自国家“十二五”规划提出大力发展城市轨道交通以来,地铁轨道交通在我国大中型城市迅速起步和发展起来。伴随着轨道交通的快速发展,轨道交通运行带来的各种交通噪声污染问题扑面而来。这种噪声污染给人们带来的危害是非常严重的,因此对轨道交通产生的噪音进行防控显得尤为重要。当前,铺设地铁轨道吸声板吸声降噪是一种非常热门的课题和方向,但适用于特殊的地下轨道环境且具有良好吸声性能的吸声减噪材料却较少,而以粉煤灰免烧结多孔陶粒为原材料制成的陶粒混凝土地铁轨道吸声板,因为绿色环保、吸声性能良好等诸多特点,最近在地铁轨道实际工程中兴起并发展起来。应用实践显示:陶粒混凝土材料虽具有良好的吸声性能,但对低频段声音(200 Hz～400 Hz)的吸收能力还不够理想,因此进一步优化陶粒混凝土轨道板降噪功能是本文之研究目的。论文根据多孔材料的吸声原理,结合发泡法制备多孔吸声材料的方法,对粉煤灰免烧结陶粒进行热处理,制备出具有一定显孔隙率和孔隙结构的多孔陶粒吸声材料,研制了一种陶粒混凝土轨道吸音板,以提高地铁环境对低频段噪声的吸收效果。文章通过对粉煤灰免烧结多孔陶粒原材料和发泡剂的物理、化学性质进行分析以及热分析,确定了影响多孔陶粒热处理效果的各种要素;并配合扫描电镜(SEM)观测到的粉煤灰免烧结多孔陶粒表部结构(包括孔径大小及分布范围、孔形貌特征等),探究热处理的升温速率、热处理前的养护时间和发泡剂掺量对粉煤灰免烧结陶粒显孔隙率和孔隙结构的影响;通过驻波管的吸声性能试验研究,证实通过发泡法和低温热处理来提高材料显孔隙率和改善孔隙结构,可有效提高材料对低频段声音的吸声性能。为完成上述研究内容,本文主要开展了以下研究工作:(1)分析了制备粉煤灰免烧结多孔陶粒的各原材料的物理化学性质及对其成球过程的影响,并结合发泡剂掺量为0.5wt%、养护时间为0h粉煤灰免烧结陶粒的同步热分析仪分析结果,确定了粉煤灰免烧结陶粒的热处理机制的升温范围(定为20℃～300℃),明确了升温速率、发泡剂掺量及养护时间对粉煤灰免烧结多孔陶粒孔隙率和孔结构、物理性质和吸声性能影响的主控因素;并依此设计70组试验,开展粉煤灰免烧结多孔陶粒改进工艺前、后的物理性能和声学性能的试验研究,并将宏观试验结果与微观试验表征相互印证,研究热处理机制和发泡剂掺量对粉煤灰免烧结多孔陶粒孔隙率和孔隙结构、物理性质和吸声性能的影响。(2)设计多孔材料孔隙率测试方法,开展粉煤灰免烧结多孔陶粒孔隙率的测试和计算,对照扫描电镜在不同热处理机制和发泡剂掺量下对粉煤灰免烧结多孔陶粒孔隙率和微观形貌的分析结果,研究粉煤灰免烧结多孔陶粒的显孔隙率和微观结构与发泡剂掺量,热处理升温速率和养护时间的关系,结合蒸汽压原理和热处理过程中温度梯度引起的热应力机制,分析探究孔隙率和孔隙结构发生变化的原因,实现粉煤灰免烧结多孔陶粒微观孔结构的可控性,为后期设计制备粉煤灰免烧结多孔陶粒提供理论支撑和试验数据。(3)根据《轻集料及其试验方法第2部分:轻集料试验方法》(GB17431.2-2010)对粉煤灰免烧结多孔陶粒的筒压强度、1h吸水率和堆积密度等物理性能进行了分析测试。以试验现象和结果数据为基础,总结出粉煤灰免烧结多孔陶粒在不同热处理和发泡剂掺量下的各物理性能指标的变化规律,并与实测粉煤灰免烧结多孔陶粒显孔隙率和孔隙结构对比,结合物理性能与物体内部结构的相关理论,分析粉煤灰免烧结多孔陶粒物理性能的变化原因和测试是否符合规范和使用要求。(4)借助驻波管吸声性能测试仪器,对不同热处理机制和发泡剂掺量的粉煤灰免烧结多孔陶粒进行吸声性能分析。以试验测得数据为基础,总结出各热处理机制和发泡剂掺量对粉煤灰免烧结多孔陶粒混凝土吸声材料吸声性能的影响规律。(5)总结研究成果,结合研究条件,提出了本论文后期需进一步改进的理论和试验研究之处,提出后期研究工作思路和规划。