粘土分散处理剂及制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种粘土分散处理剂及制备工艺。
【背景技术】
[0002] 在河流盾构工程施工经常不可避免的遇见粘土地层，据统计，有80%以上的盾构 工程存在粘土地层穿越段，粘土层一般呈紫红色、枯黄、褐黄或灰白色，钙泥质胶结。而在分 散处理盾构或类似工程中大量粘土挤压、粘附易形成泥团泥饼。
[0003] 由于目前，国内外无专门用于分散处理盾构或类似工程大量粘土挤压、粘附形成 的泥团泥饼的处理剂。泥水平衡盾构机穿越粘土地层时刀盘与泥水舱内易形成泥饼，包裹 刀盘刀具，从而导致推力上升、掘进速度下降、刀具异常加剧、盾构机设备负荷超载等情况， 无法持续掘进，长期还会造成刀具磨损严重。进而给盾构工程施工造成很大困难。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种粘土分散处理剂及制备工艺，用于解决目前盾构工程 穿越粘土地层时，刀盘与泥水舱内易形成泥饼包裹刀盘刀具的问题，进而避免了推力上升、 掘进速度下降、刀具异常加剧、盾构机设备负荷超载的情况，从而解决了刀具磨损严重以及 无法持续掘进的问题。
[0005] 第一方面，本发明提供了一种粘土分散处理剂，由下列重量份的组分制备而成：植 物蛋白130~200份、植物蛋白酶40~60份、甲酸盐溶液30~40份、聚丙烯酰胺30~40 份、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物50~70份、泡沫剂60~80份、水300~400份、第一剂量的 PH值调节剂。
[0006] 优选的，所述甲酸盐溶液的浓度为40 % -50 %。
[0007] 优选的，所述PH值调节剂为浓度40% -50%的碳酸钠溶液。
[0008] 第二方面，本发明提供了一种制备第一方面任一所述的粘土分散处理剂的方法， 包括如下步骤：步骤A :将130~200份植物蛋白、40~60份植物蛋白酶与300~400份 水，静置一定时间后，搅拌均匀制成溶液；步骤B :将所述步骤A所得溶液加热到60~75摄 氏度后，用PH值调节剂调节PH值到7~8 ;步骤C :将30~40份甲酸盐和30~40份聚丙 烯酰胺加入到所述步骤B所得溶液中，搅拌反应90-130分钟；步骤D :用PH调节剂将所述 步骤C所得溶液的PH值调节到7~8 ;步骤E:将50~70份甲基萘磺酸钠甲醛缩合加入 到所述步骤D所得溶液中，搅拌反应45-60分钟；步骤F :将所述步骤E所得溶液降至常温 后，加入60~80份泡沫剂并搅拌均匀。
[0009] 优选的，所述PH值调节剂为浓度40% -50%的碳酸钠溶液。
[0010] 优选的，所述搅拌反应在恒温40°C进行。
[0011] 第三方面，第一方面所述的任一种粘土分散处理剂，应用于泥水平衡盾构机的盾 构进浆浆液中。
[0012] 本发明通过实施例所提供的盾构工程粘土分散处理剂及配制工艺，所制备的粘土 分散处理剂提高盾构穿越粘土地层的流动性和润滑性，避免了刀盘与泥水舱内形成泥饼包 裹刀盘刀具，能够持续掘进，明显提高了掘进速度，同时有效减小了磨损。
【附图说明】
[0013] 图1为添加本发明实施例的粘土分散处理剂后盾构掘进参数变化曲线图。
【具体实施方式】
[0014] 为了解决现有技术中目前盾构工程穿越粘土地层时，刀盘与泥水舱内易形成泥饼 包裹刀盘刀具的问题，本发明提供了一种粘土分散处理剂，总的思路如下：
[0015] 由下列重量份的组分制备而成：植物蛋白130~200份、植物蛋白酶40~60份、 甲酸盐溶液30~40份、聚丙烯酰胺30~40份、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物50~70份、泡 沫剂60~80份、水300~400份、第一剂量的PH值调节剂。
[0016] 1、通过粘土分散处理剂中的植物蛋白和植物蛋白酶在化学反应后，能够在金属表 面产生一种类似润滑油的表面活性膜，能够有效防止粘土粘附在刀盘刀具等金属表面，促 进粘附其上的粘土泥饼剥离；
[0017] 2、粘土分散处理剂中的阴离子会一层一层的，选择性地包裹在粘土片层上带正电 的部分，从而可以使粘土片层被推开，产生剥离效果；
[0018] 3、通过粘土分散处理剂中的泡沫剂在粘土中产生泡沫，使粘土变的疏松，降低了 粘土泥饼的硬度和粘度，在盾构机泥水舱中泥水的循环作用下易被排出；
[0019] 通过前述三点来共同提高盾构穿越粘土地层的流动性和润滑性，避免了刀盘与泥 水舱内形成泥饼包裹刀盘刀具，能够持续掘进，明显提高了掘进速度，同时有效减小了磨 损。
[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 本发明所提供的粘土分散处理剂由下列重量份的组分制备而成：
[0022] 植物蛋白130~200份、植物蛋白酶40~60份、甲酸盐溶液30~40份、聚丙烯 酰胺30~40份、甲基萘磺酸钠甲醛缩合物50~70份、泡沫剂60~80份、水300~400 份、第一剂量的PH值调节剂。
[0023] 具体的，具体实施过程中所使用的甲酸盐溶液的浓度为40% -50%。
[0024] 具体的，具体实施过程中所使用的PH值调节剂为浓度40% -50%的碳酸钠溶液， 其中，PH值调节剂的第一剂量为：在具体需要PH值调节剂的步骤中调节溶液的PH值到7~ 8为准，具体剂量参见制备方法实施例。
[0025] 下面介绍本实施例中所提供的粘土分散处理剂的一制备方法，包括如下步骤：
[0026] 步骤A : 130~200份植物蛋白、40~60份植物蛋白酶与300~400份水，静置一 定时间后，搅拌均匀制成溶液。较佳的，步骤A中的静置条件为在常温下静置，具体的，静置 时间为100-120分钟。
[0027] 步骤B :将步骤A所得溶液加热到60~75°C后，用PH值调节剂调节PH值到7~ 8 ；
[0028] 步骤C :将30~40份甲酸盐和30~40份聚丙烯酰胺加入到步骤B所得溶液中， 搅拌反应90-130分钟；
[0029] 步骤D :用PH调节剂将步骤C所得溶液的PH值调节到7~8。具体的，PH值调节 剂为浓度40% -50%的碳酸钠溶液。
[0030] 步骤E:将50~70份甲基萘磺酸钠甲醛缩合加入到步骤D所得溶液中，搅拌反应 45 -60分钟；
[0031] 步骤F :将步骤E所得溶液降至常温后，加入60~80份泡沫剂并搅拌均匀。具体 的，所述搅拌反应在恒温40°C进行。
[0032] 实例一：
[0033] 依次执行下列步骤1~步骤6 :
[0034] 步骤1 :称取质量份数130份植物蛋白和质量份数40份植物蛋白酶加入质量份数 300份水中，在常温下静置100分钟后，在恒温40°C的条件下搅拌均匀，制成溶液；
[0035] 步骤2 :将经过上述步骤1后得到的溶液加热到60°C，然后用40%的碳酸钠溶液 PH调节剂调节溶液PH值为7-8。
[0036] 步骤3 :称取质量份数30份的浓度为40%的甲酸盐和质量份数30份的聚丙烯酰