本发明涉及盾构施工材料领域,尤其涉及一种盾构施工环保型干粉泡沫剂及其制备方法。
背景技术:
1、近年来,在我国经济持续快速发展的背景下,城市交通也迅速发展,导致城市地面交通资源越来越紧张。为了解决这一问题,城市交通发展逐渐转向地下空间,地铁建设成为城市发展的重点之一。在地铁建设中,土压平衡盾构施工法被广泛应用,因为它不受地形、地貌和土层等因素的限制,具有显著的技术和经济优势。
2、土压平衡盾构施工法要求渣土具有良好的流动性、黏-软稠度和低的摩擦力和透水性。然而,不同地层(如粘性土层、砂性土层、富水地层)对渣土改良剂的性能要求不同。例如,粘性土层具有较小的渗透系数和相对较好的止水性,但容易黏附在刀盘上,导致开挖和排土困难。因此,需要使用渣土改良剂来防止黏附现象的发生。而砂性土层具有较大的内摩擦角和摩擦系数,使得土体流动性较差,增加了刀盘与螺旋排土器的扭矩,也会导致开挖和排土困难。因此,渣土改良剂需要提供一定的止水性。
3、在土压平衡盾构施工中,土体的性质对开挖和排土过程具有重要影响。因此,提出了土体的理想状态,即塑性流动状态,对于改善施工效果至关重要。为了改善土体性质,常常需要使用添加剂进行土壤改良。其中,干粉泡沫剂是一种常用的改良剂,具有广泛的适用性和研究价值。干粉泡沫剂可以改变土壤的物理性质,如降低密度、提高流动性和减小黏附性,从而改善土体的工程性质,有助于土压平衡盾构施工的进行。但目前干粉泡沫剂在发泡能力、稳定性和防腐性能上均存在一定不足。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供一种盾构施工环保型干粉泡沫剂及其制备方法,用于解决现有技术中干粉泡沫剂在发泡能力、稳定性和防腐性能上均存在一定不足的问题。
2、本发明通过下述技术方案实现:
3、一种盾构施工环保型干粉泡沫剂,以重量份计,包括以下成分:5~10份十二烷基硫酸钠、1~2份十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.5~1份氯化钠、1.5~2份黄原胶、1~2份聚乙二醇、1份苯甲酸钠、0.5~2份sds功能化石墨烯片层。
4、进一步地,以重量分计,包括以下成分:7~10份十二烷基硫酸钠、1.5~2份十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.8~1份氯化钠、1.5~2份黄原胶、1.5~2份聚乙二醇、1份苯甲酸钠、1~2份sds功能化石墨烯片层。
5、进一步地,以重量分计,包括以下成分:10份十二烷基硫酸钠、2份十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、100份水、1份氯化钠、2份黄原胶、2份聚乙二醇、1份苯甲酸钠、2份sds功能化石墨烯片层。
6、进一步地,其特征在于,所述sds功能化石墨烯选自sds功能化中尺寸氧化石墨烯片层;
7、所述sds功能化中尺寸氧化石墨烯片层的制备方法为:取中尺寸氧化石墨烯片层分散到sds乙醇溶液中,然后超声,沉淀用乙醇洗涤,以除去未反应的sds,然后在30°c下干燥。
8、进一步地,所述中尺寸氧化石墨烯片层的制备方法为:取氧化石墨烯混悬液,超声,然后离心,然后再冷到干燥。
9、进一步地,超声的功率为500w,超声的时间为5min。
10、进一步地,所述氧化石墨烯混悬液的制备方法为:取kno3和石墨烯加入到98%硫酸中,搅拌,然后缓慢加入kmno4,将得到的混合溶液加热到35°c后搅拌维持6h;然后逐滴加入去离子水并激烈搅拌,维持溶液温度在80°c并保持30min;再加入去离子水和h2o2,离心后洗涤沉淀至中性,再用去离子水稀释至得到氧化石墨烯的悬浮液。
11、本发明还提供一种盾构施工环保型干粉泡沫剂的制备方法,其特征在于,将十二烷基硫酸钠、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到去离子水中,然后搅拌均匀后,将溶液加热,然后再加入氯化钠、黄原胶、聚乙二醇、苯甲酸钠和sds功能化中尺寸氧化石墨烯片层,搅拌均匀,然后进行烘干、粉碎和过筛处理,得到干粉状物质。
12、进一步地,将溶液加热的温度为40°c。
13、本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:使用sds功能化的氧化石墨烯片层,提高了干粉泡沫剂的防腐蚀性能,并进一步,通过使用sds功能化中尺寸氧化石墨烯片层提高了干粉泡沫剂的半衰期。
1.一种盾构施工环保型干粉泡沫剂,其特征在于,以重量份计,包括以下成分:5~10份十二烷基硫酸钠、1~2份十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.5~1份氯化钠、1.5~2份黄原胶、1~2份聚乙二醇、1份苯甲酸钠、0.5~2份sds功能化石墨烯片层。
2.根据权利要求1中所述的一种盾构施工环保型干粉泡沫剂,其特征在于,以重量分计,包括以下成分:7~10份十二烷基硫酸钠、1.5~2份十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.8~1份氯化钠、1.5~2份黄原胶、1.5~2份聚乙二醇、1份苯甲酸钠、1~2份sds功能化石墨烯片层。
3.根据权利要求1中所述的一种盾构施工环保型干粉泡沫剂,其特征在于,以重量分计,包括以下成分:10份十二烷基硫酸钠、2份十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、1份氯化钠、2份黄原胶、2份聚乙二醇、1份苯甲酸钠、2份sds功能化石墨烯片层。
4.根据权利要求3中所述的一种盾构施工环保型干粉泡沫剂,其特征在于,所述sds功能化石墨烯片层选自sds功能化中尺寸氧化石墨烯片层;
5.根据权利要求4中所述的一种盾构施工环保型干粉泡沫剂,其特征在于,所述中尺寸氧化石墨烯片层的制备方法为:取氧化石墨烯混悬液,超声,然后离心,然后再冷到干燥。
6.根据权利要求5中所述的一种盾构施工环保型干粉泡沫剂,其特征在于,超声的功率为500w,超声的时间为5min。
7.根据权利要求5中所述的一种盾构施工环保型干粉泡沫剂,其特征在于,所述氧化石墨烯混悬液的制备方法为:取kno3和石墨烯加入到98%硫酸中,搅拌,然后缓慢加入kmno4,将得到的混合溶液加热到35°c后搅拌维持6h;然后逐滴加入去离子水并激烈搅拌,维持溶液温度在80°c并保持30min;再加入去离子水和h2o2,离心后洗涤沉淀至中性,再用去离子水稀释至得到氧化石墨烯的悬浮液。
8.根据权利要求7中所述的一种盾构施工环保型干粉泡沫剂的制备方法,其特征在于,将十二烷基硫酸钠、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠加入到去离子水中,然后搅拌均匀后,将溶液加热,然后再加入氯化钠、黄原胶、聚乙二醇、苯甲酸钠和sds功能化中尺寸氧化石墨烯片层,搅拌均匀,然后进行烘干、粉碎和过筛处理,得到干粉状物质。
9.根据权利要求8中所述的一种盾构施工环保型干粉泡沫剂的制备方法,其特征在于,将溶液加热的温度为40°c。