【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及盾构施工中泡沫剂的配方及制备领域，特别是一种环保型盾构泡沫剂、制备方法及配套的搅拌装置。
技术介绍
1、土压平衡盾构作为地下隧道开挖贯通所采用最多的方法，其具有开挖面稳定、机械化程度高等优点。但土压平衡盾构的缺点也很明显，城市地层土质复杂，对于一些以砂卵石为主的地层，土压平衡盾构易使渣土在刀盘上形成泥饼，并堵塞输送机出入口造成盾构停滞甚至磨损刀具。为消除该负面影响，土体改良逐渐成为大家所认可的一种经济环保且实用性强的办法。
2、泡沫剂是众多改良剂中较为常用的一种，具有广泛的适用性以及很高的研究价值。已公开的中国专利文献中，申请号为201710751283.7的名为盾构泡沫剂的制备方法的专利，公开了一种明公开了一种盾构泡沫剂的制备方法：1)按配方比例称取各种原料；2)向封闭的反应釜内依次加入水、十二烷基硫酸钠、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠和异构十三醇聚氧乙烯醚后，进行低速搅拌10-15分钟，然后进行升温至65-75℃；然后向封闭的反应釜内进行充氮，然后进行快速搅拌0.5-1个小时；3)将上述物料搅拌均匀后，停止加热和充氮，加入月桂醇聚氧乙烯醚和氯化钠，继续搅拌，直至月桂醇聚氧乙烯醚完全混合，即得成品。
3、但是，申请人认为，当泡沫剂用于盾构现场施工时，根据盾构施工特性，盾构用气泡必须有一定的稳定性，在与开挖土体混合之前不至过量衰变破灭，失去对开挖土改良的目的。同时，当前市场上常用的盾构泡沫剂产品主要原材料均来自石油衍生物，属于化石能源材料，不能降解，在盾构渣土中影响植被的正常生长，对环境造成“二次污
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决现有技术中会产生二次污染的问题，提供一种环保型的盾构泡沫剂。
2、本专利技术的具体方案是：
3、设计一种环保型盾构泡沫剂，包括：发泡剂8~16%，稳泡剂0.2~1.0%，增稠剂0.1~1.8%，余量为水；发泡剂为无患子提取液、椰油酸二乙醇酰胺或羟乙基纤维素中的至少一种；所述增稠剂为聚丙烯酸钠、聚乙二醇或聚丙烯酰胺的一种。
4、加工方法包括如下步骤：
5、（1）常温下，将无患子提取液加入水中进行均匀搅拌；
6、（2）然后再依次加入稳泡剂和增稠剂；其中，无患子提取液的加工步骤包括：
7、(a) 取一定量的无患子果皮放入装有甲醇的烧杯中浸泡4h；
8、 (b) 将甲醇液与无患子果皮倒入组织捣碎机中捣碎，使用棉纱布过滤；
9、 (c) 将甲醇液在45 ℃下降压浓缩至无甲醇，得无患子提取物。
10、一种搅拌装置，用于加工环保型盾构泡沫剂，包括桶状的搅拌容器和安装在所述搅拌容器中的搅拌机构，所述搅拌机构的搅拌轴中空，所述搅拌轴的顶部外接混合液干路管，所述干路管连接四根支路管，同时所述干路管择一连通支路管，四根支路管分别为冷气管，无患子溶液管，稳泡剂管和增稠剂管，所述搅拌轴上设有多个单向通孔；所述搅拌容器的外部还设有保温壳。
11、具体实施中，所述保温壳的保温温度在25摄氏度以下。
12、具体实施中，所述冷气管内填充带有压力源的高压水冷气。
13、具体实施中，所述搅拌容器的底部还设有周向曝气管，所述周向曝气管的进气口连通所述干路管。
14、具体实施中，所述搅拌机构的电机主轴上设有扭力测量机构，所述扭力测量机构与控制器间电路连接，输出扭力数据给所述控制器，所述控制器的输出端连接显示屏，所述控制器的输出端还连接所述电机主轴以控制电机转速转向，所述控制器的输出端还连接各个支路管的控制阀门以控制干路管内填充液的种类和流速。
15、或者，搅拌容器通过移动副安装在所述搅拌容器上方。所述搅拌装置的搅拌杆为树状搅拌杆。
16、本专利技术的有益效果在于：
17、本专利技术采用无患子提取液为发泡剂的环保型盾构泡沫剂具有稳定性好、半衰期长及绿色环保等优点；
18、配套设计了一套搅拌设备，该搅拌设备搅拌效率高，克服了溶液和溶剂常温下混合速度慢的问题，整体上提高了加工效率；
19、搅拌设备中，在保持温度以外，还做到了与适当的曝气相结合，同时曝气的气泡的方向有利于搅拌溶液的均匀；
20、在加工和制备过程中，保证了低温和高效的统一，即保证无患子溶液的稳定，又适当提高了溶液的加工效率，侧面降低了加工成本。
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1.一种环保型盾构泡沫剂，其特征在于：包括：发泡剂8~16%，稳泡剂0.2~1.0%，增稠剂0.1~1.8%，余量为水；发泡剂为无患子提取液、椰油酸二乙醇酰胺或羟乙基纤维素中的至少一种；所述增稠剂为聚丙烯酸钠、聚乙二醇或聚丙烯酰胺的一种。
2.一种环保型盾构泡沫剂的加工方法，加工权利要求1所述的环保型盾构泡沫剂，其特征在于，包括如下步骤：（1）常温下，将无患子提取液加入水中进行均匀搅拌；
3.一种搅拌装置，用于加工如权利要求1所述的环保型盾构泡沫剂，其特征在于：包括桶状的搅拌容器（1）和安装在所述搅拌容器（1）中的搅拌机构，所述搅拌机构的搅拌轴（6）中空，所述搅拌轴（6）的顶部外接混合液干路管（4），所述干路管（4）连接四根支路管（5），同时所述干路管（4）择一连通支路管（5），四根支路管（5）分别为冷气管，无患子溶液管，稳泡剂管和增稠剂管，所述搅拌轴（6）上设有多个单向通孔；所述搅拌容器（1）的外部还设有保温壳（9）。
4.如权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于：所述保温壳（9）的保温温度在25摄氏度以下。
5.如权利要求4所述的
6.如权利要求5所述的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌容器（1）的底部还设有周向曝气管（8），所述周向曝气管（8）的进气口连通所述干路管（4）。
7.如权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌机构的电机（2）主轴上设有扭力测量机构，所述扭力测量机构与控制器间电路连接，输出扭力数据给所述控制器，所述控制器的输出端连接显示屏，所述控制器的输出端还连接所述电机（2）主轴以控制电机（2）转速转向，所述控制器的输出端还连接各个支路管（5）的控制阀门以控制干路管（4）内填充液的种类和流速。
8.如权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌容器（1）通过移动副（3）安装在所述搅拌容器（1）上方。
9.如权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置的搅拌杆（7）为树状搅拌杆。
...【技术特征摘要】
1.一种环保型盾构泡沫剂，其特征在于：包括：发泡剂8~16%，稳泡剂0.2~1.0%，增稠剂0.1~1.8%，余量为水；发泡剂为无患子提取液、椰油酸二乙醇酰胺或羟乙基纤维素中的至少一种；所述增稠剂为聚丙烯酸钠、聚乙二醇或聚丙烯酰胺的一种。
2.一种环保型盾构泡沫剂的加工方法，加工权利要求1所述的环保型盾构泡沫剂，其特征在于，包括如下步骤：（1）常温下，将无患子提取液加入水中进行均匀搅拌；
3.一种搅拌装置，用于加工如权利要求1所述的环保型盾构泡沫剂，其特征在于：包括桶状的搅拌容器（1）和安装在所述搅拌容器（1）中的搅拌机构，所述搅拌机构的搅拌轴（6）中空，所述搅拌轴（6）的顶部外接混合液干路管（4），所述干路管（4）连接四根支路管（5），同时所述干路管（4）择一连通支路管（5），四根支路管（5）分别为冷气管，无患子溶液管，稳泡剂管和增稠剂管，所述搅拌轴（6）上设有多个单向通孔；所述搅拌容器（1）的外部还设有保温壳（9）。
4.如权利要求3所述的搅...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，赵海雷，李凤远，王振飞，孙振中，梅晓海，王玉祥，杨振兴，贺东泽，吴桐，王利明，曹耀祖，吕乾乾，翟乾智，王发民，任亚坤，李文庆，陈奎元，
申请(专利权)人：盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：
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