DE4027310A1 - Noise protection barrier wall - is made from loose grains of quartz sand held in perforated container - Google Patents

Noise protection barrier wall - is made from loose grains of quartz sand held in perforated container

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Abstract

The noise protection barrier is formed from quartz sand which has a grain size between 0.7 and 2.5 mm. The grains of sand may be separate from each other and are then held in a container which is shaped to suit the requirements of the installation. The container may consist of a wire mesh with the mesh size being smaller than the grain size. Alternatively the grains may be bound together by a binding medium, such as a ceramic, mineral, hydraulic or synthetic resin binding medium, to form a porous mass. USE/ADVANTAGE - Low cost method of providing protection from noise.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schallschutzsystem, das insbesondere zur Dämmung und Dämpfung unerwünschter Schallschutz­ emissionen dienen soll.The present invention relates to a sound insulation system that especially for the insulation and damping of unwanted sound insulation emissions should serve.

Lärmschutzmaßnahmen sind in unterschiedlicher Weise bekannt. So werden beispielsweise Erdwälle, Tunnels, Hoch- bzw. Tieflage von Verkehrswegen, Abschirmungen durch Lärmschutzabdeckungen, Wände oder Steilwälle eingesetzt. Auch ein Lärmschutz durch Bepflanzung ist möglich, wobei diese Maßnahme mit anderen Lärmschutzmaßnahmen kombiniert werden kann. Als Lärmschutzwände werden u. a. Steine aus haufwerkporigem Blähton-Leichtbeton verwendet. Durch den Einsatz von vorbehandeltem Blähton sind solche Lärmschutzmaßnahmen verhältnismäßig aufwendig, außerdem sind sowohl die Dämm- als auch die Dämpfungseigenschaften solcher Steine noch verbesserungsfähig, insbesondere im Bereich von 500 bis 3150 Hz. Hinzu kommt, daß der Schall in Abhängigkeit vom Auftreffwinkel verschieden stark und außerdem bezüglich seiner Frequenzen unterschiedlich gedämpft wird.Noise protection measures are known in different ways. So For example, earth walls, tunnels, high or low elevation of Traffic routes, shielding through noise protection covers, walls or steep walls used. Also noise protection through planting is possible, this measure being combined with other noise protection measures can be combined. As noise barriers u. a. Stones made of pore-expanded expanded clay lightweight concrete. Because of the engagement Pre-treated expanded clay is such a noise protection measure relatively expensive, both the insulation and the damping properties of such stones can still be improved, especially in the range of 500 to 3150 Hz. In addition, that the sound varies depending on the angle of incidence and is also attenuated differently with regard to its frequencies.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schallschutzsystem zu schaffen, das aus einem einfach gewinnbaren Rohstoff besteht und im Frequenzbereich von 500 bis 3150 Hz verbesserte Dämm­ und Dämpfungseigenschaften aufweist.The object of the present invention is to provide a sound insulation system to create, which consists of an easily obtainable raw material and improved insulation in the frequency range from 500 to 3150 Hz  and has damping properties.

Diese Aufgabe wird wie bei einem Schallschutzsystem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß durch dessen Kenn­ zeichen gelöst.This task is performed like a sound insulation system according to the Preamble of the main claim according to the invention by its characteristic characters solved.

Unerwarteterweise wurde gefunden, daß Quarzsand mit einer Korngröße von 0,7 bis 2,5 mm ein ungewöhnliches Schalldämmungs- und Schalldämpfungsvermögen aufweist. Dabei kann der Quarzsand in ungebundener Form vorliegen, beispielsweise in Form einer losen Schüttung, die auch durch Haltevorrichtungen in einer bestimmten Form gehalten werden kann. Die Haltevorrichtungen bestehen vorzugsweise aus gitterartigen Einrichtungen, wie durchbrochenen Platten, Sieben, Netzen oder dergleichen, die Öffnungen aufweisen, durch die der Schall in die Quarzsandschicht eintreten kann. Bevorzugt bestehen die Haltevorrichtungen aus Gittern, deren Maschenweite kleiner ist als die Korngröße des Quarzsandes, um ein Herausfallen der Quarzsandpartikeln zu vermeiden.It was unexpectedly found that quartz sand with a grain size from 0.7 to 2.5 mm an unusual sound insulation and Has sound absorption capacity. The quartz sand can unbound form, for example in the form of a loose Fill that also by holding devices in a certain Shape can be kept. The holding devices exist preferably from grid-like devices, such as openwork Plates, screens, nets or the like which have openings, through which the sound can enter the quartz sand layer. Prefers the holding devices consist of grids, the mesh size is smaller than the grain size of the quartz sand to prevent it from falling out to avoid the quartz sand particles.

Im Schallschutzsystem kann der Quarzsand in bevorzugter Ausführungsform auch in gebundener Form vorliegen. Durch Zuschlagsstoffe, beispielsweise durch Bindemittel, kann der Quarzsand soweit abgebunden werden, daß er in eine bestimmte Form gebracht werden kann. Als Bindemittel wird vorzugsweise Zement verwendet. Es können aber auch die folgenden Stoffe verwendet werden:
Kunststoffe,
Kalk,
Gips.In a preferred embodiment, the quartz sand can also be present in bound form in the sound insulation system. By means of additives, for example binders, the quartz sand can be set to such an extent that it can be brought into a specific shape. Cement is preferably used as the binder. The following substances can also be used:
Plastics,
Lime,
Plaster.

Bevorzugt wird der Quarzsand mit Zement als Bindemittel so verwendet, daß er in Form eines haufwerkporigen Betons eingesetzt wird.The quartz sand with cement as the binder is preferred used that it is used in the form of a bulk porous concrete becomes.

Aus geformtem haufwerkporigen Beton lassen sich beispielsweise Bau­ elemente, wie Wände, Steine und dergleichen herstellen, die zu Lärm­ schutzelementen, wie Lärmschutzwänden, Abdeckungen und dergleichen verarbeitet werden können. Solche Elemente haben bevorzugt eine Dicke größer 5 cm.For example, construction can be made from molded, porous concrete  manufacture elements such as walls, stones and the like that cause noise protective elements such as noise barriers, covers and the like can be processed. Such elements preferably have one Thickness greater than 5 cm.

Die Abhängigkeit der Absorption in dB eines Materials für verschiedene Schalleinfallswinkel läßt sich mit der sogenannten Tonburst-Methode bestimmen. Hierzu ist kein Hallraum erforderlich. Über eine Torschaltung wird einem Lautsprecher ein kurzer Tonburst zugeführt, und über ein im Abstand zum Lautsprecher aufgestelltes Mikrophon wird das ankommende Schallsignal gemessen. Die Messung erfolgt zunächst an einer schallharten Platte (100% Reflexion), wie z. B. an einer Glasplatte, anschließend dann an der zu prüfenden Platte. Die Messung an der Glasplatte dient zum Abgleich, d. h. es werden alle Frequenzen auf den gleichen Wert (0 dB) abgeglichen. Der dB-Wert, welcher bei den verschiedenen Prüfplatten gemessen wird, ist demzufolge die Differenz zweier Reflexionen in dB. Diese Differenz von Reflexionen ist die Schallabsorption in dB. Sie ist abhängig von dem Material, aus dem die Probe besteht, dem Einfallswinkel des Schalls und der Frequenz. Es werden daher folgende Parameter variiert:
Winkel in o; 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75;
Frequenz in Hz: 400, 500, 650, 800, 1000, 1250, 1600, 2500, 3150.The dependence of the absorption in dB of a material for different sound incidence angles can be determined using the so-called Tonburst method. No reverberation room is required for this. A short burst of sound is fed to a loudspeaker via a gate circuit, and the incoming sound signal is measured via a microphone placed at a distance from the loudspeaker. The measurement is first carried out on a reverberant plate (100% reflection), such as. B. on a glass plate, then on the plate to be tested. The measurement on the glass plate is used for adjustment, ie all frequencies are adjusted to the same value (0 dB). The dB value measured on the various test panels is therefore the difference in dB between two reflections. This difference in reflections is the sound absorption in dB. It depends on the material from which the sample is made, the angle of incidence of the sound and the frequency. The following parameters are therefore varied:
Angle in o ; 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75;
Frequency in Hz: 400, 500, 650, 800, 1000, 1250, 1600, 2500, 3150.

Hierbei läßt sich nachweisen, daß sowohl in Abhängigkeit vom Einfallswinkel, als auch in Abhängigkeit der Frequenz des Schalls unterschiedliche Absorptionen erzielt werden. Bevorzugt werden die angegebenen kritischen Frequenzen, die vorstehend angegeben sind, mit einem Faktor gewichtet und alle solchermaßen gewichteten Absorptionsergebnisse für die verschiedenen Frequenzen bei ein und demselben Einfangswinkel aufaddiert. Hierbei hat sich folgendes ergeben: Die guten Schallschutzeigenschaften des Quarzsandes kommen bei allen Korngrößen von 0,7 bis 2,5 mm zum tragen. Bevorzugt liegt die Korngröße des Quarzsandes zwischen 1 und 2 mm.It can be demonstrated that both depending on Angle of incidence, as well as depending on the frequency of the sound different absorptions can be achieved. The are preferred specified critical frequencies specified above weighted by a factor and all weighted in this way Absorption results for the different frequencies at one and added at the same capture angle. Here has the following result in:  The good soundproofing properties of quartz sand come in handy all grain sizes from 0.7 to 2.5 mm to carry. Preferably lies the grain size of the quartz sand between 1 and 2 mm.

Es hat sich als besonders günstig erwiesen, einen Quarzsand zu verwenden, der aus einer Mischung von ausgewählten Quarzsandpartikeln mit einer Korngröße von etwa 1,12 mm und etwa 1,8 mm besteht, wobei eine solche Mischung vorzugsweise im Verhältnis 1 : 1 vorliegt. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß eine solche Mischung in ihrem Schallschluckvermögen konstant und daher auch bei den verschiedenen Frequenzen von 500 bis 3150 Hz von der Richtung des einfallenden Schalls unabhängig ist. Das Schallschluckvermögen solcher Mischungen ist bei einer Variation des Schalleinfallswinkels auf das Schallschutzsystem im Bereich von 45o bis 70o nahezu unverändert, wohingegen bei der Verwendung von Quarzsand mit nur einer ausgewählten Korngröße die Schallabsorption winkelabhängig ist. So ist bei Verwendung ein einzelnen Korngröße im allgemeinen ein Maximum der Schallabsorption bei einem Einfallswinkel von 50o zu beobachten ist, während bei größeren Einfallswinkeln die Schallabsorption schlechter wird. Da Gemische von Quarzsänden unterschiedlicher Körnung eine ähnliche Tendenz aufweisen, ist die Winkelkonstanz der Schallabsorption bei den ausgewählten Körnungen ein überraschendes Phänomen.It has proven to be particularly advantageous to use a quartz sand which consists of a mixture of selected quartz sand particles with a grain size of approximately 1.12 mm and approximately 1.8 mm, such a mixture preferably being present in a ratio of 1: 1. It has surprisingly been found that such a mixture has a constant sound absorption capacity and is therefore also independent of the direction of the incident sound at the various frequencies from 500 to 3150 Hz. The sound absorption capacity of such mixtures is o almost unchanged with variation of the sound incidence angle on the soundproofing system in the range of 45 o to 70, whereas in the use of quartz sand with only a selected grain size, the sound absorption angle dependent. Thus, when using a single grain size, a maximum of the sound absorption can generally be observed at an angle of incidence of 50 ° , while the sound absorption worsens at larger angles of incidence. Since mixtures of quartz sands with different grain sizes have a similar tendency, the angular constancy of sound absorption in the selected grain sizes is a surprising phenomenon.

Claims (14)

1. Schallschutzsystem, dadurch gekennzeichnet, daß es Quarzsand mit einer Korngröße von 0,7 bis 2,5 mm aufweist.1. Sound insulation system, characterized in that it has quartz sand with a grain size of 0.7 to 2.5 mm. 2. Schallschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quarzsand in ungebundener Form vorliegt.2. Sound insulation system according to claim 1, characterized in that that the quartz sand is in unbound form. 3. Schallschutzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der ungebundene Quarzsand von einer Haltevor­ richtung gehalten wird.3. Sound insulation system according to claim 1 or 2, characterized records that the unbound quartz sand from a Haltvor direction is kept. 4. Schallschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung aus einem Gitter besteht, dessen Maschenweite kleiner ist als die Korngröße des Quarzsandes.4. Sound insulation system according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the holding device from a grid exists, the mesh size is smaller than the grain size of Quartz sand. 5. Schallschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quarzsand in gebundener Form vorliegt.5. Sound insulation system according to claim 1, characterized in that the quartz sand is in bound form. 6. Schallschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzsandpartikel mit einem Bindemittel versehen sind. 6. Sound insulation system according to one of claims 1 or 5, characterized characterized in that the quartz sand particles with a binder are provided.   7. Schallschutzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es ein keramisches, mineralisches, hydraulisches und/oder kunststoffartiges Bindemittel ist.7. Sound insulation system according to claim 6, characterized in that it is a ceramic, mineral, hydraulic and / or is plastic-like binder. 8. Schallschutzsystem nach einem der Ansprüche 1, 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Zement ist.8. Sound insulation system according to one of claims 1, 5 to 7, characterized characterized in that the binder is cement. 9. Schallschutzsystem nach Anspruch 1, 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es aus haufwerkporigem Beton besteht.9. Sound insulation system according to claim 1, 5 to 8, characterized records that it consists of aggregated concrete. 10. Schallschutzsystem nach einem der Ansprüche 1, 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Dicke von mindestens 5 cm aufweist.10. Sound insulation system according to one of claims 1, 5 to 9, characterized characterized in that it has a thickness of at least 5 cm. 11. Schallschutzsystem nach einem der Ansprüche 1, 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des Quarzsandes 1 bis 2 mm beträgt.11. Sound insulation system according to one of claims 1, 5 to 10, characterized characterized in that the grain size of the quartz sand 1 to 2 mm is. 12. Schallschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quarzsand eine Mischung mit zwei oder drei Korngrößen aufweist.12. Sound insulation system according to claim 1, characterized in that the quartz sand is a mixture with two or three grain sizes having. 13. Schallschutzsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngrößen der zwei oder drei Bestandteile des Quarz­ sandes im Bereich zwischen 1,1 und 1,9 liegt.13. Sound insulation system according to claim 12, characterized in that the grain sizes of the two or three components of the quartz sandes is in the range between 1.1 and 1.9. 14. Schallschutzsystem nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung im Verhältnis der Masse 1 : 1 vorliegt.14. Sound insulation system according to claim 1 or 13, characterized characterized in that the mixture in proportion to the mass 1: 1 is present.
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