本發(fā)明屬于材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，本發(fā)明涉及一種在堿性條件下土壓平衡式盾構(gòu)施工用泡沫劑。
背景技術(shù)：
：目前中國地鐵工程建設(shè)迅猛發(fā)展，地鐵隧道施工經(jīng)常用到土壓平衡盾構(gòu)技術(shù)，這一技術(shù)的關(guān)鍵是要土體保持塑性流動狀態(tài)，在施工中通常是向盾構(gòu)機(jī)內(nèi)注入一定的泡沫劑對土體進(jìn)行改良。由于土壤是一個(gè)復(fù)雜的體系，其中存在著各種化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)，因而使土壤表現(xiàn)出不同的酸堿性。我國土壤的pH大多在4.5～8.5范圍內(nèi)，長江以北的土壤多為中性或堿性，如華北、西北的土壤大多含CaCO3，pH值在7.5～8.5之間，少數(shù)強(qiáng)堿性的pH值高達(dá)10.5。而在施工中堿性土壤會使泡沫變得不穩(wěn)定，進(jìn)而使土體失去塑性流動狀態(tài)，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)“閉塞”，泥沙“噴涌”，土體“結(jié)餅”等技術(shù)難題。。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供了一種土壓平衡盾構(gòu)機(jī)專用泡沫劑，產(chǎn)品能很好地滿足土壓平衡盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中改良堿性渣土的要求。所產(chǎn)生的泡沫在堿性條件下也能保持良好的發(fā)泡率和半衰期。本發(fā)明的土壓平衡式盾構(gòu)用泡沫劑其按重量百分比計(jì)算，由以下組份組成：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉2.0～8.0%，脂肪酸甲酯α-磺酸鈉1.0～10.0%，十二烷基硫酸鈉1.0～5.0%，環(huán)烷酸鈉0.2～5.0%，乙酸鈉2～6.0%，水66.0～93.8%。在常溫下將各組分混合攪拌均勻制成外觀為無色或淡黃色透明的水溶性液體，在上述的土壓平衡式盾構(gòu)用泡沫劑中：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，在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定，能夠協(xié)同增效發(fā)泡倍率；脂肪酸甲酯α-磺酸鈉由于具有較低的表面張力，有利于改善體系的發(fā)泡、乳化、潤濕性能，其刺激性低、無毒、生物降解性好、抗硬水能力強(qiáng)；十二烷基硫酸鈉具有良好的發(fā)泡、分散、去污和抗硬水性能，與其他表面活性劑、助劑的配伍性好、生物降解快，泡沫細(xì)膩豐富；環(huán)烷酸鈉具有顯著的增稠、穩(wěn)泡性能，能夠在堿性較強(qiáng)的條件下，延長泡沫的穩(wěn)定時(shí)間；乙酸鈉具有較強(qiáng)的緩沖能力，同時(shí)與其他表面活性劑相配，顯著提高體系的粘度，保證泡沫在堿性條件下也具有良好的穩(wěn)定性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明泡沫劑具有以下特點(diǎn)：本發(fā)明土壓平衡式盾構(gòu)用泡沫劑發(fā)泡率高，泡沫豐富細(xì)膩，分布均勻，所產(chǎn)生的氣泡孔隙小，在堿性條件下也具有優(yōu)良的潤滑性和穩(wěn)定性，其各項(xiàng)指標(biāo)均能很好地滿足土壓平衡式盾構(gòu)過程中改良堿性渣土的要求，能夠降低堿性渣土的透水性，同時(shí)可以降低土體的摩擦性，減小刀具的磨損，調(diào)整土倉內(nèi)土體塑性流動性，土壓平衡盾構(gòu)法掘進(jìn)過程中，切削后的堿性渣土具有良好的塑性流動性，本發(fā)明土壓平街式盾構(gòu)用泡沫劑各項(xiàng)指標(biāo)均能符合盾構(gòu)施工要求，達(dá)到國際先進(jìn)水平，可以滿足我國土壓平衡式盾構(gòu)施工對土體改良的需求。具體實(shí)施方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的各種有效成分組成，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1配制土壓平衡式盾構(gòu)用泡沫劑100g，各個(gè)組分含量為：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉6g，脂肪酸甲酯α-磺酸鈉8g，十二烷基硫酸鈉2g，環(huán)烷酸鈉1g，乙酸鈉3g，水80g。在常溫下將各組分混合攪拌均勻制成外觀為淡黃色透明的水溶性液體即可。實(shí)施例2配制土壓平衡式盾構(gòu)用泡沫劑100g，各個(gè)組分含量為：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉5g，脂肪酸甲酯α-磺酸鈉9g，十二烷基硫酸鈉1g，環(huán)烷酸鈉3g，乙酸鈉2g，水80g。在常溫下將各組分混合攪拌均勻制成外觀為淡黃色透明的水溶性液體即可。實(shí)施例3配制土壓平衡式盾構(gòu)用泡沫劑100g，各個(gè)組分含量為：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉4g，脂肪酸甲酯α-磺酸鈉6g，十二烷基硫酸鈉5g，環(huán)烷酸鈉0.5g，乙酸鈉4.5g，水80g。在常溫下將各組分混合攪拌均勻制成外觀為淡黃色透明的水溶性液體即可。實(shí)施例4配制土壓平衡式盾構(gòu)用泡沫劑100g，各個(gè)組分含量為：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉8g，脂肪酸甲酯α-磺酸鈉3g，十二烷基硫酸鈉3g，環(huán)烷酸鈉4g，乙酸鈉2g，水80g。在常溫下將各組分混合攪拌均勻制成外觀為無色透明的水溶性液體即可。實(shí)施例5土壓平衡式盾構(gòu)用泡沫劑的性能指標(biāo)測試將配置好的泡沫劑分成5組，每組三份，第1組到第4組分別對應(yīng)本發(fā)明實(shí)施例1到實(shí)施例4，第5組為對比例（國產(chǎn)泡沫劑購自北京上偉科林科貿(mào)有限責(zé)任公司），并分別標(biāo)號。將各組樣品用pH為10.5的氫氧化鈉稀溶液按4%的比例稀釋，分別用室內(nèi)發(fā)泡裝置發(fā)泡，調(diào)節(jié)發(fā)泡裝置，得到所要求的泡沫，并使這一狀態(tài)保持穩(wěn)定。1、發(fā)泡率實(shí)驗(yàn)發(fā)泡率是指一定體積的泡沫劑溶液所發(fā)出的泡沫體積與泡沫劑溶液的比值，即每體積泡沫劑溶液所發(fā)出的泡沫的體積。當(dāng)發(fā)泡裝置保持穩(wěn)定發(fā)泡狀態(tài)后，記錄泡沫劑溶液的初始體積，用帶刻度的量杯接受發(fā)出的泡沫，帶泡沫裝滿量杯后記錄泡沫劑溶液的終止體積。整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，取平均值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表一所示：實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對比例泡沫體積Vm（mL）20002000200020002000泡沫劑溶液體積Vl（mL）135140126129189發(fā)泡率14.814.315.815.510.6表一泡沫劑發(fā)泡率比較從表一中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1~4的泡沫劑發(fā)泡率均高于國產(chǎn)泡沫劑，說明在堿性條件下，本發(fā)明的泡沫劑發(fā)泡性能優(yōu)于對比樣品。2、穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)泡沫的穩(wěn)定性可以用泡沫的半衰期來衡量，泡沫半衰期是指：由泡沫中排出的液體體積為泡沫未排液時(shí)全部液體體積的一半所需的時(shí)間。經(jīng)測定，泡沫的半衰期如表二所示實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4對比例半衰期8分25秒8分31秒8分11秒8分16秒5分22秒表二泡沫劑半衰期比較從表二中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例1~4的泡沫劑生成泡沫的半衰期均長于國產(chǎn)泡沫劑的，說明在堿性條件下，本發(fā)明的泡沫劑生成泡沫穩(wěn)定性優(yōu)于對比樣品。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于以上的實(shí)施例，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開后，都能夠輕易進(jìn)行組分變化或替換，這些都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。所以，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)氛圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3