Recycling ceramic industry wastes in sound absorbing materials

Abstract

The scope of this investigation is to develop a material mainly composed (80% w/w) of ceramic wastes that can be applied in the manufacture of road traffic noise reducing devices. The characterization of the product has been carried out attending to its acoustic, physical and mechanical properties, by measuring the sound absorption coefficient at normal incidence, the open void ratio, density and compressive strength. Since the sound absorbing behavior of a porous material is related to the size of the pores and the thickness of the specimen tested, the influence of the particle grain size of the ceramic waste and the thickness of the samples tested on the properties of the final product has been analyzed. The results obtained have been compared to a porous concrete made of crushed granite aggregate as a reference commercial material traditionally used in similar applications. Compositions with coarse particles showed greater sound absorption properties than compositions made with finer particles, besides presenting better sound absorption behavior than the reference porous concrete. Therefore, a ceramic waste-based porous concrete can be potentially recycled in the highway noise barriers field.

El objetivo de este trabajo es desarrollar un material absorbente acústico compuesto fundamentalmente por residuos cerámicos (80% p) que se pueda utilizar en la fabricación de dispositivos reductores de ruido de carretera. La caracterización del producto se ha llevado a cabo atendiendo a sus propiedades acústicas, físicas y mecánicas, determinando el coeficiente de absorción acústica a incidencia normal, porosidad abierta, densidad y resistencia a compresión.

La absorción acústica de un material poroso está fuertemente determinada por el tamaño de poro y por la longitud dela probeta sometida a ensayo. De este modo, se ha analizado la influencia del tamaño de partícula del residuo cerámico y del espesor de las muestras estudiadas en las propiedades del producto final. Los resultados obtenidos se han comparado con los obtenidos para un hormigón poroso elaborado con árido grueso, que se ha tomado como producto de referencia tradicionalmente empleado en este tipo de aplicaciones.

Las composiciones elaboradas con el residuo de mayor tamaño de partícula han mostrado mayor absorción acústica, incluso mayor que las del hormigón poroso comercial. Por tanto, un hormigón poroso elaborado con residuos cerámicos puede ser potencialmente empleado como material en la fabricación de barreras acústicas de carretera.