本發(fā)明屬于材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，本發(fā)明涉及一種在酸性條件下土壓平衡式盾構(gòu)施工用泡沫劑。技術(shù)背景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pH大多在4.5～8.5范圍內(nèi)，由南向北pH值遞增，長江(北緯33°)以南的土壤多為酸性和強(qiáng)酸性，如華南、西南地區(qū)廣泛分布的紅壤、黃壤，pH值大多在4.5～5.5之間；華中華東地區(qū)的紅壤，pH值在5.5～6.5之間；而在施工中酸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)過程中改良酸性渣土的要求。所產(chǎn)生的泡沫在酸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：脂肪醇聚環(huán)氧乙稀醚（AEO-9）2.5～10.0%，烷基葡萄糖苷(APG)2.0～8.0%，十二烷基甜菜堿2～6.5%，聚乙二醇(PEG4000)1.0～3.0%，硫酸銨2～4.5%，水32.0～90.5%。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：脂肪醇聚環(huán)氧乙稀醚（AEO-9）是天然脂肪醇與環(huán)氧乙烷加成物。是一種非離子表面活性劑，均勻的起泡性能，能與各種陰離子、陽離子、非離子表面活性劑以及其他助劑組合使用，從而獲得協(xié)同效應(yīng)和高性能產(chǎn)品，.良好的生物降解性，環(huán)境友好，對皮膚的低刺激性，對酸、堿溶液和硬水都較穩(wěn)定。烷基葡萄糖苷(APG)是一種性能較全面的非離子表面活性劑，表面張力低、無濁點(diǎn)、泡沫豐富細(xì)膩、配伍性強(qiáng)、無毒、無害、對皮膚無刺激，生物降解迅速徹底，可與任何類型表面活性劑復(fù)配，協(xié)同效應(yīng)明顯。具有較強(qiáng)的廣譜抗菌活性，而且耐強(qiáng)堿、耐強(qiáng)酸、耐硬水、抗鹽性強(qiáng)。十二烷基甜菜堿是一種兩性離子表面活性劑，泡沫細(xì)膩豐富，能與各種類型表面活性劑配伍，本品在酸性及堿性條件下均具有優(yōu)良的穩(wěn)定性。聚乙二醇(PEG4000)具有顯著的增稠、穩(wěn)泡性能，能夠在酸性較強(qiáng)的條件下，延長泡沫的穩(wěn)定時間；硫酸銨具有較強(qiáng)的緩沖能力，同時與其他表面活性劑相配，顯著提高體系的粘度，保證泡沫在酸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，在酸性條件下也具有優(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)過程中改良渣土的要求，能夠降低酸性渣土的透水性，同時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，切削后的酸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)用發(fā)泡劑各項(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，各個組分含量為：脂肪醇聚環(huán)氧乙稀醚（AEO-9）7g，烷基葡萄糖苷(APG)8g，十二烷基甜菜堿3g，聚乙二醇(PEG4000)1.5g，硫酸銨3.5g，水77g。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，各個組分含量為：脂肪醇聚環(huán)氧乙稀醚（AEO-9）8g，烷基葡萄糖苷(APG)7g，十二烷基甜菜堿4g，聚乙二醇(PEG4000)2g，硫酸銨2g，水77g。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，各個組分含量為：脂肪醇聚環(huán)氧乙稀醚（AEO-9）6g，烷基葡萄糖苷(APG)7g，十二烷基甜菜堿4g，聚乙二醇(PEG4000)2.5g，硫酸銨3.5g，水77g。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，各個組分含量為：脂肪醇聚環(huán)氧乙稀醚（AEO-9）8g，烷基葡萄糖苷(APG)4g，十二烷基甜菜堿6.5g，聚乙二醇(PEG4000)2g，硫酸銨2.5g，水77g。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4.5的鹽酸稀溶液按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）157162173175206發(fā)泡率12.712.311.511.49.71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，說明在酸性條件下，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全部液體體積的一半所需的時間。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9分36秒9分43秒9分05秒9分22秒3分10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，說明在酸性條件下，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