一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，所述的高分散泥漿由膨潤(rùn)土、水、純堿、羧甲基纖維素鈉（CMC）、聚羧酸超分散劑組成，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.01～0.1%，CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.1～20%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.1～7%，總固體占水的質(zhì)量百分比為1～5%。本發(fā)明的特點(diǎn)在于使用了聚羧酸超分散劑。本發(fā)明的泥漿可用于泥水平衡盾構(gòu)施工，對(duì)不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的開挖面均有良好的穩(wěn)定作用，與其它普通泥漿相比，具有更好的分散性、更低的失水量、更優(yōu)異的攜砂能力和穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】—種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)施工應(yīng)用材料，特別是一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿的配方。

【背景技術(shù)】
[0002]在泥水平衡盾構(gòu)施工過(guò)程中，支護(hù)泥漿扮演著至關(guān)重要的角色:盾構(gòu)需要借助泥漿壓力與正面土壓產(chǎn)生泥水平衡效果，才能有效支承正面土體，泥漿能在開挖面土體表面形成泥膜，泥膜厚度隨滲透時(shí)間增加而增加，從而有效提高滲透抵抗力；泥漿具有一定的攜砂能力，能帶至地面。所以，良好性能的泥漿是泥水盾構(gòu)施工順利進(jìn)行的必要條件之一。
[0003]膨潤(rùn)土具有較強(qiáng)的吸濕性和膨脹性，可吸附8~15倍自身體積的水，體積膨脹可高達(dá)30倍，在水介質(zhì)中能分散成膠凝狀和懸浮狀，這種介質(zhì)具有一定的粘滯能變性和潤(rùn)滑性，有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力，故膨潤(rùn)土廣泛應(yīng)用于泥水平衡盾構(gòu)施工中。但普通的膨潤(rùn)土基泥漿成分簡(jiǎn)單、功能單一、分散性較差，難以滿足不同地層的施工要求，尤其是在砂礫地層，不能很好地形成泥膜。泥漿的性能與其內(nèi)部介質(zhì)的分散性有很大關(guān)系，分散性好的泥漿性能表現(xiàn)優(yōu)異，為此開發(fā)出一種高分散的泥漿很有必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)【背景技術(shù)】中的不足，提出一種新的用于泥水平衡盾構(gòu)的高分散泥漿配方，可適應(yīng)各種不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的泥水平衡盾構(gòu)施工。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，所述的高分散泥漿由膨潤(rùn)土、水、純堿、羧甲基纖維素鈉CMC、聚羧酸超分散劑組成，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.00.1%，CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.f 20%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.廣7%，總固體占水的質(zhì)量百分比為廣5%。
[0006]膨潤(rùn)土是一種黏土巖，亦稱蒙脫石黏土巖。膨潤(rùn)土具有強(qiáng)的吸濕性和膨脹性，可吸附8~15倍自身體積的水量，體積膨脹可達(dá)數(shù)倍至30倍；在水介質(zhì)中能分散成膠凝狀和懸浮狀，這種介質(zhì)溶液具有一定的黏滯性、能變性和潤(rùn)滑性；有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換能力；對(duì)各種氣體、液體、有機(jī)物質(zhì)有一定的吸附能力，最大吸附量可達(dá)5倍于自身的重量；它與水、泥或細(xì)沙的摻和物具有可塑性和黏結(jié)性。
[0007]所述的膨潤(rùn)土可以是鈉基膨潤(rùn)土、鈣基膨潤(rùn)土、氫基膨潤(rùn)土、有機(jī)膨潤(rùn)土一種或幾種，優(yōu)選為鈉基膨潤(rùn)土。
[0008]碳酸鈉主要是用于提高泥漿的PH值。較大的PH值可以提高泥漿的粘度和穩(wěn)定性，從而提高泥漿的性能，碳酸鈉還可以起到鈉化膨潤(rùn)土的作用。
[0009]CMC是一種高分子聚合物，一種重要的水溶性陰離子表面活性劑，具有粘合、增稠、增強(qiáng)、乳化、保水、懸浮等作用。CMC能使開挖面形成薄而堅(jiān)、滲透性低的濾餅，降低失水量，CMC能使泥漿穩(wěn)定，延長(zhǎng)其存在期，還能抗各種可溶性鹽類的污染。高粘度、高取代度的CMC適用于密度較小的泥漿，低粘度高取代度的CMC適用于密度大的泥漿。所述的高分散泥漿優(yōu)選采用高粘度、高取代度的CMC。
[0010]CMC作為泥水盾構(gòu)用泥漿的常用添加劑，雖然具有一定的分散效果，但其主要作用是增粘。為制得高分散的泥漿，本發(fā)明所述的高分散泥漿中添加了聚羧酸超分散劑。聚羧酸超分散劑為一種梳型結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，具有優(yōu)異的分散性，用在膨潤(rùn)土基泥漿中可使泥漿膠體更均勻穩(wěn)定。聚羧酸的分散效果與其結(jié)構(gòu)和分子量有關(guān)。從結(jié)構(gòu)上看，聚羧酸超分散劑分為聚酯型和聚醚型，此處優(yōu)選使用聚酯型聚羧酸。同一結(jié)構(gòu)的聚羧酸，平均分子量過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)影響其分散性和相容性，優(yōu)選的分子量為I萬(wàn)~10萬(wàn)。
[0011]本發(fā)明所述的一種高分散泥漿具有以下優(yōu)點(diǎn):泥漿漿體分散性能良好，與傳統(tǒng)的泥水盾構(gòu)泥漿相比，能形成穩(wěn)定性更優(yōu)異的泥漿，表現(xiàn)為靜置數(shù)天后仍然有很高的膠體率；本發(fā)明的高分散泥漿具有更少的失水量，比市面上相同濃度的普通泥漿失水量減少約10% ；本發(fā)明的高分散泥漿還具有更優(yōu)異的攜砂能力，其良好的分散性能使鉆得的粘土或砂子能更好的分散于泥漿中。

【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明提供一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，其特征在于:泥漿由膨潤(rùn)土、水、純堿、羧甲基纖維素鈉CMC、聚羧酸超分散劑組成，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為
0.01-0.1%，CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.f 20%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.廣7%，總固體占水的質(zhì)量百分比為1飛％。使用的聚羧酸超分散劑為聚酯型聚羧酸或聚醚型聚羧酸，優(yōu)選地使用聚醚型聚羧酸；使用的聚羧酸分散劑重均分子量為I萬(wàn)~10萬(wàn)。
[0013]具體實(shí)施例1:
用于泥水盾構(gòu)的高分散水泥漿配方包括鈉基膨潤(rùn)土、水、純堿、CMC-HV、聚羧酸超分散劑，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.1%，CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為20%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為2.0%，總固體占水的質(zhì)量百分比為1%，本實(shí)施例中使用聚羧酸超分散劑sd-a，由三瑞高分子材料有限公司提供，是一種聚醚型聚羧酸，重均分子量5萬(wàn)。
[0014]具體實(shí)施例2:
用于泥水盾構(gòu)的高分散水泥漿配方包括鈉基膨潤(rùn)土、水、純堿、CMC-HV、聚羧酸超分散劑，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.05%, CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為3%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.5%，總固體占水的質(zhì)量百分比為2%，本實(shí)施例中使用聚羧酸超分散劑sd-f，由三瑞高分子材料有限公司提供，是一種聚醚型聚羧酸，重均分子量7萬(wàn)。
[0015]具體實(shí)施例3:
用于泥水盾構(gòu)的高分散水泥漿配方包括鈉基膨潤(rùn)土、水、純堿、CMC-HV、聚羧酸超分散劑，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.06%, CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為5%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為1.0%，總固體占水的質(zhì)量百分比為2%，本實(shí)施例中使用聚羧酸超分散劑sd-a，由三瑞高分子材料有限公司提供，是一種聚醚型聚羧酸，重均分子量5萬(wàn)。
[0016]具體實(shí)施例4:
用于泥水盾構(gòu)的高分散水泥漿配方包括鈉基膨潤(rùn)土、水、純堿、CMC-HV、聚羧酸超分散劑，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.04%, CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為8%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.2%，總固體占水的質(zhì)量百分比為2%，本實(shí)施例中使用聚羧酸超分散劑sd-c，由三瑞高分子材料有限公司提供，是一種聚醚型聚羧酸，重均分子量10萬(wàn)。
[0017]具體實(shí)施例5:
用于泥水盾構(gòu)的高分散水泥漿配方包括鈉基膨潤(rùn)土、水、純堿、CMC-HV、聚羧酸超分散劑，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.02%, CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為1%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為7.0%，總固體占水的質(zhì)量百分比為5%，本實(shí)施例中使用聚羧酸超分散劑sd-d，由三瑞高分子材料有限公司提供，是一種聚醚型聚羧酸，重均分子量I萬(wàn)。
[0018]對(duì)上述實(shí)施例1飛中的高分散泥漿進(jìn)行基本指標(biāo)的測(cè)試并與市面上的相同濃度的普通泥漿進(jìn)行對(duì)比，如實(shí)施例1中泥漿的失水量小于1%濃度市售泥漿的失水量。通過(guò)下表的對(duì)比可以看出，實(shí)施例中的一種泥水盾構(gòu)用高分散泥漿，比普通的市售泥漿失水量更小，具有更好的抗?jié)B透性。

【權(quán)利要求】
1.一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，其特征在于:泥漿由膨潤(rùn)土、水、純堿、羧甲基纖維素鈉CMC、聚羧酸超分散劑組成，其中純堿占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.00.1%，CMC占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.廣20%，聚羧酸超分散劑占膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為0.1~7%’總固體占水的質(zhì)量百分比為廣5%。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，其特征在于，配方中包含聚羧酸超分散劑；所述的聚羧酸超分散劑是聚酯型聚羧酸或是聚醚型聚羧酸。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，其特征在于所述的聚羧酸超塑化劑為聚酯型聚羧酸。
4.如權(quán)利要求1、2、3所述一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，其特征在于，所述聚羧酸超分散劑，其重均分子量為I萬(wàn)~10萬(wàn)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，其特征在于，所述的膨潤(rùn)土為鈉基膨潤(rùn)土、鈣基膨潤(rùn)土、氫基膨潤(rùn)土、有機(jī)膨潤(rùn)土中的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于泥水盾構(gòu)的高分散泥漿配方，其特征在于，所述的膨潤(rùn)土為鈉基膨潤(rùn) 土。
【文檔編號(hào)】C04B28/00GK104177008SQ201410394972
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】楊娟, 王偉山, 傅樂(lè)峰 申請(qǐng)人:上海三瑞高分子材料有限公司