CN116751563A - 一种适用于工程施工现场的抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于工程施工现场的抑尘剂及其制备方法，所有原料的质量份数分别为：氯化镁1.5‑4份、三乙醇胺2‑3.5份、聚丙烯酰胺2.5‑3.75份、十二烷基苯磺酸钠0.5‑2.25份以及水100‑200份；该抑尘剂有效抑尘期长，对空气颗粒物削减能力强，应用成本较低廉，综合抑尘效果理想。

Description

一种适用于工程施工现场的抑尘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种适用于工程施工现场的抑尘剂及其制备方法，属于扬尘治理中化学抑尘领域。

背景技术

扬尘是我国城市环境空气颗粒物的重要来源。大量研究表明扬尘会对气候环境、人体健康、生产活动等产生不利影响。随着经济的快速发展，城镇化加快，扬尘污染也在不断加剧，人们对空气质量的关注与日俱增。研究出高效、经济、环保的抑尘措施成为当前环境领域的热点问题。

现阶段，扬尘防治方法主要有洒水抑尘、挡风墙抑尘、封闭结构抑尘、防尘网抑尘和化学抑尘等。洒水抑尘是指在露天环境用洒水车喷水，将颗粒冲到路边的同时增加颗粒物的聚合，从而减少颗粒的再悬浮。挡风墙抑尘是指依据空气动力学原理，设置不同版型的挡风板疏导控制风向，形成上、下干扰流以达到外侧强风，内侧弱风，外侧小风，内测无风的效果。封闭结构抑尘是指将局部尘源所产生的扬尘抑制再尽可能小的密闭空间之内，尽可能的减少粉尘影响的范围和空间。防尘网抑尘是指在裸露的土壤上覆盖绿网，防治尘土被风吹起。化学抑尘是指通过添加物理、化学抑尘剂将扬尘颗粒胶结成团或表面结壳，从而抑尘粉尘飞扬。大量实践表明这些传统方法均可以对扬尘起到防治作用，但是仍具有一定的局限性。这些局限性包括：(1)洒水抑尘造成大量水资源的浪费，且夏季持续时间较短，冬季易结冰，适用于温度在零度以上的路面、裸露土壤和堆料等。(2)挡风墙抑尘建设成本高，作业区不断有新扬尘出现，抑尘能力有限，不适用于长距离、大面积环境。(3)封闭结构抑尘属于被动式抑尘，现实中很难达到绝对密闭，且无法捕获空气中的扬尘，只适用于小范围作业环境。(4)防尘网抑尘使用期限较短，长时间内无法自然降解，容易造成二次污染，对大颗粒抑制效果明显，对细小微粒效果微小，只适用于不进行施工作业的裸露土壤、堆料等，无法捕获空气中的尘粒。(5)化学抑尘效果显著，但功能单一、价格昂贵。

因此，为了弥补上述传统抑尘方式的不足，亟需设计一种新的抑尘剂，不仅能削减空气中颗粒物浓度，在作业区具有良好的抗风蚀性能，达到抑制工程施工现场扬尘的功效。

发明内容

本发明提供一种适用于工程施工现场的抑尘剂及其制备方法，该抑尘剂有效抑尘期长，对空气颗粒物削减能力强，应用成本较低廉，综合抑尘效果理想。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于工程施工现场的抑尘剂，包括以下原料，分别为氯化镁、三乙醇胺、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠以及水；

作为本发明的进一步优选，所有原料的质量份数分别为：氯化镁1.5-4份、三乙醇胺2-3.5份、聚丙烯酰胺2.5-3.75份、十二烷基苯磺酸钠0.5-2.25份以及水100-200份；

根据所述适用于工程施工现场的抑尘剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：在容器中装入少量水，加入的水覆没容器底部；

步骤S2：按照质量份数称取各个组份，其中氯化镁1.5-4份、三乙醇胺2-3.5份、聚丙烯酰胺2.5-3.75份、十二烷基苯磺酸钠0.5-2.25份；

步骤S3：将步骤S2中称取的组份倒入步骤S1中的容器内，接着在容器内注入质量份数为100-200份的水进行稀释；

步骤S4：搅拌经过水稀释的抑尘剂，直至容器内溶液无沉淀，获得抑尘剂成品；

步骤S5：将步骤S4获得的抑尘剂成品通过喷洒设备按照预设时间喷洒在指定施工区域内，实现抑尘操作；

作为本发明的进一步优选，步骤S4中，将经过水稀释的抑尘剂注入在设置内循环泵的洒水车内，在洒水车起动内循环，实现搅拌；

作为本发明的进一步优选，步骤S4中经过水稀释的抑尘剂搅拌3-5分钟；

作为本发明的进一步优选，步骤S5中，喷洒设备进行喷洒的单次喷洒量为1-3L/m²。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供适用于工程施工现场的抑尘剂，原材料类型多样，喷洒后空气中PM2.5、PM10颗粒浓度显著降低，喷洒本发明抑尘剂溶液的土体抗风蚀性能优异，其风蚀量明显低于纯洒水抑尘；

2、本发明提供适用于工程施工现场的抑尘剂，价格低廉，与现有技术中关于抑尘的措施相比，经济效益优良；

3、本发明提供的适用于工程施工现场的抑尘剂，不仅适用于工程施工现场中的裸露土壤、路面、堆料，亦可对具有相似环境条件下的扬尘进行防治，应用场景广泛。

具体实施方式

基于背景技术中指出的问题，本申请提供了一种适用于工程施工现场的抑尘剂，该抑尘剂有效抑尘期长，对空气颗粒物削减能力强，应用成本较低廉。本申请提供的抑尘剂中，包含了吸湿性无机盐、保湿剂、高分子有机粘结剂以及表面活性剂，从原理出发，表面活性剂起到降低溶液表面张力的作用，粉尘颗粒被吸引进入抑尘剂溶液并产生湿润作用。为了加强表面活性剂的作用，吸湿剂吸收空气中的水分，再通过保湿剂使充满水分的尘粒长时间保持湿润，以延长抑尘剂的有效作用期。粘结剂通过系列反应将粉尘颗粒进行粘结，改变土的颗粒级配，增加颗粒间相互作用力，削减空气中颗粒物，同时在尘粒表面形成网状骨架，防止尘粒二次飘散，达到固尘效果。

具体的本申请的抑尘剂包括以下原料，分别为氯化镁、三乙醇胺、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠以及水。所有原料的质量份数如表1所示分别为：氯化镁1.5-4份、三乙醇胺2-3.5份、聚丙烯酰胺2.5-3.75份、十二烷基苯磺酸钠0.5-2.25份以及水100-200份。

表1抑尘剂原材料

上述所有的组份共同协同，包含湿润、粘结、凝聚作用等。十二烷基苯磺酸钠以溶液形式存在时，在空气-溶液表面形成单分子吸附层，面对空气的疏水基吸引空气中的粉尘颗粒，捕获扬尘。氯化镁和三乙醇胺的作用分别为吸湿和保湿，其中，氯化镁是一种吸湿性无机盐，化学式为MgCl2，价格低廉、来源广泛，吸湿效果良好，且能够降低抑尘剂溶液的冰点，在寒冷天气正常应用。同时，卤化物中的盐离子能与土体中的粒子交换，形成结晶或水化胶结物，在土颗粒间产生胶结力，还可在尘粒表面形成一层网状的骨架，防止尘粒飘散，通过固尘的方式达到抑尘。三乙醇胺属于有机化合物，化学式为C6H15NO3，外观呈无色至淡黄色粘稠液态，具有良好的稳定性，保湿效果显著，有助于表面活性剂发挥。减缓溶液中水分挥发，使施工段长时间保持湿润；聚丙烯酰胺(PAM)是一种线型高分子聚合物，化学式为(C3H5NO)n，其作为粘结剂，具有良好的絮凝性，可以吸附溶液中的悬浮颗粒，通过凝并作用将细小的粉尘颗粒聚集形成较大直径的颗粒，通过改变颗粒级配，增加大颗粒的比重，进而提高颗粒间的嵌固力。十二烷基苯磺酸钠(SDBS)属于阴离子型表面活性剂，化学式为C18H29NaO3S，易溶于水，对碱、稀酸、硬水化学性质稳定，具有优异的渗透性能，促进对空气中粉尘颗粒的吸附。

接着本申请还提供了适用于工程施工现场的抑尘剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：在容器中装入少量水，加入的水覆没容器底部，避免原材料黏附容器壁；

步骤S2：按照质量份数称取各个组份，其中氯化镁1.5-4份、三乙醇胺2-3.5份、聚丙烯酰胺2.5-3.75份、十二烷基苯磺酸钠0.5-2.25份；

步骤S3：将步骤S2中称取的组份倒入步骤S1中的容器内，接着在容器内注入质量份数为100-200份的水进行稀释；

步骤S4：搅拌经过水稀释的抑尘剂3-5分钟，直至容器内溶液无沉淀，获得抑尘剂成品；这里搅拌的方式可以选择将经过水稀释的抑尘剂注入在设置内循环泵的洒水车内，在洒水车起动内循环，实现搅拌；

步骤S5：将步骤S4获得的抑尘剂成品通过喷洒设备按照预设时间单次喷洒量为1-3L/m²喷洒在指定施工区域内，实现抑尘操作。

为了验证本申请提出的抑尘剂优越性，提供了表2中多个实施例以及对照例。

表2具体实施参数

实施例1

一种适用于建筑工地的抑尘剂，由以下重量份的原料制备而成：氯化镁3.75份、三乙醇胺2.25份、聚丙烯酰胺3份、十二烷基苯磺酸钠1.5份、水150份。

实施例2

一种适用于建筑工地的抑尘剂，由以下重量份的原料制备而成：氯化镁2.5份、三乙醇胺2份、聚丙烯酰胺1.5份、十二烷基苯磺酸钠1份、水100份。

实施例3

一种适用于建筑工地的抑尘剂，由以下重量份的原料制备而成：氯化镁3份、三乙醇胺3份、聚丙烯酰胺3份、十二烷基苯磺酸钠1.5份、水150份。

实施例4

一种适用于建筑工地的抑尘剂，由以下重量份的原料制备而成：氯化镁2份、三乙醇胺2份、聚丙烯酰胺2份、十二烷基苯磺酸钠1份、水200份。

对照例1

本对照例采用纯洒水措施进行抑尘，即喷洒物质仅为水。

对照例2

本对照例提供一种由单一原材料组成的化学抑尘剂，由以下质量份的原料制备而成：氯化镁2份，水100份

对照例3

本对照例提供一种由单一原材料组成的化学抑尘剂，由以下质量份的原料制备而成：三乙醇胺2份，水100份。

对照例4

本对照例提供一种由单一原材料组成的化学抑尘剂，由以下质量份的原料制备而成：聚丙烯酰胺1.5份，水100份。

在某工程施工现场进行试验，选取一段运输路面作为试验对象，对路面进行简单整平后分成8个路段，(分别做为实施例1-4和对照例1-4的试验对象)。采用洒水车对试验路面喷洒等量的实施例1-4的抑尘剂和对照例1-4。通过测量喷洒抑尘剂后作业区域内空气颗粒物浓度(PM2.5、PM10)来判断抑尘效果，结果见表3。

表3喷洒试验测定结果

从表3可以看出，本申请制备的抑尘剂可以有效处理PM2.5和PM10颗粒，促进空气中扬尘沉降，同时具有良好的抗风蚀能力，防止地面尘粒二次扬起。

最后本申请还针对经济成本做了试验，以应用工程为例，考虑原料成本、人工费和设备费等，简单估算本申请抑尘剂的使用成本，并以传统抑尘方法中的纯洒水和铺盖防尘网作对照，其成本效益对比见表4：

表4抑尘剂经济效益对比分析

由此可知，本申请的抑尘剂价格低廉，经济效益优良，适合大范围推广。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种适用于工程施工现场的抑尘剂，其特征在于：包括以下原料，分别为氯化镁、三乙醇胺、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠以及水。

2.根据权利要求1所述的适用于工程施工现场的抑尘剂，其特征在于：所有原料的质量份数分别为：氯化镁1.5-4份、三乙醇胺2-3.5份、聚丙烯酰胺2.5-3.75份、十二烷基苯磺酸钠0.5-2.25份以及水100-200份。

3.根据权利要求2所述适用于工程施工现场的抑尘剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1：在容器中装入少量水，加入的水覆没容器底部；

步骤S2：按照质量份数称取各个组份，其中氯化镁1.5-4份、三乙醇胺2-3.5份、聚丙烯酰胺2.5-3.75份、十二烷基苯磺酸钠0.5-2.25份；

步骤S3：将步骤S2中称取的组份倒入步骤S1中的容器内，接着在容器内注入质量份数为100-200份的水进行稀释；

步骤S4：搅拌经过水稀释的抑尘剂，直至容器内溶液无沉淀，获得抑尘剂成品；

步骤S5：将步骤S4获得的抑尘剂成品通过喷洒设备按照预设时间喷洒在指定施工区域内，实现抑尘操作。

4.根据权利要求3所述适用于工程施工现场的抑尘剂的制备方法，其特征在于：步骤S4中，将经过水稀释的抑尘剂注入在设置内循环泵的洒水车内，在洒水车起动内循环，实现搅拌。

5.根据权利要求3所述适用于工程施工现场的抑尘剂的制备方法，其特征在于：步骤S4中经过水稀释的抑尘剂搅拌3-5分钟。

6.根据权利要求4所述适用于工程施工现场的抑尘剂的制备方法，其特征在于：步骤S5中，喷洒设备进行喷洒的单次喷洒量为1-3L/m²。