本发明属于盾构泡沫剂领域，具体公开一种耐盐盾构用泡沫剂及其制备方法。
背景技术：
土压平衡盾构技术是当前地下工程施工的关键技术之一，在土压平衡盾构施工中，使用盾构用泡沫剂可减少盾构机机械磨损、调整土仓内土体塑性流动性、降低渣土的透水性、降低切削渣土的内摩擦力等，有利于盾构机安全高效地掘进，是目前土压平衡盾构施工中不可或缺的材料之一。
由于盾构施工面临的地层环境十分复杂、多样，不同施工地区或施工段的岩层、土层以及地下水质均可能存在较大差异，因此，现实中很难找到一种可适应各种地层环境的通用型盾构用泡沫剂。在现有的文献报道中，为适应盾构施工所面临的特殊地层环境，各种专用型的盾构泡沫剂逐步被开发应用，如抗碱性盾构泡沫剂、抗酸性盾构泡沫剂、砂卵石地层盾构泡沫剂等。
在土压平衡盾构施工中，地层含水或涌水是常见的现象，尤其是在地势较低、海拔较低的地区。当在地层含水或涌水中盐浓度较高时，会对盾构泡沫剂生成的泡沫构成一个高矿化度的水溶液环境，该环境下泡沫一般很难稳定存在，容易发生破裂或性能受到损害。然而，可适应高矿化度的水溶液环境的盾构用泡沫剂的相关研究却鲜见报道。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种可适应高矿化度水溶液环境的土压平衡盾构机专用泡沫剂及其制备方法，该泡沫剂在高矿化度的水溶液环境中仍然具有较好的发泡率和半衰期，表现出良好的耐盐性。
本发明的技术方案如下：
一种耐盐盾构用泡沫剂，包括以下原料：烷基二苯醚双磺酸钠6-8份、α-烯烃磺酸钠2-3份、十二醇0.4-0.6份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.1-0.2份、黄原胶(xc)0.05-0.15份、聚乙二醇1-2份、丙三醇2-2.5份、乙酸钠2-4份、水79.55-86.45份，以重量份数计。
作为优选，一种耐盐盾构用泡沫剂，包括以下原料：烷基二苯醚双磺酸钠7-8份、α-烯烃磺酸钠2.5-3份、十二醇0.5-0.6份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.14-0.18份、黄原胶(xc)0.08-0.12份、聚乙二醇1.6-1.8份、丙三醇2.2-2.4份、乙酸钠2-3份、水80.9-83.98份，以重量份数计。
进一步：一种耐盐盾构用泡沫剂，包括以下原料：烷基二苯醚双磺酸钠8份、α-烯烃磺酸钠2.8份、十二醇0.55份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.16份、黄原胶(xc)0.1份、聚乙二醇1.7份、丙三醇2.3份、乙酸钠2.5份、水81.89份，以重量份数计。
一种耐盐盾构用泡沫剂的制备方法，包括以下步骤：
根据上述重量份数，首先称取去离子水置于烧杯中，同时对去离子水进行搅拌，然后依次将称量好的十二醇、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)、聚乙二醇、丙三醇、乙酸钠匀速加入去离子水中，上述成分在去离子水中分散均匀后，再加入称量好的烷基二苯醚双磺酸钠、α-烯烃磺酸钠，即可制备得到耐盐盾构用泡沫剂。
优选：所述的十二醇溶解于体积分数95％的酒精中。因为十二醇在水中不能直接溶解，需要先溶于酒精中才能在水溶液中溶解。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种耐盐盾构用泡沫剂，由以下原料制备得到：烷基二苯醚双磺酸钠6-8份、α-烯烃磺酸钠2-3份、十二醇0.4-0.6份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.1-0.2份、黄原胶(xc)0.05-0.15份、聚乙二醇1-2份、丙三醇2-2.5份、乙酸钠2-4份、水79.55-86.45份，以重量份数计。盾构用泡沫剂一般由发泡剂、稳定剂和助剂组成。本发明的发泡剂组分选用烷基二苯醚双磺酸钠与α-烯烃磺酸钠；烷基二苯醚双磺酸钠在电解质溶液中具有良好的溶解度，其结构对ca2+、mg2+等具有螯合作用，在浓盐溶液中仍可保持良好的表面活性；α-烯烃磺酸钠在浓盐溶液的表面活性保持能力不如烷基二苯醚双磺酸钠好，但其在淡水中或低盐溶液中的起泡能力十分突出；将烷基二苯醚双磺酸钠与α-烯烃磺酸钠进行复配，可发挥协同增效的作用，烷基二苯醚双磺酸钠对盐具有增溶作用，有助于提升α-烯烃磺酸钠在浓盐溶液中的溶解度，复配所得的发泡组分不仅具有良好的发泡倍率，而且在浓盐溶液中还具有优异的稳定性；
本发明的稳定剂组分同时选用十二醇、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)；十二醇通过提高溶液中表面活性剂分子之间的吸附力，使形成的泡沫强度更高、弹性更强、透气性更低，从而提高泡沫稳定性；阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)均具有突出的水溶性以及低浓度高粘度的特性，其通过增加溶液的粘度，使形成的泡沫粘度也增加，从而提高泡沫稳定性；将阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)、十二醇复配作为泡沫剂中稳定剂应用，可显著提高泡沫的稳定性。另外，本发明采用聚乙二醇、丙三醇、乙酸钠作为泡沫剂中的助剂；聚乙二醇、丙三醇可增加泡沫的润滑性、柔软性等；乙酸钠作泡沫剂的防腐剂使用。本发明制备的盾构用泡沫剂，无论是在淡水环境还是在高矿化度的水溶液环境中，均具有优异的发泡倍率和半衰期，最高可适应盐浓度为200g/l的水溶液环境，表现出良好的耐盐性，是在含高矿化度水溶液的地层中进行盾构施工的一种专用泡沫剂。
具体实施方式：
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定于本发明。
实施例1：
一种耐盐盾构用泡沫剂，包括以下原料：烷基二苯醚双磺酸钠7份、α-烯烃磺酸钠3份、十二醇0.55份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.16份、黄原胶(xc)0.1份、聚乙二醇1.7份、丙三醇2.3份、乙酸钠2.5份、水82.69份，以重量份数计。
一种耐盐盾构用泡沫剂的制备方法，包括以下步骤：根据上述重量份数，首先称取去离子水置于烧杯中，同时对去离子水进行搅拌，然后依次将称量好的十二醇(需先溶解于体积分数95％的酒精中)、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)、聚乙二醇、丙三醇、乙酸钠匀速加入去离子水中，上述成分在去离子水中分散均匀后，再加入称量好的烷基二苯醚双磺酸钠、α-烯烃磺酸钠，即可制备得到耐盐盾构用泡沫剂。
实施例2：
一种耐盐盾构用泡沫剂，包括以下原料：烷基二苯醚双磺酸钠8份、α-烯烃磺酸钠2.8份、十二醇0.55份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.16份、黄原胶(xc)0.1份、聚乙二醇1.7份、丙三醇2.3份、乙酸钠2.5份、水81.89份，以重量份数计。
一种耐盐盾构用泡沫剂的制备方法，包括以下步骤：根据上述重量份数，首先称取去离子水置于烧杯中，同时对去离子水进行搅拌，然后依次将称量好的十二醇(需先溶解于体积分数95％的酒精中)、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)、聚乙二醇、丙三醇、乙酸钠匀速加入去离子水中，上述成分在去离子水中分散均匀后，再加入称量好的烷基二苯醚双磺酸钠、α-烯烃磺酸钠，即可制备得到耐盐盾构用泡沫剂。
实施例3：
一种耐盐盾构用泡沫剂，包括以下原料：烷基二苯醚双磺酸钠7份、α-烯烃磺酸钠3份、十二醇0.55份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.16份、黄原胶(xc)0.1份、聚乙二醇1.7份、丙三醇2.3份、乙酸钠2.5份、水82.69份，以重量份数计。
一种耐盐盾构用泡沫剂的制备方法，包括以下步骤：根据上述重量份数，首先称取去离子水置于烧杯中，同时对去离子水进行搅拌，然后依次将称量好的十二醇(需先溶解于体积分数95％的酒精中)、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)、聚乙二醇、丙三醇、乙酸钠匀速加入去离子水中，上述成分在去离子水中分散均匀后，再加入称量好的烷基二苯醚双磺酸钠、α-烯烃磺酸钠，即可制备得到耐盐盾构用泡沫剂。
实施例4：
一种耐盐盾构用泡沫剂，包括以下原料：烷基二苯醚双磺酸钠8份、α-烯烃磺酸钠2.8份、十二醇0.55份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.18份、黄原胶(xc)0.08份、聚乙二醇1.7份、丙三醇2.3份、乙酸钠2.5份、水81.89份，以重量份数计。
一种耐盐盾构用泡沫剂的制备方法，包括以下步骤：根据上述重量份数，首先称取去离子水置于烧杯中，同时对去离子水进行搅拌，然后依次将称量好的十二醇(需先溶解于体积分数95％的酒精中)、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)、聚乙二醇、丙三醇、乙酸钠匀速加入去离子水中，上述成分在去离子水中分散均匀后，再加入称量好的烷基二苯醚双磺酸钠、α-烯烃磺酸钠，即可制备得到耐盐盾构用泡沫剂。
实施例5：
一种耐盐盾构用泡沫剂，包括以下原料：烷基二苯醚双磺酸钠8份、α-烯烃磺酸钠2.8份、十二醇0.55份、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵0.14份、黄原胶(xc)0.08份、聚乙二醇1.7份、丙三醇2.3份、乙酸钠2.5份、水81.93份，以重量份数计。
一种耐盐盾构用泡沫剂的制备方法，包括以下步骤：首先称取一定量的去离子水置于烧杯中，同时对去离子水进行搅拌，然后依次将称量好的十二醇(需先溶解于体积分数95％的酒精中)、阳离子瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、黄原胶(xc)、聚乙二醇、丙三醇、乙酸钠匀速加入去离子水中，上述成分在去离子水中分散均匀后，再加入称量好的烷基二苯醚双磺酸钠、α-烯烃磺酸钠，即可制备得到耐盐盾构用泡沫剂。
将实施例1～5制备的盾构用泡沫剂与某市售的盾构泡沫剂(以脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠为主要发泡组分)进行性能比较，结果如下：
备注：所选用的某市售的盾构用泡沫剂与本发明制备的盾构用泡沫剂具有相似的发泡剂浓度和发泡倍率，且其它实验条件相同。
由上表中数据对比可知，在淡水环境中，实施例1～5制备的盾构用泡沫剂与某市售的盾构用泡沫剂具有相似的发泡倍率和半衰期；但是，在高矿化度((盐浓度为200g/l))环境中，实施例1～5制备的盾构用泡沫剂的发泡倍率和半衰期明显优于市售的盾构用泡沫剂；这表明本发明提供的一种盾构用泡沫剂具有良好的高矿化度环境适应性，在浓盐溶液中依然保持了突出的起泡能力和泡沫稳定性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的修改，均应含在本发明的保护范围之内。