CN102430364A - 复合地层渣土改良泡沫型外加剂 - Google Patents

复合地层渣土改良泡沫型外加剂 Download PDF

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本发明公开了一种复合地层渣土改良泡沫型外加剂。它是由长链阴离子盐或长链阳离子盐；两性表面活性剂；填料和水构成。本地层渣土改良泡沫型外加剂发泡能力强，浓度为0.5％的泡沫外加剂产生的泡沫相当于原体积的30～50倍，稳定性高。

Description

复合地层渣土改良泡沫型外加剂
技术领域
本发明属于一种复杂地层的土体改良用的外加剂，具体涉及一种复合地层渣土改良泡沫型外加剂。
背景技术
利用现代仪器挖掘施工的关键是要将开挖面切削下来的土体调整成一种“塑性流动状态”，通过设备的排渣通道输送出挖掘面。如果地层是粘粒含量较少的卵石层、砂土地层和风化岩地层，土体很难形成这种“塑性流动状态”，从而给施工带来困难。这时就必须通过添加剂注入装置将足够数量的添加剂注入到适当的位置，以便促进开挖土变为“塑性流动状态”。现有的用于地层的土体改良用的发泡剂存在消泡时间短，消泡时间不超过90分钟，产品的稳定性差，以及产品的温度适应性差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合地层渣土改良泡沫型外加剂，提高泡沫型外加剂综合性能，以克服上述现有产品的缺陷。
本发明的技术方案为：复合地层渣土改良泡沫型外加剂，它是由长链阴离子盐或长链阳离子盐；两性表面活性剂；填料和水构成。
所述长链阴离子盐是链长在9以上14以下的烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、N-烷基磺酸基琥珀酰胺、α-烯基磺酸盐中的一种或几种；所述长链阳离子盐是链长在9以上14以下的氯化烷基三甲基铵、氯化二羟基二甲基烷基铵一种或几种；
所述两性表面活性剂是月桂酰胺丙基焦磷酸型甜菜碱、月桂酰胺丙基磷酸型甜菜碱、8-22烷基二甲基-2-羟丙基磺酸甜菜碱、N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾、磺酸钠型咪唑啉两性表面活性剂中的一种或几种；
所述填料是烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、异丙醇、壳聚糖、葡聚糖、聚丙烯酰胺、海藻酸钠、甘油中的一种或几种；
所述物质的重量百分比长链阴离子盐2～25％或长链阳离子盐1.5～20％；两性表面活性剂：5～20％；填料：0.3～5％，其余为水，所述物质的重量和为百分之百。
所述物质的重量百分比长链阴离子盐5～20％或长链阳离子盐1.5～15％；两性表面活性剂：5～20％；填料：0.3～2％，其余为水，所述物质的重量和为百分之百。
所述长链阴离子盐是钠盐或钾盐。
本发明产品具有发泡能力强，浓度为0.5％的泡沫外加剂产生的泡沫相当于原体积的30～50倍。
利用泡沫外加剂在盾构机或钻井平台上挖掘土壤，可以有效延长刀口或钻头寿命，提高挖掘或钻探效率。
该泡沫型外加剂产生的泡沫颗粒均匀，根据浓度、压力的不同，其泡沫直径可以在20μm-500μm范围内均匀分布；在相同实验条件下，泡沫直径分布范围偏差在13％以下。
该泡沫外加剂绿色无污染，其95％以上的成分在暴露空气中可以被生物降解，对环境没有污染。
具体实施方式
实施例1：
将N-十三烷基磺酸基琥珀酰胺、5-壬烯基磺酸钾、脂肪醇硫酸钾；N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾、三乙醇胺复配，可以得到发泡性能好的发泡剂，其重量百分比为：N-十三烷基磺酸基琥珀酰胺：(1％～5％)优选3％；5-壬烯基磺酸钾：(1％～3％)优选1.5％；脂肪醇硫酸钾：(0.5％～3％)优选1％；N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾：(3％～8％)优选5％；三乙醇胺：(0.5～2％)优选0.5％；其余为水：优选89.0％；各物质重量和为百分之百。
发泡剂在1.5MPa大气压下发出的气泡体积是液体体积的35倍以上，消泡50％所需要的时间为120分钟以上。
实施例2：
将N-十三烷基磺酸基琥珀酰胺、月桂酰胺丙基磷酸型甜菜碱、N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾、异丙醇；三乙醇胺等复配，可以得到发泡性能好的发泡剂，其重量百分比为：N-十三烷基磺酸基琥珀酰胺：(5％～12％)优选7.0％；月桂酰胺丙基磷酸型甜菜碱：(1％～4％)优选2.5％；N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾：(4％～10％)优选5.0％；异丙醇：1.0％；三乙醇胺：1.0％；其余为水：优选83.5％。各物质重量和为百分之百。
发泡剂在1.5MPa大气压下发出的气泡体积是液体体积的35倍以上，消泡50％所需要的时间为140分钟以上。
实施例3：
将十二烷基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、月桂酰胺丙基焦磷酸型甜菜碱，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，异丙醇复配，可以得到发泡性能好的发泡剂，其重量百分比为：十二烷基磺酸钠(7％～12％)优选12％、α-烯基磺酸钠(7％～10％)优选8％、月桂酰胺丙基焦磷酸型甜菜碱(7％～12％)优选12％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(7％～10％)优选8％，异丙醇1.0％，其余为水：优选59％。各物质重量和为百分之百。
发泡剂在1.5MPa大气压下发出的气泡体积是液体体积的40倍以上，消泡50％所需要的时间为120分钟以上。
实施例4：
将脂肪醇硫酸钠，十二烷基苯磺酸盐，8-22烷基二甲基-2-羟丙基磺酸甜菜碱，壳聚糖、甘油复配，可以得到发泡性能好的发泡剂，其重量百分比为：脂肪醇硫酸钠(1.0％～3.0％)优选2.0％，十二烷基苯磺酸盐(2.0％～4.0％)优选3.0％，8-22烷基二甲基-2-羟丙基磺酸甜菜碱)(5.0％～9.0％)优选8.0％，壳聚糖0.5％、甘油1％；其余为水：优选84.5％。各物质重量和为百分之百。
发泡剂在1.5MPa大气压下发出的气泡体积是液体体积的30倍以上，消泡50％所需要的时间为100分钟以上。
实施例5：
将N-九烷基磺酸基琥珀酰胺，α-烯基磺酸钠、磺酸钠型咪唑啉，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠复配，可以得到发泡性能好的发泡剂，其重量百分比为：N-九烷基磺酸基琥珀酰胺(1％～5％)优选2％，α-烯基磺酸钠(1％～3％)优选1.0％、磺酸钠型咪唑啉(1％～5％)优选4％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(0.3～5％)优选1.5％，其余为水：优选91.5％。各物质重量和为百分之百。
发泡剂在1.5MPa大气压下发出的气泡体积是液体体积的30倍以上，消泡50％所需要的时间为100分钟以上。
实施例6
将十二烷基磺酸钾、N-十三烷基磺酸基琥珀酰胺，α-烯基磺酸钾、脂肪醇硫酸钾、8-22烷基二甲基-2-羟丙基磺酸甜菜碱、N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾，聚丙烯酰胺、海藻酸钠复配，得到发泡性能好的发泡剂，其重量百分比为：十二烷基磺酸钾(1％～2％)优选1.5％、N-十三烷基磺酸基琥珀酰胺(1％～3％)优选2.5％，α-烯基磺酸钾(1％～3％)优选1.0％、脂肪醇硫酸钾(1.0％～3.0％)优选2.0％、8-22烷基二甲基-2-羟丙基磺酸甜菜碱(2％～4％)优选3.0％、N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾(4％～7％)优选4.5％，聚丙烯酰胺0.5％、海藻酸钠1.5％，其余为水：优选83.5％。各物质重量和为百分之百。
发泡剂在1.5MPa大气压下发出的气泡体积是液体体积的30倍以上，消泡50％所需要的时间为100分钟以上。
上述采用长链阴离子盐的发泡剂在5～30℃之间不同温度，常压下在10～15天不出现沉淀物，其稳定性好，温度适应性强。
实施例7
将氯化十一烷基三甲基铵，N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾、三乙醇胺复配，得到发泡性能好的发泡剂，其重量百分比为：氯化十一烷基三甲基铵(1.5～15％)优选2.0％，N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾(2％～15％)优选2.5％、三乙醇胺(0.5～2％)优选2.0％，其余为水：优选93.5％。各物质重量和为百分之百。
发泡剂在1.5MPa大气压下发出的气泡体积是液体体积的48倍以上，消泡50％所需要的时间为130分钟以上。
实施例8
将氯化二羟基二甲基烷基铵，月桂酰胺丙基磷酸型甜菜碱，异丙醇、壳聚糖复配，得到发泡性能好的发泡剂，其重量百分比为：氯化二羟基二甲基烷基铵(1.5～15％)优选3.0％，月桂酰胺丙基磷酸型甜菜碱(2％～15％)优选4.5％，异丙醇1.0％、壳聚糖1.0％，其余为水：优选92.5％。各物质重量和为百分之百。
发泡剂在1.5MPa大气压下发出的气泡体积是液体体积的30倍以上，消泡50％所需要的时间为130分钟以上。
实施例7、8是长链阳离子盐的发泡剂在5～30℃之间不同温度，常压下在6天不出现沉淀物。

Claims (3)

1.一种复合地层渣土改良泡沫型外加剂，它是由长链阴离子盐或长链阳离子盐；两性表面活性剂；填料和水构成，所述长链阴离子盐是链长在9以上14以下的烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、N-烷基磺酸基琥珀酰胺、α-烯基磺酸盐中的一种或几种；所述长链阳离子盐是链长在9以上14以下的氯化烷基三甲基铵、氯化二羟基二甲基烷基铵一种或几种；所述两性表面活性剂是月桂酰胺丙基焦磷酸型甜菜碱、月桂酰胺丙基磷酸型甜菜碱、8-22烷基二甲基-2-羟丙基磺酸甜菜碱、N-月桂酰基-N’羟乙基乙二胺丙酸钾、磺酸钠型咪唑啉两性表面活性剂中的一种或几种；所述填料是烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、三乙醇胺、异丙醇、壳聚糖、葡聚糖、聚丙烯酰胺、海藻酸钠、甘油中的一种或几种；所述物质的重量百分比长链阴离子盐2～25％或长链阳离子盐1.5～20％；两性表面活性剂：5～20％；填料：0.3～5％，其余为水，所述物质的重量和为百分之百。
2.如权利要求1所述复合地层渣土改良泡沫型外加剂，其特征是：所述物质的重量百分比长链阴离子盐5～20％或长链阳离子盐1.5～15％；两性表面活性剂：5～20％；填料：0.5～2％，其余为水，所述物质的重量和为百分之百。
3.如权利要求1所述复合地层渣土改良泡沫型外加剂，其特征是：所述长链阴离子盐是钠盐或钾盐。
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