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研究生: 王怡雯
Wang, Yi-Wen
論文名稱: 泡沫無機聚合物之物理性質
Physical Properties of Foamed Inorganic Polymers
指導教授: 黃忠信
Huang, Jong-Shin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 125
中文關鍵詞: 質量定律空氣量泡沫無機聚合物穿透損失
外文關鍵詞: Porosity, Mass law, Transmission loss, Foamed inorganic polymers
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  • 本研究選用重量比70%煅燒高嶺土及30%爐石粉,作為無機聚合物之鋁矽酸鹽礦物原料,並利用其高強度及短凝結時間等特性,以機械發泡方式製作泡沫無機聚合物,並進行抗壓、抗彎、FTIR及吸水率等試驗量測。此外,利用Matlab影像處理分析孔洞分布情況,並討論空氣含量與層板厚度對泡沬無機聚合物抵抗聲音穿透之能力。

    試驗結果顯示,本研究所製作之泡沫無機聚合物,其品質控制已達均一性,其中,製作泡沫無機聚合物所使用之發泡液,並不影響無機聚合物硬固後之材料性質。另外,單層板穿透損失試驗結果顯示,板厚度愈大者其聲音穿透損失值之增加量並不明顯,代表本研究之板厚度設計已超過臨界厚度之影響範圍。此外,泡沫無機聚合物空氣含量越高者,其穿透損失值越大,其中,空氣含量對於低頻穿透損失之影響,較高頻時更加明顯,但當泡沫無機聚合物之單位重較大時,其穿透損失符合固體實心材料之質量定律。含泡沫無機聚合物心材之三明治層板試驗結果則顯示,兩實心面材將降低空氣含量對穿透損失之影響。

    A mixture of 70 wt.% metakaolin and 30 wt.% blast furnace slag was used as a raw material for the production of mechanically foamed inorganic polymers due to its high early strength and short setting time. Furthermore, a series of measurements of compression, flexion, FTIR and water absorption on foamed inorganic polymers panels were conducted. Also, the cell size distributions of foamed inorganic polymers panels were characterized by using a Matlab image analyzer. Consequently, the sound insulation properties of foamed inorganic polymers panels with different density and thickness were compared to each other to evaluate the effects of porosity and thickness.

    Experimental results indicate that the microstructure of foamed inorganic polymers is homogeneous and uniform and their physical properties are unchanged by the introduced pre-foaming agent. In addition, the effect of thickness on the sound insulation properties of foamed inorganic polymers panels is insignificant but the effect of porosity is dramatic. The transmission loss at low frequency is much larger than that at high frequency for foamed inorganic polymers panels with a higher porosity. As the porosity is reduced, the transmission loss of foamed inorganic polymers panels is more consistent with mass law. However, the transmission loss of foamed inorganic polymers is reduced due to the introduction of calcium silicate boards on their two side surfaces.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 V 表目錄 IX 圖目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 本文組織與內容 3 第二章 相關理論與文獻回顧 4 2.1 泡沫混凝土 4 2.1.1 泡沫混凝土種類 5 2.1.2 泡沫混凝土之問題 5 2.2 無機聚合膠結材 6 2.2.1 無機聚合膠結材之組成 7 2.2.2 無機聚合膠結材之反應 8 2.3 材料聲學特性 9 2.3.1 聲音之基本參數值 9 2.3.2 聲音之波動方程式 10 2.3.3 聲音之傳遞與衰減 12 2.3.4 材料之隔音與吸音 13 2.3.5 防音材之穿透損失 13 第三章 研究方法與試驗步驟 26 3.1 試驗規劃 26 3.1.1 試驗目的 26 3.1.2 試驗變數 26 3.1.3 無機聚合物配比計算 27 3.1.4 泡沫無機聚合物配比計算 29 3.2 試驗材料 30 3.2.1 鋁矽酸鹽礦物 30 3.2.1.1 煅燒高嶺土 30 3.2.1.2 爐石粉 31 3.2.2 鹼活化液 32 3.2.2.1 鹼性溶液 32 3.2.2.2 鹼金屬矽酸鹽溶液 32 3.2.3 發泡液 33 3.3 試驗方法及項目 33 3.3.1 試體製作 33 3.3.2 無機聚合物材料性質試驗 34 3.3.2.1 X射線繞射分析(XRD) 34 3.2.2.2 黏度試驗 34 3.2.2.3 抗壓強度試驗 35 3.3.3 泡沫無機聚合物物理性質試驗 36 3.3.3.1 力學試驗 36 3.3.3.1.1 抗壓強度 36 3.3.3.1.2 抗彎強度 36 3.3.3.2 物理試驗 37 3.3.3.2.1 孔徑分布率 37 3.3.3.2.2 吸水率 37 3.3.3.2.3 傅立葉紅外線光譜分析(FTIR) 38 3.3.3.3 聲學試驗 38 3.3.3.3.1 單層板穿透損失 39 3.3.3.3.2 三明治層板穿透損失 42 第四章 試驗結果與分析 59 4.1 無機聚合物材料性質 59 4.1.1 XRD分析 59 4.1.2 抗壓試驗 60 4.1.2.1 活化劑最佳配比 60 4.1.2.2 陳化時間與攪拌流程 61 4.1.3 黏度試驗 62 4.2 泡沫無機聚合物物理性質 64 4.2.1 力學試驗 64 4.2.1.1 抗壓強度 64 4.2.1.2 抗彎強度 66 4.2.2 物理試驗 67 4.2.2.1 孔徑分布率 67 4.2.2.2 吸水率 68 4.2.2.3 FTIR 69 4.2.3 聲學試驗 70 4.2.3.1 相同單位重但不同厚度之單層板穿透損失 70 4.2.3.2 相同厚度但不同單位重之單層板穿透損失 71 4.2.3.3 單層板與三明治層板之穿透損失比較 74 第五章 結論與建議 100 5.1 結論 100 5.2 建議 101 參考文獻 103 附錄 107

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    下載圖示 校內:2012-06-30公開
    校外:2014-06-30公開
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