專利名稱：土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡劑，具體地說(shuō)，涉及一種土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑。

發(fā)明內(nèi)容
我國(guó)許多大城市已經(jīng)或計(jì)劃修建地鐵，盾構(gòu)施工技術(shù)日益得到業(yè)內(nèi)的關(guān)注。由于土壓平衡式不但造價(jià)便宜，而且可采取向壓力艙內(nèi)注入添加材料調(diào)節(jié)壓力艙內(nèi)土體性質(zhì)的方法，適用于從軟粘土到堅(jiān)硬砂礫層等多種地址條件，因此在我國(guó)的許多大型地下工程中得到了廣泛的應(yīng)用，成為我國(guó)盾構(gòu)隧道技術(shù)的主流。土壓平衡式盾構(gòu)施工過(guò)程成功的關(guān)鍵是要將開挖面切削下來(lái)的土體在壓力艙內(nèi)調(diào)整成一種“塑性流動(dòng)狀態(tài)”。如果地層是淤泥質(zhì)粘土層，只要在壓力艙內(nèi)通過(guò)旋轉(zhuǎn)翼板攪拌，就可滿足“塑性流動(dòng)狀態(tài)”順利進(jìn)行施工。但是，如果地層是粘粒含量較少的卵石層、砂 土地層、風(fēng)化巖地層，刀盤切削進(jìn)入壓力艙的土體很難形成這種“塑性流動(dòng)狀態(tài)”，從而給施工帶來(lái)困難。這種施工困難主要是表現(xiàn)為發(fā)生4種現(xiàn)象，即開挖面失穩(wěn)、壓力艙閉塞、壓力艙結(jié)餅和噴涌。因此如何針對(duì)盾構(gòu)施工困難的地層的條件添加適合于這種土層的添加劑，使其在壓力艙內(nèi)土體形成有利于施工的“塑性流動(dòng)狀態(tài)”，是土壓平衡式盾構(gòu)的技術(shù)關(guān)鍵。目前，國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)中普遍使用各種進(jìn)口添加劑進(jìn)行土體改良來(lái)鋪輔助盾構(gòu)機(jī)施工，從反映的情況來(lái)看，確實(shí)能有效的降低刀盤的扭矩，保證施工的順利進(jìn)行。一般常用的添加劑有膨潤(rùn)土泥漿，氣泡等。由于使用膨潤(rùn)土泥漿需添加附屬設(shè)備進(jìn)行廢土處理，占用施工場(chǎng)地，增加成本，使得添加氣泡的優(yōu)越性尤為突出。但是由于國(guó)內(nèi)沒有研制生產(chǎn)盾構(gòu)用發(fā)泡劑，大都采用進(jìn)口材料，成本高昂，因此，研發(fā)國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)用發(fā)泡劑成為一項(xiàng)迫不及待的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑，從而提高建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省地鐵建設(shè)費(fèi)用，對(duì)于發(fā)展我國(guó)盾構(gòu)機(jī)制造產(chǎn)業(yè)有重要意義。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑，按重量百分比包括以下組分
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉 5-10%
十二烷基醚硫酸鈉2-6%
椰油酰胺丙基羥磺基甜菜堿 1-5%
十六烷基二苯醚二磺酸鈉 1-5%
脂肪酸烷醇酰胺1-8%
古馬隆樹脂2-4%
蔗糖酯1-3%
檸檬酸1-2%
二乙二醇乙醚0.5-2%水62-85%。所述的發(fā)泡劑的制備過(guò)程如下在常溫下，向攪拌罐內(nèi)加入20-30%的水，然后在攪拌條件下依次加入上述各個(gè)組分，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入剩余的水，再攪拌至透明均勻即可。在上述的土壓平衡式盾?gòu)用發(fā)泡劑中，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉是一種陰離子型表面活性劑，具有優(yōu)良的發(fā)泡性能，起泡力高、泡沫豐富細(xì)膩，而且刺激性低、無(wú)毒、生物降解性好、耐硬水，所產(chǎn)生的泡沫與渣土接觸時(shí)能迅速作用于渣土，改良其和易性和潤(rùn)滑性；十二烷基醚硫酸鈉具有良好的發(fā)泡性能，配伍性好、生物降解快，并且能夠有效抵抗硬質(zhì)水，、泡沫細(xì)膩豐富，協(xié)同增效發(fā)泡倍率；椰油酰胺丙基羥磺基甜菜堿一種兩性離子表面活性劑，在酸性及堿性條件下均具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，分別呈現(xiàn)陽(yáng)和陰離子性，常與陰、陽(yáng)離子和非離子表面活性劑并用，其配伍性能良好，無(wú)毒，刺激性小，易溶于水，對(duì)酸堿穩(wěn)定，泡沫多，去污力強(qiáng)，具有優(yōu)良的增稠性、柔軟性、抗靜電性、殺菌性、抗硬水性，在本發(fā)明配方中可起到抑菌并延長(zhǎng)發(fā)明產(chǎn)品保質(zhì)期的有益效果；十六烷基二苯醚二磺酸鈉一種高效、多功能 的特殊雙聯(lián)型陰離子表面活性劑，其具有獨(dú)特的雙磺酸鹽親水基，親水基之間由二苯醚剛性基團(tuán)聯(lián)接，分子內(nèi)產(chǎn)生超共軛效應(yīng)，因而與傳統(tǒng)的表面活性劑相比，有許多優(yōu)點(diǎn)優(yōu)良的水溶性和偶聯(lián)性，高度分散能力、抗硬水，在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及濃鹽溶液中穩(wěn)定性好，保證排出渣土的塑性流動(dòng)狀態(tài)，在增強(qiáng)發(fā)泡同時(shí)可提高刀盤的耐磨性；脂肪酸烷醇酰胺具有良好的表面活性，是非離子表面活性劑，具有優(yōu)良的泡沫穩(wěn)定性、增稠性；蔗糖酯是一種非離子型表面活性劑，具有很強(qiáng)的表面活性，無(wú)毒性，無(wú)嗅，無(wú)色，無(wú)味，對(duì)人體皮膚無(wú)刺激作用，具有良好的乳化、分散、增溶、潤(rùn)濕等特性；二乙二醇乙醚能夠降低體系的表面張力，改良發(fā)泡性能，使泡沫更加豐富細(xì)膩，提高發(fā)泡倍率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明發(fā)泡劑具有以下特點(diǎn)
本發(fā)明土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑發(fā)泡倍率高，泡沫豐富細(xì)膩，泡沫直徑在O. 1-0. 3mm之間，分布均勻，所產(chǎn)生的氣泡孔隙小，具有優(yōu)良的抗硬水性、潤(rùn)滑性和穩(wěn)定性，其質(zhì)量不受存放溫度和存放時(shí)間的影響，延長(zhǎng)了其保質(zhì)期，其各項(xiàng)指標(biāo)均能很好地滿足土壓平衡式盾構(gòu)過(guò)程中改良渣土的要求，同時(shí)可以潤(rùn)滑和冷卻刀具，降低刀盤扭矩，起到保護(hù)，延長(zhǎng)磨損的作用，另外在機(jī)械攪拌下能夠快速滲透到土層中，并且在土壤中能夠迅速降解，不會(huì)造成環(huán)境污染。本發(fā)明土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)了國(guó)外進(jìn)口的發(fā)泡劑，可以滿足我國(guó)土壓平衡式盾構(gòu)施工對(duì)土體改良的需求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例配制土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑1000kg，各個(gè)組分含量為
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉 80kg
十二燒基醚硫酸鈉40kg
椰油酰胺丙基羥磺基甜菜堿 30kg 十六燒基二苯醚二磺酸鈉 40kg脂肪酸烷醇酰胺60kg
古馬隆樹脂30kg
蔗糖酯20kg
檸檬酸12kg
二乙二醇乙醚18kg
水670kg。在常溫下，向攪拌罐內(nèi)加入135kg的水，然后在攪拌條件下依次加入上述各個(gè)組分，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入剩余?35kg水，再攪拌至透明均勻即可。
采用羅氏泡沫儀測(cè)定上述制得的發(fā)泡劑的發(fā)泡力，測(cè)試結(jié)果為發(fā)泡力為250mm。在盾構(gòu)機(jī)的發(fā)泡系統(tǒng)中，按2%的比例稀釋，通過(guò)壓縮空氣混合產(chǎn)生氣泡，氣泡倍率設(shè)置為10倍，產(chǎn)生的泡沫大小均勻，直徑在O. 1-0. 3mm之間，未出現(xiàn)大于O. 5mm的泡沫，每升發(fā)泡劑能夠產(chǎn)生350-400升體積大小合格的泡沫，其體積半衰期為5小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑，其特征在于，按重量百分比包括以下組分 脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸鈉 5-10% 十二烷基醚硫酸鈉2-6%椰油酰胺丙基羥磺基甜菜堿 1-5% 十六烷基ニ苯醚ニ磺酸鈉 1-5% 脂肪酸烷醇酰胺1-8% 古馬隆樹脂2-4% 蔗糖酷1-3% 檸檬酸1-2% ニこニ醇こ醚0.5-2% 水62-85%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑，其特征在于，所述的發(fā)泡劑的制備過(guò)程如下在常溫下，向攪拌罐內(nèi)加入20-30%的水，然后在攪拌條件下依次加入上述各個(gè)組分，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，加入剰余的水，再攪拌至透明均勻即可?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑，按重量百分比包括以下組分脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉5-10%，十二烷基醚硫酸鈉2-6%，椰油酰胺丙基羥磺基甜菜堿1-5%，十六烷基二苯醚二磺酸鈉1-5%，脂肪酸烷醇酰胺1-8%，古馬隆樹脂 2-4%，蔗糖酯1-3%，檸檬酸1-2%，二乙二醇乙醚0.5-2%，水62-85%。本發(fā)明土壓平衡式盾構(gòu)用發(fā)泡劑發(fā)泡倍率高，泡沫豐富細(xì)膩，泡沫直徑在0.1-0.3mm之間，分布均勻，所產(chǎn)生的氣泡孔隙小，具有優(yōu)良的抗硬水性、潤(rùn)滑性和穩(wěn)定性，其質(zhì)量不受存放溫度和存放時(shí)間的影響，延長(zhǎng)了其保質(zhì)期。
文檔編號(hào)C09K103/00GK102965117SQ201210415790
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者王本明, 柯勇, 艾勇, 劉一寧, 徐昌軍, 夏明明 申請(qǐng)人:安徽艾柯泡塑股份有限公司