[發明專利]一種盾構用泡沫劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201611011995.7
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106635027B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 馬士建;孔曉偉
• 申請（專利權）人: 納拓潤滑技術（上海）有限公司
• 主分類號: C09K17/14
• 分類號: C09K17/14;C09K17/18;C09K103/00
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司 11254
• 代理人: 王雯婷;方燕娜

本發明涉及盾構施工領域，具體的說是一種盾構用泡沫劑及其制備方法。由如下重量百分比的原料組成：主發泡劑5～20%，穩泡劑3～8%，助泡劑1～8%，螯合劑0～0.4%，防腐劑0.05～0.3%以及余量的水，其中主發泡劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和烷基糖苷中的一種，穩泡劑選用聚乙二醇和椰油酰基甜菜堿中的一種，助泡劑選用椰子油脂肪酸單乙醇酰胺和十二烷基硫酸鈉中的一種。本發明同現有技術相比，具有較低的粘度和較好的穩定性，方便施工中的使用；并且稀釋溶液在實際施工中具有較高的發泡率，和泡沫穩定性；所用物料生物可降解性高，綠色環保，對土壤無污染；并且成本經濟。

技術領域

本發明涉及盾構施工領域，具體的說是一種盾構用泡沫劑及其制備方法。

背景技術

隨著社會經濟的發展，城市地下空間的開發已進入了大發展階段。在地下交通的建設中盾構施工在現代城市隧道的建設中具有舉足輕重的地位。其中土壓平衡盾構施工法因其安全高效環保等優點，在隧道掘進中的應用越來越廣泛。不過，土壓平衡式盾構需要開挖面切削下來的土體能夠在壓力艙內調整成一種“塑性流動狀態”。實際施工中，因為土壤類型和底層的差異，很難形成“塑性流動狀態”，容易產生“噴涌”、“閉塞”、“結餅”和“開挖面失穩”等工程現象，導致施工困難。為此，在土壓平衡式盾構施工中最先進和最有效的方法就是使用泡沫劑對土體進行改良，得到“塑性流動狀態”的開挖土壤。我國對泡沫劑的研究不足，國內生產的泡沫劑在土體改良上還需要改進；盾構掘進施工中也多采高價的進口泡沫劑，市場上仍然需要繼續開發價低質優的盾構用泡沫劑。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足，針對土壓平衡式盾構施工對土體改良的要求，設計一種盾構用泡沫劑及其制備方法，具有較高的發泡率和合適的穩泡時間，便于施工過程中的使用。

為實現上述目的，設計一種盾構用泡沫劑，其特征在于由如下重量百分比的原料組成：主發泡劑5～20%，穩泡劑3～8%，助泡劑1～8%，螯合劑0～0.4%，防腐劑0.05～0.3%以及余量的水，其中主發泡劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和烷基糖苷中的一種，穩泡劑選用聚乙二醇和椰油酰基甜菜堿中的一種，助泡劑選用椰子油脂肪酸單乙醇酰胺和十二烷基硫酸鈉中的一種。

所述螯合劑選用乙二胺四乙酸二鈉和檸檬酸鈉中的一種或多種。

所述防腐劑選用卡松、戊二醛、尼泊金酯、苯氧乙醇、苯甲酸鹽中的一種或者多種。

所述水的用量可以在總量上增加2～3%。

一種盾構用泡沫劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟：1）將制作所需的原料放入不銹鋼釜，放完后關閉不銹鋼釜；2）對不銹鋼釜抽真空大于-0.4MPa；3）對不銹鋼釜加熱，在加熱到60～70℃時，以30～50rpm的攪拌速度攪拌20～30分鐘；4）取出即得成品。

所述不銹鋼釜在抽真空時處于負壓密閉狀態。

本發明同現有技術相比，具有較低的粘度和較好的穩定性，方便施工中的使用；并且稀釋溶液在實際施工中具有較高的發泡率，和泡沫穩定性；所用物料生物可降解性高，綠色環保，對土壤無污染；并且成本經濟。

具體實施方式

實施例一：

選用如下重量百分比的材料制作盾構用泡沫劑，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉15%，椰油酰基甜菜堿5%，椰子油脂肪酸單乙醇酰胺3%，乙二胺四乙酸二鈉0.03%，卡松0.2及余量的水。在加熱到65℃的情況下以40轉/分鐘的攪拌速度混合攪拌25分鐘直至均勻，最后得到泡沫劑，其理化指標如下：

無色透明液體，25℃的溫度下密度為1.05g/mL，pH值為7.2，25℃的溫度下粘度為6.410mm²/s，并且可以與水以任意比例互溶，生物降解度大于90%，且無沉淀物析出。

依照本實施例生產的產品的發泡率隨溫度的不同可達到最高70倍，泡沫半衰期可達到最高65分鐘。