一种用于盾构机的泡沫剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于盾构机的泡沫剂及其制备方法，包括以下重量份的原料组成：2～3份十二烷基硫酸钠、1.5～2.5份脂肪醇硫酸钠、0.5～1.5份三聚磷酸钠、1～2份十二烷基苯磺酸钠、0.5～1.5份烷基葡萄糖苷、0.3～0.8份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.3～0.8份聚乙烯醇、0.2～0.3份乙二胺四乙酸二钠、0.2～0.3份荧蒽、0.5～1.5份稳泡剂、600～800份水。本发明专利技术的泡沫剂具有较高的发泡率和稳定性，泡沫半衰期时间长，特别是采用本发明专利技术制备的稳泡剂，使泡沫的稳定性更高，泡沫半衰期时间更长，使其应用更广。

Foam agent for shield machine and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种用于盾构机的泡沫剂及其制备方法
本专利技术涉及盾构机施工
，尤其涉及到一种用于盾构机的泡沫剂及其制备方法。
技术介绍
盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。目前所应用的盾构机类型主要为土压平衡式盾构机，其特点是用开挖出的渣土作为支撑开挖面稳定的介质，这要求作为支撑介质的渣土具有良好的塑性变形、软稠度以及渗透率小。由于一般土壤不能完全满足这些特性，所以要进行改良，其技术要点是在盾构机刀盘前部和泥土仓中注入泡沫等混合添加材料，经强力搅拌，改善开挖的渣土的塑性、流动性，降低渣土的透水性。这种泡沫是由一种盾构专用泡沫剂在盾构机上的泡沫系统中产生的，添加泡沫剂不仅能改变土壤的渗透系数、扩大土压平衡盾构机适用土体及粒径范围，还能减少刀盘与土体的摩擦，降低扭矩，减少壳体与刀盘上粘土的粘着力，有利于排土机出土，所需的驱动功率就可减少。目前，现有技术生产的泡沫剂，通常是依据泡沫混凝土、气泡混合轻质土等其它土工领域用泡沫剂的配方，采用传统洗涤原料调制出来，其泡沫的稳定性和半衰期等各项性能均处于较低的水平。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种用于盾构机的泡沫剂，包括以下重量份的原料组成：2～3份十二烷基硫酸钠、1.5～2.5份脂肪醇硫酸钠、三聚磷酸钠0.5～1.5份、1～2份十二烷基苯磺酸钠、0.5～1.5份烷基葡萄糖苷、0.3～0.8份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.3～0.8份聚乙烯醇、0.2～0.3份乙二胺四乙酸二钠、0.2～0.3份荧蒽、600～800份水。优选的是，所述泡沫剂包括以下重量份的原料组成：2.5份十二烷基硫酸钠、2份脂肪醇硫酸钠、三聚磷酸钠1份、1.5份十二烷基苯磺酸钠、1份烷基葡萄糖苷、0.5份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.5份聚乙烯醇、0.25份乙二胺四乙酸二钠、0.25份荧蒽、700份水。优选的是，所述泡沫剂还包括：0.5～1.5份稳泡剂。优选的是，所述稳泡剂为黄原胶或瓜尔胶。优选的是，所述泡沫剂包括以下重量份的原料组成：2.5份十二烷基硫酸钠、2份脂肪醇硫酸钠、三聚磷酸钠1份、1.5份十二烷基苯磺酸钠、1份烷基葡萄糖苷、0.5份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.5份聚乙烯醇、0.25份乙二胺四乙酸二钠、0.25份荧蒽、1份稳泡剂、700份水。优选的是，所述稳泡剂的制备包括以下步骤：步骤一、用铝箔纸将纳米氧化锌包裹，然后将铝箔纸包裹的纳米氧化锌置于激光冲击强化装置中进行激光冲击处理，得到预处理纳米氧化锌；步骤二、按重量份，取15～25份预处理纳米氧化锌和0.2～0.3份分散剂加入120份异丙醇水溶液中，超声分散30min；然后将超声分散后的溶液加入带搅拌的密封容器中，加入1.5～3.5份硼酸酯偶联剂，然后将该密封容器置于1.5MeV、30mA的电子加速器中进行辐照搅拌处理60min，过滤，乙醇洗涤，干燥，得到预处理纳米氧化锌；步骤三、按重量份，取10～15份菊粉、3～4份鼠李糖脂、1～3份木薯淀粉和30～40份水搅拌混合20～25min，然后加热至85～95℃，保温10～15min，冷却至室温后，加入真空包装袋进行真空包装，控制真空度为0.1MPa；将真空包装袋放入高静压处理设备中，将加压腔体密封，加压进行高静压处理；得到生物质料液；步骤四、按重量份，取5～8份预处理纳米氧化锌和30～45份生物质料液，混合后以1500～1800r/min进行搅拌，搅拌5～10min，得到稳泡剂。优选的是，所述步骤一中，激光冲击处理时激光器发出功率密度为3.5～4.5GW/cm2，脉冲宽度为50～65ns，脉冲能量为50～60J。优选的是，所述步骤二中，辐照搅拌处理采用的辐照剂量率为50～100kGy/h，辐照剂量为100～150kGy，搅拌速度为150～250r/min；所述分散剂为羧甲基纤维素；所述步骤三中，高静压处理的参数为：以2～3MPa/s的升压速度升至450～550MPa，在常温下保压处理15～25min。本专利技术还提供一种如上述的用于盾构机的泡沫剂的制备方法，包括以下过程：将所述的泡沫剂的各原料混合后，在室温下搅拌均匀，得到用于盾构机的泡沫剂；所述搅拌的速度为25～50r/min，搅拌的时间为45～60min。本专利技术还提供一种如上述的用于盾构机的泡沫剂的制备方法，包括以下过程：将所述的泡沫剂的各原料混合后，在室温下搅拌均匀，得到用于盾构机的泡沫剂；所述搅拌的速度为25～50r/min，搅拌的时间为45～60min。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的泡沫剂具有较高的发泡率和稳定性，泡沫半衰期时间长，特别是采用本专利技术制备的稳泡剂，使泡沫的稳定性更高，泡沫半衰期时间更长，使其应用更广。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例1：一种用于盾构机的泡沫剂，包括以下重量份的原料组成：2g十二烷基硫酸钠、1.5g脂肪醇硫酸钠、0.5g三聚磷酸钠、1g十二烷基苯磺酸钠、0.5份烷基葡萄糖苷、0.3份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.3份聚乙烯醇、0.2份乙二胺四乙酸二钠、0.2份荧蒽、600份水；其中，用于盾构机的泡沫剂的制备方法包括以下过程：将上述的泡沫剂的各原料混合后，在室温下搅拌均匀，得到用于盾构机的泡沫剂；所述搅拌的速度为25r/min，搅拌的时间为45min；该实施例制备的泡沫剂的密度为1.01g/cm3；(测试标准GB/T8077-2012中7.1规定进行测试)。实施例2：一种用于盾构机的泡沫剂，包括以下重量份的原料组成：3份十二烷基硫酸钠、2.5份脂肪醇硫酸钠、1.5份三聚磷酸钠、2份十二烷基苯磺酸钠、1.5份烷基葡萄糖苷、0.8份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.8份聚乙烯醇、0.3份乙二胺四乙酸二钠、0.3份荧蒽、800份水；该实施例制备的泡沫剂的密度为1.01g/cm3；(测试标准GB/T8077-2012中7.1规定进行测试)。其中，用于盾构机的泡沫剂的制备方法包括以下过程：将上述的泡沫剂的各原料混合后，在室温下搅拌均匀，得到用于盾构机的泡沫剂；所述搅拌的速度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于盾构机的泡沫剂，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：/n2～3份十二烷基硫酸钠、1.5～2.5份脂肪醇硫酸钠、0.5～1.5份三聚磷酸钠、1～2份十二烷基苯磺酸钠、0.5～1.5份烷基葡萄糖苷、0.3～0.8份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.3～0.8份聚乙烯醇、0.2～0.3份乙二胺四乙酸二钠、0.2～0.3份荧蒽、600～800份水。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于盾构机的泡沫剂，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
2～3份十二烷基硫酸钠、1.5～2.5份脂肪醇硫酸钠、0.5～1.5份三聚磷酸钠、1～2份十二烷基苯磺酸钠、0.5～1.5份烷基葡萄糖苷、0.3～0.8份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.3～0.8份聚乙烯醇、0.2～0.3份乙二胺四乙酸二钠、0.2～0.3份荧蒽、600～800份水。


2.如权利要求1所述的用于盾构机的泡沫剂，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
2.5份十二烷基硫酸钠、2份脂肪醇硫酸钠、1份三聚磷酸钠、1.5份十二烷基苯磺酸钠、1份烷基葡萄糖苷、0.5份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.5份聚乙烯醇、0.25份乙二胺四乙酸二钠、0.25份荧蒽、700份水。


3.如权利要求1所述的用于盾构机的泡沫剂，其特征在于，还包括：0.5～1.5份稳泡剂。


4.如权利要求3所述的用于盾构机的泡沫剂，其特征在于，所述稳泡剂为黄原胶或瓜尔胶。


5.如权利要求4所述的用于盾构机的泡沫剂，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：
2.5份十二烷基硫酸钠、2份脂肪醇硫酸钠、1份三聚磷酸钠、1.5份十二烷基苯磺酸钠、1份烷基葡萄糖苷、0.5份椰油酰胺丙基甜菜碱、0.5份聚乙烯醇、0.25份乙二胺四乙酸二钠、0.25份荧蒽、1份稳泡剂、700份水。


6.如权利要求3所述的用于盾构机的泡沫剂，其特征在于，所述稳泡剂的制备包括以下步骤：
步骤一、用铝箔纸将纳米氧化锌包裹，然后将铝箔纸包裹的纳米氧化锌置于激光冲击强化装置中进行激光冲击处理，得到预处理纳米氧化锌；
步骤二、按重量份，取15～25份预处理纳米氧化锌和0.2～0.3份分散剂加入120份异丙醇水溶液中，超声分散30min；然后将超声分散后的溶液加入带搅拌的密封容器中，加入1.5～3.5份硼酸酯偶联剂，然后将该密...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌荣，李浩，田永旺，王小红，
申请(专利权)人：绵阳市安州区荣盛建材有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51