一種耐低溫土壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑及其制備方法與應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種發(fā)泡劑，尤其設(shè)及一種耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑及其制備方 法與應用。
【背景技術(shù)】
[0002] ±壓平衡盾構(gòu)法作為城市地下隧道施工的主流方法，具有對周圍環(huán)境影響小、自 動化程度高、施工快速、優(yōu)質(zhì)高效、安全環(huán)保等優(yōu)點，在地下施工中顯示出強大的優(yōu)勢，近年 來，±壓平衡盾構(gòu)施工的占有率已達到90%W上。目前新型上壓平衡盾構(gòu)適用的地質(zhì)條件 由初期的軟弱粘±層到細砂、中粗砂和砂堿層，主要原因是施工中，在細砂、中粗砂和砂堿 層中注入泡沫進行了流塑性和止水性的改良，穩(wěn)定的微米氣泡填充在砂粒之間，提高其流 塑性，同時形成穩(wěn)定的止水層，使得滲透系數(shù)從10~1. 0X10 5m/s降低至1. 0X10 5m/sW 下，從而滿足了 ±壓平衡盾構(gòu)的要求。
[0003] ±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑的研發(fā)始于上世紀80年代，目前國內(nèi)外無相關(guān)行業(yè)標準， 尤其是發(fā)泡率和穩(wěn)泡性沒有統(tǒng)一的表征儀器、表征方法和評價標準。市場上，上壓平衡盾構(gòu) 用發(fā)泡劑魚龍混雜。在冬天低溫環(huán)境下，發(fā)泡劑出現(xiàn)變白、分層、渾濁或有絮狀沉淀的情況， 大大降低了發(fā)泡劑的發(fā)泡率，從而影響了上壓平衡盾構(gòu)機的正常施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)泡率高、穩(wěn)泡性好的耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑及 其制備方法與應用。 陽〇化]本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] 本發(fā)明的耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑，配方組分及其重量百分比為：a-締控 橫酸鹽2~4%，脂肪醇聚氧乙締酸硫酸醋鹽4~10%，挪油酸二乙醇酷胺1~2%，挪油酷 胺丙基甜菜堿0. 5-1 %，聚乙二醇0. 5~2 %，丙S醇0. 1-0. 5 %，十二醇0. 05~0. 3 %，氯 化鋼0. 1~0.5%，卡松0.05~0. 15%，巧樣酸0.05~0.2%，余量水79. 35~91. 65%。
[0007] 本發(fā)明的上述的耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑的制備方法，包括步驟：
[0008] 設(shè)定不誘鋼第一攬拌罐溫度4(TC，向第一攬拌罐中加入30%的水，邊攬拌邊加入 a-締控橫酸鹽、脂肪醇聚氧乙締酸硫酸醋鹽、挪油酸二乙醇酷胺和十二醇，攬拌至均勻，再 將其累入不誘鋼第二攬拌罐中，室溫下，向第二攬拌罐中順序加入挪油酷胺丙基甜菜堿、聚 乙二醇、丙=醇，氯化鋼、卡松、巧樣酸和剩余水，再繼續(xù)攬拌至淡黃色透明液體，得到耐低 溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑。
[0009] 本發(fā)明的上述的耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑的應用，用于低溫-20°c下施工，尤 其用于冬季施工，用于施工±層為細砂、中粗砂和/或砂卵石的±體改良。
[0010] 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可W看出，本發(fā)明實施例提供的耐低溫上壓平衡盾 構(gòu)用發(fā)泡劑及其制備方法與應用，能保證盾構(gòu)施工在冬季低溫條件下所用發(fā)泡劑的透明 性，從而確保其發(fā)泡率高，穩(wěn)泡性好，減少因為發(fā)泡劑隨溫度的變化對施工帶來的不利影 響，對地鐵盾構(gòu)施工項目如期完工有重要意義。
【具體實施方式】
[0011] 下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。
[0012] 本發(fā)明的耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑，其較佳的【具體實施方式】是：
[0013] 配方組分及其重量百分比為：a-締控橫酸鹽2~4%，脂肪醇聚氧乙締酸硫酸醋 鹽4~10%，挪油酸二乙醇酷胺1~2%，挪油酷胺丙基甜菜堿0.5-1%，聚乙二醇0.5~ 2%，丙S醇 0. 1-0. 5%，十二醇 0. 05 ~0. 3%，氯化鋼 0. 1 ~0. 5%，卡松 0. 05 ~0. 15%， 巧樣酸0. 05~0. 2%，余量水79. 35~91. 65%。
[0014] 所述的十二醇與a-締控橫酸鹽、脂肪脂肪醇聚氧乙締酸硫酸醋鹽起協(xié)同作用， 增強穩(wěn)泡效果。
[0015] 本發(fā)明的上述的耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑的制備方法，其較佳的具體實施方 式是：
[0016] 包括步驟：
[0017] 設(shè)定不誘鋼第一攬拌罐溫度40°C，向第一攬拌罐中加入30%的水，邊攬拌邊加入 a-締控橫酸鹽、脂肪醇聚氧乙締酸硫酸醋鹽、挪油酸二乙醇酷胺和十二醇，攬拌至均勻，再 將其累入不誘鋼第二攬拌罐中，室溫下，向第二攬拌罐中順序加入挪油酷胺丙基甜菜堿、聚 乙二醇、丙=醇，氯化鋼、卡松、巧樣酸和剩余水，再繼續(xù)攬拌至淡黃色透明液體，得到耐低 溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑。
[0018] 本發(fā)明的上述的耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑的應用，其較佳的【具體實施方式】 是：
[0019] 用于低溫-20°C下施工。
[0020] 用于冬季施工，用于施工±層為細砂、中粗砂和/或砂卵石的±體改良。
[0021] 將發(fā)泡劑進行稀釋獲得陰離子表面活性劑濃度為1. 5%的發(fā)泡溶液，在常溫常壓 下進行發(fā)泡，發(fā)泡條件為：壓縮空氣壓力為0. 4MPa，氣體流量為lOL/min，發(fā)泡溶液的累送 壓力為0. 4MPa，溶液流量為12LA。
[0022] 所述的a-締控橫酸鹽，簡稱A0S，是一種起泡能力強的陰離子表面活性劑，毒性 低，對皮膚刺激性小，性能溫和，尤其是在硬水中和有肥皂存在時具有很好的起泡力，同時 低溫水溶性好，不變白，不析出，尤其適用于耐低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑。
[0023] 所述的脂肪醇聚氧乙締酸硫酸醋鹽，簡稱AES，是非離子一陰離子型兩性混合表面 活性劑，發(fā)泡能力強、抗硬水性能強、毒性小，低溫水溶性好，不變白，不析出，尤其適用于耐 低溫±壓平衡盾構(gòu)用發(fā)泡劑。
[0024] 所述的挪油酸二乙醇酷胺，簡稱6501，是一種高品質(zhì)的非離子表面活性劑，具有顯 著的增稠、增泡、穩(wěn)泡性能，同其它表面活性劑有良好的復配性和協(xié)同效應，具有抗靜電、防 誘、防腐蝕等性能，特別適于配制透明產(chǎn)品，是性能價格比很高的品種之一。
[00巧]所述的挪油酷胺丙基甜菜堿，簡稱CAB-35,是一種高品質(zhì)的兩性離子表面活性劑， 具有優(yōu)良的發(fā)泡性和顯著的增稠、穩(wěn)泡性，水溶性好，刺激性低，生物可降解，具有殺菌能 力，與陰離子表面活性劑配伍性好，并具有低溫穩(wěn)定性。 陽0%] 所述的聚乙二醇（PEG-200)，烙點為-50°C，無毒、無刺激性，具有良好的低溫水溶 性，與大部分有機物組份有良好的相容性。具有優(yōu)良的潤滑性、保濕性、分散性、粘接劑、抗 靜電劑及柔軟劑等。
[0027]所述的丙=醇，是表面活性劑水溶液的穩(wěn)定劑，具有吸濕、防凍作用，無毒，生物可 降解。
[0028] 所述的十二醇，與a-締控橫酸鹽、脂肪脂肪醇