CN112457923A - 用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法 - Google Patents
用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112457923A CN112457923A CN201910841682.1A CN201910841682A CN112457923A CN 112457923 A CN112457923 A CN 112457923A CN 201910841682 A CN201910841682 A CN 201910841682A CN 112457923 A CN112457923 A CN 112457923A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- mass
- peroxide
- stripping agent
- clay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004927 clay Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims abstract description 32
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims abstract description 32
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- HLERILKGMXJNBU-UHFFFAOYSA-N norvaline betaine Chemical compound CCCC(C([O-])=O)[N+](C)(C)C HLERILKGMXJNBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 claims description 11
- MSLRPWGRFCKNIZ-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;hydrogen peroxide;dicarbonate Chemical group [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].OO.OO.OO.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O MSLRPWGRFCKNIZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 9
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 7
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- -1 sulfopropyl betaine Chemical compound 0.000 claims description 7
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- ZWGSXIDHYSLQGT-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxypropyl dimethyl phosphate Chemical compound P(=O)(OCCCO)(OC)OC ZWGSXIDHYSLQGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 31
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 abstract description 11
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MRUAUOIMASANKQ-UHFFFAOYSA-N cocamidopropyl betaine Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)NCCC[N+](C)(C)CC([O-])=O MRUAUOIMASANKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940073507 cocamidopropyl betaine Drugs 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- JWNWCEAWZGLYTE-UHFFFAOYSA-N 2-(trimethylazaniumyl)butanoate Chemical compound CCC(C([O-])=O)[N+](C)(C)C JWNWCEAWZGLYTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/66—Non-ionic compounds
- C11D1/72—Ethers of polyoxyalkylene glycols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/88—Ampholytes; Electroneutral compounds
- C11D1/94—Mixtures with anionic, cationic or non-ionic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/0005—Other compounding ingredients characterised by their effect
- C11D3/0036—Soil deposition preventing compositions; Antiredeposition agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
- C11D3/04—Water-soluble compounds
- C11D3/08—Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/16—Organic compounds
- C11D3/26—Organic compounds containing nitrogen
- C11D3/33—Amino carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/16—Organic compounds
- C11D3/37—Polymers
- C11D3/3703—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C11D3/373—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/39—Organic or inorganic per-compounds
- C11D3/3902—Organic or inorganic per-compounds combined with specific additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/39—Organic or inorganic per-compounds
- C11D3/3947—Liquid compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/88—Ampholytes; Electroneutral compounds
- C11D1/90—Betaines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供了一种用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法，黏土剥除剂包括以下质量份数的组份：表面活性剂，15‑20质量份；过氧化物，10‑18质量份；稳定剂，0‑4质量份；丙基甜菜碱，5‑8质量份；聚氧乙烯醚改性硅油，3‑6质量份。本发明提供的黏土剥除剂可以短时间内改善和均化粘性土壤的稠度，降低土壤粘性，同时可与泡沫剂协调使用来适应不同的土质。通过降低粘性土壤对盾构机的刀具的粘附力降低刀盘扭矩，并有效降低刀头及输送系统的堵塞，从而提高隧道掘进速度，提高施工效率，以降低施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工应用技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法。
背景技术
目前，在隧道掘进过程中，如遇有砂层、砾石层，尤其是颗粒粒径较大的土层，由于土体粘性大、摩擦力大、透水性高和切削土的流动差等原因，进入盾构机的土仓内的泥土和进入螺旋输送系统的土渣易被压实，而难于排出。现有的在地铁施工现场中使用一定浓度、压力和流量的泡沫剂加注到盾构机的工作区域，或在开挖过程中注入水、膨润土泥浆或泡沫剂，通过充分搅拌后，可以使土体的性能得到改良，保证土体的流动性，并减少土体的透水性，同时使得开挖面保持稳定。
但是，现有的泡沫剂适用范围较窄，无法适用在多种土质中，尤其是针对粘性土质或腐殖土质，无法在短时间内降低其土壤粘性，容易使黏土堆积结成巨型泥饼，导致盾构机无法正常工作，隧道施工效率下降。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种用于盾构施工的黏土剥除剂。
本发明的另一个目的在于提供上述黏土剥除剂的制备方法。
本发明第一方面的技术方案提供了一种用于盾构施工的黏土剥除剂，其特征在于，包括以下质量份数的组份：表面活性剂，15-20质量份；过氧化物，10-18质量份；稳定剂，0-4质量份；丙基甜菜碱，5-8质量份；聚氧乙烯醚改性硅油，3-6质量份。
与现有技术相比，第一方面的技术方案提供的用于盾构施工的黏土剥除剂具有如下优点：
对黏土具有极强的软化和分散能力，能够与黏土中的腐殖质发生反应，并放出氧气使黏土膨化，使得黏土快速脱落；
可与现有的泡沫剂协调使用来适应不同的土质；
配方环保，生产过程对人体、环境无污染。
另外，本发明提供的上述技术方案中的黏土剥除剂还可以具有如下附加技术特征：
可选地，黏土剥除剂包括以下质量份数的组份：表面活性剂，18质量份；过氧化物，15质量份；稳定剂，3质量份；丙基甜菜碱，6质量份；聚氧乙烯醚改性硅油，4质量份。
可选地，黏土剥除剂包括以下质量份数的组份：表面活性剂，20质量份；过氧化物，18质量份；丙基甜菜碱，7质量份；聚氧乙烯醚改性硅油，5质量份。
在上述任一技术方案中，所述过氧化物为过氧化碳酸钠，所述稳定剂选自硅酸钠和乙二胺四乙酸中的至少一种
在上述任一技术方案中，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚，所述脂肪醇聚氧乙烯醚在所述表面活性剂中占质量含量的6％至20％。
在上述任一技术方案中，所述丙基甜菜碱选自酰胺丙基甜菜碱、基磺丙基甜菜碱、二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的至少一种。
本发明第二方面的技术方案提供了一种制备如第一方面技术方案提供的黏土剥除剂的制备方法，包括如下步骤：向容器中加入去离子水；控制水温在70-80℃之间，向容器中加入表面活性剂，搅拌混合20-30分钟；控制水温在50-60℃之间，向容器中加入丙基甜菜碱；控制水温在20-30℃之间，向容器中加入过氧化物，并进行搅拌使过氧化物溶解；向容器中加入聚氧乙烯醚改性硅油，并搅拌混合均匀；静置，使容器中的液体冷却后进行过滤，得到所述黏土剥除剂。
在上述技术方案中，在所述控制水温在20-30℃之间，向容器中加入过氧化物，并进行搅拌使过氧化物溶解的步骤之前还包括如下步骤：控制水温在20-30℃之间，加入稳定剂，并进行搅拌10-30分钟，使稳定剂溶解。
在上述技术方案中，在执行所述控制水温在20-30℃之间，向容器中加入过氧化物，并进行搅拌使过氧化物溶解的步骤时，进行搅拌30-60分钟。
在上述技术方案中，所述搅拌为匀速搅拌，搅拌速度为80-100r/min。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明一个实施例所述黏土剥除剂的制备方法的流程示意图；
图2示出了本发明一个实施例所述黏土剥除剂的处理效果状态示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图2描述根据本发明一些实施例所述用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法。
本发明一个实施例所提供的黏土剥除剂包括以下质量份数的组份：表面活性剂，15-20质量份；过氧化物，10-18质量份；稳定剂，0-4质量份；丙基甜菜碱，5-8质量份；聚氧乙烯醚改性硅油，3-6质量份。
对于盾构施工而言，剥除刀盘上和土仓的泥饼是检验黏土剥除剂优良的重要性质，表面活性剂溶解于水中后能够降低水的表面张力，喷淋到泥饼上后可以使泥饼软化。聚氧乙烯醚改性硅油为水溶性聚氧乙烯醚改性硅油，具有溶水基，具有极好的润化作用，防止分散的黏土再凝结，从而便于持续施工。过氧化物溶于水后，氧元素处于高价状态，能够发生氧化还原反应，迅速释放出氧气，使本发明所提供的黏土剥除剂可以短时间内改善和均化粘性土壤的稠度，降低土壤粘性。通过降低粘性土壤对盾构机的刀具的粘附力降低刀盘扭矩，并有效降低刀头及输送系统的堵塞，从而提高隧道掘进速度，提高施工效率，以降低施工成本。
另外，本发明所提供的黏土剥除剂可以和泡沫剂协调使用，黏土剥除剂与泡沫剂的配比在1：3至1：10的范围内。
在一些实施例中，过氧化物为过氧化碳酸钠，稳定剂选自硅酸钠和乙二胺四乙酸中的至少一种。
硅酸钠作为稳定剂具有晶体结构的胶体，具有较大的比表面积以具有较强的吸附能力，通过抑制过氧化碳酸钠中自由基的形成，可以抑制过氧化碳酸钠的分解。乙二胺四乙酸的简称为EDTA，能溶于碳酸钠溶液中。
在一些实施例中，表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚占表面活性剂中质量含量的6％至20％。
脂肪醇聚氧乙烯醚与其他表面活性剂的配伍性好。使得本发明所提供的黏土剥除剂可以与现有的泡沫剂协调使用，以适应不同土质的黏土。同时脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂使用能够快速分散润湿土壤，添加比例的多少影响分散的速度。其中，表面活性剂可以选自现有的市场上的包括脂肪醇聚氧乙烯醚的表面活性剂，脂肪醇聚氧乙烯醚在该表面活性剂中的组成占比为6％至20％，也可以选用市场上不含有脂肪醇聚氧乙烯醚的表面活性剂，向该表面活性剂中添加脂肪醇聚氧乙烯醚，使脂肪醇聚氧乙烯醚在混合物中的占比达到6％至20％。优选地，脂肪醇聚氧乙烯醚占表面活性剂中质量含量的6％，可以使得快速分散，并稳定存在。
在一些实施例中，丙基甜菜碱选自酰胺丙基甜菜碱、基磺丙基甜菜碱、二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的至少一种。
丙基甜菜碱起到辅助分散，同时具有极好的泡沫性能，该品在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，同时可以保护保护盾构机不受腐蚀。具体地，丙基甜菜碱可以包括但不限于磺乙基、磺丙基甜菜碱或硫酸(乙)基甜菜碱、磷酸(乙)基甜菜碱等两性表面活性剂中的一种或多种。优选地，丙基甜菜碱包括椰油酰胺丙基甜菜碱，发明人发现椰油酰胺丙基甜菜碱对过氧化物，比如过氧化碳酸钠具有较好的稳定性，使得椰油酰胺丙基甜菜碱既具有发泡剂的效果也具有稳定剂的效果。另外，烷基磺丙基甜菜碱等两性表面活性剂与其它表面活性剂复配具有明显的协同效应，同时具有很好的化学稳定性，可以在较宽的PH范围内与现有的表面活性剂复配。
本发明第二方面的一个实施例提供了一种制备黏土剥除剂的方法，如图1所示，包括：步骤S1，向容器中加入去离子水；步骤S2，控制水温在70-80℃之间，向容器中加入表面活性剂，搅拌混合20-30分钟；步骤S3，控制水温在50-60℃之间，向容器中加入丙基甜菜碱；步骤S4，控制水温在20-30℃之间，加入稳定剂，并进行搅拌10-30分钟，使稳定剂溶解；步骤S5，控制水温在20-30℃之间，向容器中加入过氧化物，并进行搅拌使过氧化物溶解；步骤S6，向容器中加入聚氧乙烯醚改性硅油，并搅拌混合均匀；步骤S7，静置，使容器中的液体冷却后进行过滤，得到黏土剥除剂。
下边通过具体实施例对黏土剥除剂的组份成分及制备方法进行说明。
实施例一
黏土剥除剂的制备方法包括：步骤S11，向容器中加入去离子水；步骤S12，将水温加热到80℃后，向容器中加入18质量份的表面活性剂，搅拌混合30分钟，使表面活性剂溶解；步骤S13，控制水温在50-60℃之间，向容器中加入6质量份的丙基甜菜碱；步骤S14，控制水温在20-30℃之间，加入硅酸钠和EDTA的混合物，并进行搅拌10分钟；步骤S15，控制水温在20-30℃之间，向容器中加入15质量份的过氧化碳酸钠，并进行搅拌30分钟；步骤S16，向容器中加入4质量份的聚氧乙烯醚改性硅油，并搅拌混合均匀；步骤S17，静置，使容器中的液体冷却后进行过滤，得到黏土剥除剂A。
实施例二
黏土剥除剂的制备方法包括：步骤S21，向容器中加入去离子水；步骤S22，将水温加热到80℃后，向容器中加入20质量份的表面活性剂，搅拌混合30分钟，使表面活性剂溶解；步骤S23，控制水温在50-60℃之间，向容器中加入7质量份的含有椰油酰胺丙基甜菜碱的丙基甜菜碱类混合物；步骤S25，控制水温在20-30℃之间，向容器中加入18质量份的过氧化碳酸钠，并进行搅拌30分钟；步骤S26，向容器中加入5质量份的聚氧乙烯醚改性硅油，并搅拌混合均匀；步骤S27，静置，使容器中的液体冷却后进行过滤，得到黏土剥除剂B。
在另外一些实施例中，黏土剥除剂的制备方法包括：向容器中加入去离子水；将水温加热到80℃后，向容器中加入18质量份的表面活性剂和2质量份的脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌混合30分钟，使表面活性剂溶解；控制水温在50-60℃之间，向容器中加入6质量份的丙基甜菜碱；控制水温在20-30℃之间，加入硅酸钠，并进行搅拌10分钟；控制水温在20-30℃之间，向容器中加入12质量份的过氧化碳酸钠，并进行搅拌30分钟；向容器中加入4质量份的聚氧乙烯醚改性硅油，并搅拌混合均匀；静置，使容器中的液体冷却后进行过滤，得到黏土剥除剂。
与实施例一的区别主要在于限定了表面活性剂中脂肪醇聚氧乙烯醚的含量，以及使用的稳定剂为硅酸钠。需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的其中一个实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上做出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围。
制成的黏土剥除剂技术指标如下：
| 项目 | 外观 | PH值 | 气味 |
| 指标要求 | 褐色液体 | 7-9 | 轻微异味 |
使用上述实施例中制备而成的黏土剥除剂A和黏土剥除剂B，使用方法如下：
将黏土剥除剂稀释5-10倍，喷淋到泥饼上，静止15-30分钟左右，一旦泥饼软化，用水冲洗即可剥离。具体用量和施工方法，可根据实际情况自行调节，可以理解的是，也可以不经稀释使用。
对黏土剥除剂A和黏土剥除剂B的效果进行测试，测试方法如下：将黏土剥除剂稀释5-10倍，将待测土样放置到黏土剥除剂的溶液中，本测试针对多种土质进行了多次测试，选取最具有代表性的几组数据进行说明，测试效果如下：
上述表中，由于待检测土样的粘性和硬度不同，所以使土样完全分散的时间有长有短，为此选择了使黏土完全分散所需的最长时间和最短时间进行说明，即黏土剥除剂A对黏土完全分散所需的时间在8-15分钟内，黏土剥除剂B对黏土完全分散所需的时间在12-20分钟内，均优于现有的剥除剂或分散剂对同样黏土的分散效果。
其中，以在盾构施工过程中比较具有代表性的蒙托土样和高粘红土样为例，测试结果如下：
参考图2的状态效果，在分层时认为初步分散，黏土已经软化，可以通过冲洗等手段将黏土从盾构机的刀具上剥除，在泥浆状态则认为黏土完全分散，此时粘性极低，更加容易从盾构机的刀具上剥除。以蒙脱土样为例，测试效果如下：
在盾构施工过程中，将实施例1或2所制备而成的黏土剥除剂用于降低黏土的附着与刀盘扭矩，有效减少黏土附着性，尤其针对盾构施工中刀盘上和土仓中泥饼严重影响施工进度的问题，在强大的分解作用下，可以快速简便的剥除刀盘上和土仓的泥饼，使黏性土质迅速剥落，快速恢复盾构施工，从而提高盾构掘进速度，降低盾构机的损耗，提高工作效率，节约工程用时，具有极高的经济价值和使用价值。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于盾构施工的黏土剥除剂，其特征在于，包括以下质量份数的组份：
表面活性剂，15-20质量份；
过氧化物，10-18质量份；
稳定剂，0-4质量份；
丙基甜菜碱，5-8质量份；
聚氧乙烯醚改性硅油，3-6质量份。
2.根据权利要求1所述的黏土剥除剂，其特征在于，包括以下质量份数的组份：
表面活性剂，18质量份；
过氧化物，15质量份；
稳定剂，3质量份；
丙基甜菜碱，6质量份；
聚氧乙烯醚改性硅油，4质量份。
3.根据权利要求1所述的黏土剥除剂，其特征在于，包括以下质量份数的组份：
表面活性剂，20质量份；
过氧化物，18质量份；
丙基甜菜碱，7质量份；
聚氧乙烯醚改性硅油，5质量份。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的黏土剥除剂，其特征在于，
所述过氧化物为过氧化碳酸钠，所述稳定剂选自硅酸钠和乙二胺四乙酸中的至少一种。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的黏土剥除剂，其特征在于，
所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚，所述脂肪醇聚氧乙烯醚在所述表面活性剂中占质量含量的6％至20％。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的黏土剥除剂，其特征在于，
所述丙基甜菜碱选自酰胺丙基甜菜碱、基磺丙基甜菜碱、二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱中的至少一种。
7.一种如权利要求1至6所述的黏土剥除剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
向容器中加入去离子水；
控制水温在70-80℃之间，向容器中加入表面活性剂，搅拌混合20-30分钟；
控制水温在50-60℃之间，向容器中加入丙基甜菜碱；
控制水温在20-30℃之间，向容器中加入过氧化物，并进行搅拌使过氧化物溶解；
向容器中加入聚氧乙烯醚改性硅油，并搅拌混合均匀；
静置，使容器中的液体冷却后进行过滤，得到所述黏土剥除剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述控制水温在20-30℃之间，向容器中加入过氧化物，并进行搅拌使过氧化物溶解的步骤之前还包括如下步骤：
控制水温在20-30℃之间，加入稳定剂，并进行搅拌10-30分钟，使稳定剂溶解。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，
在执行所述控制水温在20-30℃之间，向容器中加入过氧化物，并进行搅拌使过氧化物溶解的步骤时，进行搅拌30-60分钟。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，
所述搅拌为匀速搅拌，搅拌速度为80-150r/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910841682.1A CN112457923A (zh) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | 用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910841682.1A CN112457923A (zh) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | 用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112457923A true CN112457923A (zh) | 2021-03-09 |
Family
ID=74807756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910841682.1A Pending CN112457923A (zh) | 2019-09-06 | 2019-09-06 | 用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112457923A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115974463A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-04-18 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种将工程现场原状粘性土流态化的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103864334A (zh) * | 2014-02-12 | 2014-06-18 | 东莞市明洁隧道建设材料有限公司 | 土压平衡盾构机用环保型发泡剂 |
| CN108774535A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-09 | 湖北工程学院 | 一种盾构机专用泡沫剂及其制备方法和应用 |
| CN109628073A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-16 | 南京军盾化工科技有限公司 | 黏土分散剂及其制备方法 |
| CN109999400A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-12 | 陕西省石油化工研究设计院 | 一种环保泥浆大分子断裂剂及其制备方法与应用 |
-
2019
- 2019-09-06 CN CN201910841682.1A patent/CN112457923A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103864334A (zh) * | 2014-02-12 | 2014-06-18 | 东莞市明洁隧道建设材料有限公司 | 土压平衡盾构机用环保型发泡剂 |
| CN108774535A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-09 | 湖北工程学院 | 一种盾构机专用泡沫剂及其制备方法和应用 |
| CN109628073A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-04-16 | 南京军盾化工科技有限公司 | 黏土分散剂及其制备方法 |
| CN109999400A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-12 | 陕西省石油化工研究设计院 | 一种环保泥浆大分子断裂剂及其制备方法与应用 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115974463A (zh) * | 2022-11-23 | 2023-04-18 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种将工程现场原状粘性土流态化的方法 |
| CN115974463B (zh) * | 2022-11-23 | 2024-05-14 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种将工程现场原状粘性土流态化的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2552422C (en) | Sand aggregating reagents, modified sands, and methods for making and using same | |
| CN105482795B (zh) | 一种适用于裂隙性储层的暂堵型修井液及其配制方法 | |
| CN105255475B (zh) | 一种胍胶压裂返排液重复利用方法 | |
| CN102604625A (zh) | 一种陆相页岩气压裂用水基压裂液及其配制方法 | |
| CN113736435B (zh) | 一种钻井液用纳米微乳液封堵剂及其制备方法 | |
| CN114605974B (zh) | 一种油基钻井液及其制备方法 | |
| CN108948294A (zh) | 一种含有环糊精侧基的抗泥缓释型保坍剂及其制备方法 | |
| CN111440604B (zh) | 一种自破乳型抗盐稠油冷采驱油剂及其制备方法和应用 | |
| CN102295919A (zh) | 一种高效无氟酸化用助排剂 | |
| CN112457923A (zh) | 用于盾构施工的黏土剥除剂及其制备方法 | |
| CN105219370B (zh) | 一种多功能的储层改造液及其制备方法 | |
| CN103952128B (zh) | 适用于大位移井、水平井的弱凝胶无固相水基钻井液 | |
| CN113969148B (zh) | 一种低密度高温封堵剂、制备方法及其应用 | |
| JP2018507283A (ja) | 粒状無機物質を含む泡形成組成物 | |
| CN104946229B (zh) | 用于纤维压裂液的复合增效剂及其制备方法与使用方法 | |
| US10988660B2 (en) | Rheology modifier for subterranean treatment fluids | |
| CN103013482B (zh) | 一种复合井壁稳定剂 | |
| CN110105930B (zh) | 一种膨润土钻井液及其制备方法 | |
| CN114381248A (zh) | 一种改性二氧化钛纳米封堵剂及水基钻井液 | |
| CN104327818B (zh) | 驱油防膨粘土稳定剂及其制备方法 | |
| CN105585862B (zh) | 一种改性沥青组合物颗粒及其制备方法 | |
| CN114656647B (zh) | 一种端氨基超支化聚合物接枝氧化石墨烯封堵剂及钻井液 | |
| CN111944499B (zh) | 一种基于硅酸锂、超细颗粒的微交联乳液固壁剂及制备方法 | |
| CN104559247B (zh) | 一种高软化点沥青颗粒及其制备方法 | |
| CN113969153B (zh) | 一种基于硅酸锂-超细颗粒的微交联乳液固壁剂及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |