی جذب نمیشود - و حداکثر 1 - زمانی که جذب انرژی صوتی کامل بوده و تمام انرژی برخورد کرده جذب میشود - میتواند تغییر کند. مصالحی که ضریب جذب صدای آنها بیش از حداقل است - اغلب بزرگتر از - 0/5 به عنوان مصالح جاذب صدا شناخته می شوند .مصالحی که ضریب جذب آن ها پایین است - اغلب کوچک تر از - 0/2 منعکس کننده صدا نامیده می شوند. نتایج حاصله ضریب جذب صوتی نمونه ها و نمونه شاهددر جدول 1خلاصه گردیده است.
