خواص صوتی بتن چیست؟ در طول سال ها، بتن به دلیل ویژگی‌های مثبت فراوانی که دارد، آن را به یکی ازمهمترین مصالح تبدیل کرده است. از جمله ویژگی های بتن می‌توان به مقاوت در برابر آتش، فرسایش کم، سهولت استفاده، کمک به ذخیره انرژی گرمایی، مقرون‌به‌صرفه بودن، خاصیت مکانیکی، و خاصیت آن در کنترل میزان جذب صدا و عایق نموندن آن نام برد. از بین ویژگی های نامبرده شده، در ادامه بر روی خواص صوتی بتن بیشتر صحبت می کنیم.
وقتی صوت به سطحی برخورد می‌کند، برای آن سه حالت پیش می‌آید. مقداری توسط سطح جذب می‌شود. مقداری از آن سطح بازتاب شده، و مقدار دیگر از آن عبور می‌کند. در پروژه های ساخت، صرف نظر از آن که پروژه خانه شخصی باشد یا استادیوم ورزشی یا استویو موسیقی یا غیره، کنترل صوت از نظر میزان انعکاس صدا، میزان از بین رفتن نویزها، و عایق کردن صداها مستلزم توجه ویژه می‌باشد تا چالش های مربوط به هر نوع مکان تا حد امکان حل شود.
بتن نقش بسزایی در مهار نویزها دارد و بسته به آن که از چه نوع بتنی استفاده می‌شود، این قدرت متفاوت خواهد بود. در ادامه این مقاله از بتن کاور عملکرد جذب و عایق بودن بتن را بررسی می‌نماییم، همراه ما باشید.
ضریب کاهش صدا و خاصیت جذب صدا در بتن
در ادامه خواص صوتی بتن باید گفت که در حالت ایده‌آل، صداهایی که در داخل یک مکان مانند اتاق تولید می‌شود، نباید به اتاق های دیگر یا به خارج ساختمان بروند. و انعکاس صدا بسته به اینکه اتاق چه کاربردی دارد، تا حد مطلوبی باید کاهش پیدا کند تا صدا فقط به میزان کافی انعکاس داشته باشد.
صدا ارتعاش‌های مشخصی است که توسط هوا جابه‌جا می‌شود. به تعداد ارتعاش در ثانیه فرکانس گفته می‌شود و واحد آن هرتز(Hz) می‌باشد. هر صدایی فرکانس و شدت خاص خود را دارد.
معیاری که برای اندازه‌گیری جذب صدا به کار می‌رود، ضریب کاهش صدا (NRC) نام دارد. واحد NRC هرتز است و از میانگین فرکانس های میان‌رده 250، 500، 1000 و 2000 بدست می‌آید و با تقریب 0.05 بیان می‌شود. از آنجایی که مقدار هرتزهای درنظرگرفته شده برای NRC میان‌رده است، تنها مناسب محیط‌ها با فرکانس‌هایی با همین میزان بوده، و معیار مناسبی برای محیط‌هایی که فرکانس‌های تولید شده در آن کمتر یا بیشتر از این مقدار هستند نخواهد بود.
هر ماده بسته به چگالی و نوعی که دارد مقدار ضریب NRC متفاوتی را دارد. بتن های معمولی که سطح متخلخل با روزنه های فراوان دارند، که این روزنه ها ازداخل به یکدیگرمتصل هستند، چگالی کمتری را نسبت به بتن های رنگ شده یا پلاستر دارند. بنابراین هنگامی که صدا به سطح آن برخورد می‌کند، مقدار قابل توجهی از آن به داخل بتن جذب می‌شود و با تبدیل شدن به انرژی گرمایی، آن صدا خنثی شده و از بین می‌رود.
این درحالیست که بتن‌هایی که سطح آن پلاستر شده یا با رنگ پوشانیده شده است، چگالی‌شان بیشتر شده و با بسته شدن روزنه های آن، راه هوا برای جذب صوت کمتر خواهند داشت.
بازه ضریب NRC بین 0 تا 1 می‌باشد. ضریب 0 به مثابه دیوار بتنی است که فاقد هرگونه روزنه است و ضخامت بالا دارد، پس به هنگام برخورد صوت بر آن، میزان جذب 0 بوده و تمامی صدا منعکس می‌شود. از طرف دیگر ضریب 1 مانند دیوار شیشه‌ای شکسته است که تمامی صدا را از خود عبور می‌دهد و جذب می‌کند و هیچ صدایی را منعکس نمی‌کند. هر چه عدد ضریب در حد مکفی نوع محیط زیادتر باشد، بهتر است.
میزان NRC در بتن های معمولی، 0.03 است. به آن معنی که 3% صدا به هنگام برخورد به سطح جذب شده و 97% آن منعکس می‌شود. این میزان جذب برای بتن های با چگالی بیشتر یا رنگ شده پایینتر می‌باشد.
کلاس انتقال صدا و خاصیت عایق بودن صوتی در بتن
توقعی که از دیوار، کف، یا سقف یک اتاق داریم، آن است که صداهای بیرون را به داخل انتقال ندهد. به عبارت دیگر، سطح باید عایق خوبی برای صدا باشد.
کلاس انتقال صدا (STC)، معیاری عددی برای عملکرد میزان انتقال صدا و کیفیت عایق کردن صوت می‌باشد. که با وزن و چگالی رابطه مستقیم دارد. STC که واحد آن دسیبل (dB) است، با میزان شدت صدا سروکار دارد و عامل فرکانس را در نظر نمی‌گیرد. بنابراین نمی‌توان نتیجه‌گیری کرد که هر کدام از جنس مصالح ها در عایق کردن کدام فرکانس موثرتر هستند. ولی شدت صداهای عایق شده را نشان می‌دهند و به کمک آن می‌توان تا حد مطلوبی چالش های آلودگی صدا و عایق بودن را حل نمود.
بازه STC بین 25 تا 65 می‌باشد. بدان معنی که هرچه این مقدار به 65 نزدیکتر باشد، آن ماده عایق بهتری خواهد بود. برای مثال، این نرخ برای شیشه معمولی 25 است که قدرت بسیار کمی را در کاهش صدا دارد و صداهای آن طرف شیشه به راحتی شنیده خواهد شد. ولی نرخ انتقال صدا برای شیشه‌های دوجداره به میزان 33-35 می‌باشد که در مقایسه با شیشه معمولی صداهای کمتری را از خود عبور می‌دهد. با توجه به این که وزن با بهبود نرخ کاهش صدا نسبت مستقیم دارد، بتن که به طور طبیعی وزن سنگین‌تری را دارد، میزان عایق بودن آن برای صوت نیز بیشتر از شیشه یا دیگر مواد سبکتر است.
برای دیواری به قطر 8 اینچ، در حالت عادی STC درحدود 49-50 دسیبل می‌باشد. در صورتی که پوشاندن آن با عایق فوم که نصب آسان و قدرت پوشانندگی بالا دارد، این مقدار را به میزانی در حدود 53-56 دسیبل می‌رساند که افزایشی در حدود 4-6 دسیبل می‌باشد. برای دیواری قطر 12 اینچ، که به علت وزن بیشتر در حالت عادی عایق بهتری نسبت به دیوار نازکتر است (52-53 دسیبل)، اما با افزودن عایق فومی به آن نرخ STC به 56-59 می‌رسد. بنابراین تا بهترین مقدار برای STC که 65 می‌باشد تنها 6 درجه تفاوت دارد که بتن را به یکی از ایده آل‌ترین ماده‌ها برای ساخت بدل می‌کند.
صرف نظر از آنکه بتن از چه نوعی است، به کمک وزن آن می‌توان STC آن را از طریق فرمول زیر محاسبه نمود:
stc=0.18w+40
در این رابطه، میزان پوند در هر فوت مربع است.
ترفند های افزایش بازده عملکرد خواص صوت در بتن
بررسی‌های دو بخش بالا نشان می‌دهد که در حالت عادی، عواملی که به جذب صدا کمک می‌کند، به عایق کردن صدا ضرر می‌زند و این دو رابطه عکس دارند.
بتن‌های متخلخل با تعداد روزنه‌های بالا، عملکرد خوبی را در جذب صدا دارند. اما به دلیل وجود همین منافذ، و راه‌های هوای بسیار در آنها، صداها به راحتی منتقل می‌شود که خود نوع دیگری از الودگی صوتی محسوب می‌شود پس عایق خوبی نمی‌باشند، و این در شرایطی که صداها با فرکانس های بالا وجود داشته باشد بیشتر محسوس خواهد بود.
به عنوان مثال هنگامی که بر روی سطح بتنی با کفشی پاشنه‌دار راه برویم، اگر بتن منافذ زیاد داشته باشد، انعکاس صدای کمتری در داخل اتاق به گوش می‌رسد، اما این صدا در اتاق های مجاور شنیده خواهد شد. و هنگامی که بتن چگالی بیشتری داشته باشد، یا روزنه های آن توسط رنگ یا پلاستر پوشانیده شود، به دلیل جذب صدای کمتر، صدا داخل اتاق اکو خواهد کرد ولی در اتاق های جانبی صدای محسوسی شنیده نمی‌شود.
بنابراین از آنجایی که قدرت جذب بتن برای جلوگیری از صداهای تولید شده در داخل فضا، و قدرت عایق بودن آن به جهت جلوگیری از انتقال صداهای بیرون به داخل اهمیت بسزایی دارد، راه‌حل‌های متفاوتی تاکنون اتخاذ شده تا هر دو ویژگی مثبت بتن در صوت را در کنار یکیگر تقویت کند.
یکی از راه حل های ساده برای کاهش انتقال و افزایش جذب، آن است که ضمن استفاده از بتن‌های با سطح متخلخل، تا حد امکان آنها را با عایق هایی مانند چوب، وینیل، لمینیت یا موکت پوشاند یا به کمک اثاثیه داخل اتاق مقداری از انعکاس صداها را خنثی کرد تا از شدت انتقال صدا کم شود.
راه حل دیگر استفاده از فوم بتن است. بتن معمولی از ترکیب سیمان، سنگ، آب، ماسه ساخته می‌شود. در حالی که ترکیبات فوم بتن سیمان، فوم، آب و ماسه می‌باشد. بنابراین فوم بتن ضمن داشتن سطح متخلخل، به طرز چشمگیری وزن کمتری نیز دارد. این بدان معنی است که صوت را به میزان بسیار بالایی عایق می‌کند. درنتیجه از ویژگی‌های مثبت هر دو خواص بتن بهره مند می‌باشد.
دیدگاهی یافت نشد