專利名稱：土工用發泡劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種土工用發泡劑。該土工用發泡劑主要用作土壓平衡盾構施工中的
土體改良劑，還可以應用為泡沫混凝土 、泡沫輕質磚和氣泡混合輕質土的高效發泡劑。屬于土木工程建筑材料技術領域。
背景技術：
近年來，隨著地鐵等地下工程建設的飛速發展，土壓平衡盾構工法掘進隧道因其具有安全、高效、環保等優點而越來越受到人們的青睞。但是，由于土壓平衡盾構適用地層條件的限制，當盾構機通過復雜地層時容易發生堵塞、結餅、噴涌等現象，極易引起隧道垮塌、地表塌陷等工程事故。通常情況下，可使用土體改良劑改良地層土的工程特性，以便使盾構機安全順利地通過。常用的土體改良劑有膨潤土和專用泡沫，泡沫是迄今為止最先進和最有效的土體改良劑。然而，泡沫劑的應用研究在國外比較先進，我國對泡沫劑的應用和研究近幾年才剛剛起步，而且其泡沫劑的性能一般都不穩定。 泡沫混凝土以其輕質、保溫隔熱性好、隔音耐火性能好等特性，已經成為一種新型
建材，在土木工程中得到了廣泛的應用。泡沫混凝土生產工藝中要求使用高穩定性的氣泡，
只有穩定性好的泡沫才能用來生產泡沫混凝土。目前，我國的混凝土泡沫劑功能少、產量
低，且所生成的泡沫的穩定性、均勻性、分散性都不理想，與水泥的結合性也不好。 生產泡沫輕質磚的關鍵問題是制造優質泡沫。傳統的泡沫劑都是采用松香酸鈉，
因其原料資源有限、制備工藝復雜、易變質、性能不穩定而受到限制。 在高等級公路、市政及民用和工業建筑工程中，都需要大量的氣泡混合輕質土等建筑材料，其對氣泡的穩定性提出了更高的要求。
發明內容
本發明的目的在于克服現有土工用發泡劑穩定性差、膨脹率低的技術問題，提供一種新型高效的水溶性土工用發泡劑，它主要用作土壓平衡盾構施工中的土體改良劑，還可應用于泡沫混凝土 、泡沫輕質磚和氣泡混合輕質土 。 本發明的土工用發泡劑的主要原料組分包括直鏈十二烷基硫酸鹽、直鏈烷基苯磺酸鹽、脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽中的一種或多種，以及穩泡劑、助泡劑和水。
具體是，本發明的土工用發泡劑按重量百分比由以下原料組分組成 直鏈十二烷基硫酸鹽 1 12%， 烷基苯磺酸鹽 0 7%， 脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉鹽0 7%， 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽 0 8%， 穩泡劑 0. 2 8%， 助泡齊U 0. 1 3%，
水 余量。 所述直鏈十二烷基硫酸鹽是指此類的鈉鹽或者鈉鹽與銨鹽的混合物，即直鏈 十二烷基硫酸鈉或者直鏈十二烷基硫酸鈉與直鏈十二烷基硫酸銨兩者的混合物。其中，直 鏈十二烷基硫酸鈉是一種白色粉末，有特殊氣味，能配制氣泡性良好的香波；直鏈十二烷基 硫酸銨為淡黃色液體，具有去污、潤濕、發泡、乳化、易生物降解等性能。 所述烷基苯磺酸鹽是指此類的鈉鹽或者鈉鹽與銨鹽的混合物，即直鏈十二烷基 苯磺酸鈉或者直鏈十二烷基苯磺酸鈉與直鏈十二烷基苯磺酸銨的混合物。其中，直鏈十二 烷基苯磺酸鈉，白色粉末，耐酸堿，耐氧化，具有良好的乳化、起泡性。 所述脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉鹽是指此類的鈉鹽或者鈉鹽與銨鹽
的混合物，即脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉或者脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸
單酯二鈉與脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二銨的混合物，其具有很強的起泡性。
所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽是指此類的鈉鹽或鈉鹽與銨鹽的混合物，即脂肪
醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或者脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨的混合物。
其中，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，它常溫下呈膏狀，起泡性好，能配制起泡性良好的香波和
洗滌制品。 所述穩泡劑是指兩性表面活性劑叔胺氧化物十二烷基二甲基氧化胺、非離子表面 活性劑椰子油二乙醇酰胺或烷基醇酰胺其中之一或者其中兩種的混合物。穩泡劑可以提高 形成泡沫的穩定性。 所述助泡劑是指非離子表面活性劑水溶性脂肪醇聚氧乙烯醚、十二醇或聚丙烯酰 胺其中之一或其中兩種的混合物。 在常溫下，將上述各組分按比例混合溶解，攪拌均勻即可復配而成本發明的土工 用發泡劑。 本發明配制好的發泡劑溶液經稀釋與空氣混合后，由專用泡沫發生器發泡，可生 成無數均一、潔白的具有高膨脹率、高穩定性的微小氣泡。不僅發泡倍率高，而且所產生的 氣泡孔隙小、分布均勻。常溫常壓下經測定，泡沫的膨脹率達15-35倍，氣泡破滅半數所用 時達16-30分鐘。
具體實施例方式
下面對本發明進行進一步詳細的描述，給出本發明土工用發泡劑各原料組分組成 的幾個具體實施例。實施例1各原料組分的重量百分比為十二烷基硫酸鈉5%脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉3%脂肪醇聚氧乙烯醚1%十二烷基二甲基氧化胺1%十二醇0. 9%水89. 1%常溫下各組分按比例混合溶解，攪拌均勻，即成。5
實施例2 各原料組分的重量百分比為 十二烷基硫酸鈉 5% 十二烷基苯磺酸鈉 4% 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉 3% 脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉4% 十二烷基硫酸銨 2% 脂肪醇聚氧乙烯醚 1% 椰子油二乙醇酰胺 0.5% 水 80.5% 常溫下各組分按比例混合溶解，攪拌均勻，即成。 實施例3 各原料組分的重量百分比為 十二烷基硫酸鈉 6% 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉 6% 十二烷基二甲基氧化胺 1% 脂肪醇聚氧乙烯醚 2% 烷基醇酰胺 3% 7JC 82% 常溫下各組分按比例混合溶解，攪拌均勻，即成。 實施例4 各原料組分的重量百分比為 十二烷基硫酸鈉 10% 烷基醇酰胺 1% 十二醇 0.8% 脂肪醇聚氧乙烯醚 1% 聚丙烯酰胺 0.2% 水 87% 常溫下各組分按比例混合溶解，攪拌均勻，即成。 實施例5 各原料組分的重量百分比為 十二烷基硫酸鈉 2% 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉 6.5% 脂肪醇聚氧乙烯醚 1% 烷基醇酰胺 4% 椰子油二乙醇酰胺 0.5% 水 86% 常溫下各組分按比例混合溶解，攪拌均勻，即成。
權利要求
一種土工用發泡劑，其特征在于，它由以下原料組分按照重量百分比組成直鏈十二烷基硫酸鹽 1～12％，烷基苯磺酸鹽0～7％，脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉鹽0～7％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽 0～8％，穩泡劑 0.2～8％，助泡劑 0.1～3％，水 余量。
2. 根據權利要求1所述的土工用發泡劑，其特征在于所述直鏈十二烷基硫酸鹽是直鏈十二烷基硫酸鈉或者直鏈十二烷基硫酸鈉與直鏈十二烷基硫酸銨的混合物；所述烷基苯磺酸鹽是直鏈十二烷基苯磺酸鈉或者直鏈十二烷基苯磺酸鈉與直鏈十二烷基苯磺酸銨的混合物；所述脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉鹽是脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉或者脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉與脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二銨的混合物；所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽是脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或者脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨的混合物。
3. 根據權利要求2所述的土工用發泡劑，其特征在于所述穩泡劑是十二烷基二甲基氧化胺、椰子油二乙醇酰胺或烷基醇酰胺其中之一或其中兩種的混合物；所述助泡劑是水溶性脂肪醇聚氧乙烯醚、十二醇或聚丙烯酰胺其中之一或其中兩種的混合物。
4. 根據權利要求3所述的土工用發泡劑，其特征在于所述原料組分的重量百分比為為為十二烷基硫酸鈉脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉脂肪醇聚氧乙烯醚十二烷基二甲基氧化胺十二醇水
5. 根據權利要求3所述的土工用發泡劑，十二烷基硫酸鈉十二烷基苯磺酸鈉脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉十二烷基硫酸銨脂肪醇聚氧乙烯醚椰子油二乙醇酰胺水
6. 根據權利要求3所述的土工用發泡劑，十二烷基硫酸鈉5%，3%，1%，1%，0. 9%，89. 1%。其特征在于5%，4%，3%，4%，2%，1%，0. 5%，80. 5%。其特征在于6%，:所述原料組分的重量百分比:所述原料組分的重量百分比為為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉 6 % ，十二烷基二甲基氧化胺 1%，脂肪醇聚氧乙烯醚 2%，烷基醇酰胺 3%，水 82%。
7. 根據權利要求3所述的土工用發泡劑，其特征在于所述原料組分的重量百分比十二烷基硫酸鈉 10%，烷基醇酰胺 1%，十二醇 0.8%，脂肪醇聚氧乙烯醚 1%，聚丙烯酰胺 0.2%，水 87%。
8. 根據權利要求3所述的土工用發泡劑，其特征在于所述原料組分的重量百分比十二烷基硫酸鈉 2%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉 6. 5%，脂肪醇聚氧乙烯醚 1%，烷基醇酰胺 4%，椰子油二乙醇酰胺 0.5%，水 86%。
全文摘要
一種土工用發泡劑，主要用作土壓平衡盾構施工中的土體改良劑，還可應用于泡沫混凝土、泡沫輕質磚和氣泡混合輕質土。該發泡劑由直鏈十二烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、脂肪酸單乙醇酰胺磺化琥珀酸單酯二鈉鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、穩泡劑、助泡劑和水依次按照如下比例復配而成1～12％、0～7％、0～7％、0～8％、0.2～8％、0.1～3％、余量。本發泡劑溶液經稀釋與空氣混合后由泡沫發生器發泡，可生成高膨脹率、高穩定性且分布均勻的微小氣泡。常溫常壓下，泡沫的膨脹率達15-35倍，氣泡破滅半數用時達16-30分鐘。
文檔編號C04B24/16GK101717221SQ20091022385
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月24日 優先權日2009年11月24日
發明者喬國剛, 劉波, 李濤, 陶龍光 申請人:中國礦業大學(北京)