[发明专利]一种泥岩地质盾构用易降解环保型分散泡沫剂及制备方法

说明书

本发明涉及一种泥岩地质盾构用易降解环保型分散泡沫剂及制备方法，该泡沫剂按所占重量百分比计算，由以下重量百分比的原料组成：烷基乙基磺酸盐5～15％、鼠李糖脂2～5％、乳酸盐1～3％、卡拉胶0.5～1％、柠檬酸1～3％、单宁酸钾0.5～2％、壳聚糖0.2～0.7％，余量为水。本发明采用的原材料均可通过自然环境微生物快速降解，且无次生毒害副产物，凸显出巨大环保特点。制备出的泡沫剂具有环境影响小、发泡能力强、泡沫稳定性好、泥岩分散速度快、渣土改良效果优等优势。解决了传统泡沫剂对土壤、水环境污染大和泥岩分散效果差等技术难题，扩大了盾构渣土的回填处理途径，同时增大了泥岩地质盾构效率，降低盾构施工成本，环保和经济效益显著。

技术领域

本发明涉及盾构施工技术领域，具体地说涉及一种泥岩地质盾构用易降解环保型分散泡沫剂及制备方法。

背景技术

当前，国内各大中型城市均在大力推进城市轨道交通工程建设，最为常用的施工方式是土压平衡盾构，是因为土压平衡盾构具有适用地质广、施工效率高、设备成本投入少(相对于泥水平衡盾构)和施工成本低等技术经济优势。通常，较短的盾构距离内会涉及多种地质，为提高盾构效率，降低刀盘磨损，提高盾构施工安全性，盾构技术人员需要对刀盘前端和土仓内的渣土进行改良，多年工程应用经验表明泡沫剂因具有应用方便、改良效果优和经济性好等特点，而被广泛使用。特别是针对黏土质和泥岩类地质，泡沫剂展示出良好的分散特性，可极大的提高渣土排出效率，凸显出巨大应用优势。但随着文明和环保施工要求的提升，要求渣土中残余的泡沫剂在环境条件下具备良好的自然降解能力，传统泡沫剂多采用乙氧基壬基酚类和月桂基聚氧乙烯类表面活性剂作为主要组分，环境微生物降解性能差，已无法适应环境保护需求。

专利CN110935393A公开了一种环保泡沫制剂及其制备方法，此专利公布的泡沫剂主要组成成分为十二烷基硫酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚和保鲜剂等，其中辛基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚环境降解性能较差。专利CN109628076A公开了一种用于土压平衡盾构的泡沫剂组合物及其制备方法，其采用脂肽表面活性剂、槐糖脂、威兰胶和大豆蛋白等作为泡沫剂主要组分，采用的可生物降解原材料，环保性能较好，但对泡沫剂的分散性能未做提及。

目前，易被环境微生物快速、高效降解的环保型盾构泡沫剂的发明和制造，将是盾构泡沫剂技术发展重点方向，保证泡沫剂基本改良功效和强分散性能的同时，实现泡沫剂全组分的快速环境生物降解，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环境微生物降解速度快，且具备良好黏土分散功能的泥岩地质盾构用环保型泡沫剂及制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种泥岩地质盾构用易降解环保型分散泡沫剂，按所占重量百分比计算，由以下重量百分比的原料组成：烷基乙基磺酸盐5～15％、鼠李糖脂2～5％、乳酸盐1～3％、卡拉胶0.5～1％、柠檬酸1～3％、单宁酸钾0.5～2％、壳聚糖0.2～0.7％，余量为水。

进一步地，所述烷基乙基磺酸盐的直链烷基碳数量为10～14。

进一步地，所述鼠李糖脂由铜绿假单胞菌发酵得到，所述鼠李糖脂的临界胶束浓度CMC不大于22.5mg/L，可将水表面张力降至31.5mN/m以下。

进一步地，所述乳酸盐为乳酸钠或乳酸钾或乳酸钠和乳酸钾的混合物。

进一步地，所述卡拉胶为K-型、I-型和λ-型卡拉胶的混合物，其中K-型和I-型卡拉胶的总质量占比≥90％。

进一步地，所述壳聚糖的脱乙酰度为70％～85％。

本发明还提供上述泥岩地质盾构用易降解环保型分散泡沫剂的制备方法，包括以下步骤：