钻孔护壁用泥浆及其配制工艺和现场施工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种钻孔护壁用泥浆，采用的原料包括以下成分：质量比8‑14：0.8‑1.2：0.01的水、膨润土以及外掺料；所述外掺料按比例水：钠基膨润土：聚合氯化铝以及碳酸钠＝600‑800ml：60‑80g：1.4‑1.65g：1.54g混合。本发明专利技术的泥浆护壁效果好，泥浆均匀，上下层的黏度比例一致，砂层内使用旋挖钻不塌孔；而且黏度合适，不会造成糊钻。

【技术实现步骤摘要】
钻孔护壁用泥浆及其配制工艺和现场施工工艺
本专利技术涉及护壁泥浆领域。更具体地说，本专利技术涉及一种钻孔护壁用泥浆及其配制工艺以及现场施工工艺。
技术介绍
目前，在桥梁基础工程中，钻孔灌注桩基础已经占据了重要地位，随着钻孔桩向大直径、高深度发展，泥浆护壁材料的性能对钻孔质量影响越来越大，目前市面上的护壁泥浆普遍存在均匀性较差、成孔效果差的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种钻孔护壁用泥浆，泥浆均匀，上下层的黏度比例一致，持久能力越高，成孔效果越好。为了实现以上目的，本专利技术提供一种钻孔护壁用泥浆，采用的原料包括以下成分：质量比8-14：0.8-1.2：0.01的水、膨润土以及外掺料；所述外掺料按比例水：钠基膨润土：聚合氯化铝以及碳酸钠＝600-800ml：60-80g：1.4-1.65g：1.54g混合。优选的是，所述的钻孔护壁用泥浆，当该泥浆应用于黏土层时，该泥浆的相对密度为1.15-1.18，粘度为18-22s，含砂率≤2％，失水率≤10ml/30min，胶体率≥95％，pH值9～10。优选的是，所述的钻孔护壁用泥浆，当该泥浆应用于易坍地层时，该泥浆的相对密度为1.20-1.22，粘度为22-28s，含砂率≤4％，失水率≤10ml/30min，胶体率≥95％，pH值9～10。优选的是，所述的钻孔护壁用泥浆，原料还包括经改性处理的高岭土和蒙脱土，其中经改性处理的高岭土的加入量为膨润土质量的1/10，经改性处理的蒙脱土的加入量为膨润土质量的1/20。一种钻孔护壁用泥浆的配制工艺，采用以下步骤：步骤1)、按上述比例取水、土以及外掺料，搅拌混合，并静置，待原料充分融合溶解，得泥浆初体。优选的是，所述的钻孔护壁用泥浆的配制工艺，还包括：步骤2)、将十八烷基三甲基氯化铵投入80℃质量分数4％的盐水中，制备得到质量分数10％的改性溶液，将该改性溶液置于密封容器中，并向其中投入高岭土，向容器中通入氮气至容器内压力达0.04MPa，浸泡24h，且整个浸泡过程于超声波氛围中进行；待浸泡完毕，用纯水进行清洗2-3遍，并进行烘干，得到经改性处理的高岭土，备用；步骤3)、将蒙脱土浸没于质量分数8％的氯化钾溶液中，并置于密封容器内，向其中充入氮气至容器内压力达0.05MPa，浸泡18h，再将蒙脱土浸没于质量分数12％的硝酸钠溶液中，并置于密封容器内，向其中充入氮气至容器内压力达0.07MPa，浸泡24h；且两步浸泡过程均在超声环境中进行，得到经改性处理的蒙脱土，备用；步骤4)、混合步骤2)得到的改性高岭土、步骤3)得到的改性蒙脱土以及步骤1)得到的泥浆初体，得目标产物泥浆。优选的是，所述的钻孔护壁用泥浆的配制工艺，步骤1)搅拌过程中通入空气，以使原料充分融合溶解。一种钻孔护壁用泥浆的现场施工工艺，包括：步骤A、取上述比例取水、土以及外掺料投入设有容器内，混合搅拌，并于钢护筒上排浆孔以下连通接气管道，以往容器内灌入空气，使得造浆材料充分融合溶解，等待直至造浆材料完全水解膨胀，得泥浆；步骤B、将泥浆倒入钻孔内，且钻孔过程中钻孔产生的土体将会与泥浆混合，进一步混浆，且钻孔过程中实时监控泥浆的各项指标；若指标不合格，往其中投入预先制备好的泥浆，直至各项指标合格。本专利技术的泥浆至少包括以下有益效果：1、护壁效果好，砂层内使用旋挖钻不塌孔；2、黏度合适，不会造成糊钻；3、泥浆均匀，上下层的黏度比例一致；4、有效时间长，可重复利用，直接减少了成本；5、十八烷基三甲基氯化铵制备得到改性溶液，并且高压浸泡高岭土，其中的有机胺阳离子进入高岭土晶层空间，使片层表面得到改性，晶层间距增加，使得高岭土的层间距离增大，从而改善了其疏水性，增加了高岭土与高分子的亲和性，增强了高岭土的吸附能力，其可以很好的吸附泥浆原料中的其它组分，形成复杂胶状结构，从而大大增强了泥浆的粘度；而整个改性过程在高压状态下进行，可以加速有机胺阳离子进入高岭土晶层空间。6、将蒙脱土浸没于氯化钾溶液中，并于高压状态下超声浸泡18h，在超声的剧烈能量作用和高压作用下，将钾快速送入蒙脱土的内部晶层空间内，与其内部的重金属离子进行离子交换，使得蒙脱土的层间距离增大，而由于钾离子直径较小，易于进入内部空间，使得离子交换效率较高；而后再将蒙脱土高压浸没于硝酸钠溶液中，再进一步离子交换，使得蒙脱土的层间距离进一步增大，从而改善了其疏水性，增加了蒙脱土与高分子的亲和性，增强了蒙脱土的吸附能力，其可以很好的吸附泥浆原料中的其它组分，形成复杂胶状结构，从而大大增强了泥浆的粘度；而且钾离子、钠离子的置换将增加泥浆表面的负电荷，以吸附带正电荷的钻屑，改善泥浆悬浮钻屑性能；本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1-A一种钻孔护壁用泥浆，采用的原料包括以下成分：质量比8：0.8：0.01的水、膨润土以及外掺料；所述外掺料按比例水：钠基膨润土：聚合氯化铝以及碳酸钠＝600ml：60g：1.4g：1.54g混合。实施例1-B一种钻孔护壁用泥浆的配制工艺，采用以下步骤：步骤1)、按上述比例取水、土以及外掺料，搅拌混合，并静置，待原料充分融合溶解，得泥浆初体。实施例2-A一种钻孔护壁用泥浆，采用的原料包括以下成分：质量比12：1.0：0.01的水、膨润土以及外掺料；所述外掺料按比例水：钠基膨润土：聚合氯化铝以及碳酸钠＝600-800ml：60-80g：1.4-1.65g：1.54g混合。实施例2-B一种钻孔护壁用泥浆的配制工艺，采用以下步骤：步骤1)、按上述比例取水、土以及外掺料，搅拌混合，并静置，待原料充分融合溶解，得泥浆初体。实施例3-A一种钻孔护壁用泥浆，采用的原料包括以下成分：质量比14：1.2：0.01的水、膨润土以及外掺料；所述外掺料按比例水：钠基膨润土：聚合氯化铝以及碳酸钠＝800ml：80g：1.65g：1.54g混合。实施例3-B一种钻孔护壁用泥浆的配制工艺，采用以下步骤：步骤1)、按上述比例取水、土以及外掺料，搅拌混合，并静置，待原料充分融合溶解，得泥浆初体。实施例4-A一种钻孔护壁用泥浆，采用的原料包括以下成分：质量比8：0.8：0.01的水、膨润土以及外掺料；原料还包括经改性处理的高岭土和蒙脱土，其中经改性处理的高岭土的加入量为膨润土质量的1/10，经改性处理的蒙脱土的加入量为膨润土质量的1/20。所述外掺料按比例水：钠基膨润土：聚合氯化铝以及碳酸钠＝600ml：60g：1.4g：1.54g混合。实施例4-B一种钻孔护壁用泥浆的配制工艺，采用以下步骤：步骤1)、按上述比例取水、土以及外掺料，搅拌混合，并静置，待原料充分融合溶解，得泥浆初体。搅拌过程中通入空气，以使原料充分融合溶解。步骤2)、将十八烷基三甲基氯化铵投入80℃质量分数4％的盐水中，制备得到质量分数10％的改性溶液，将该改性溶液置于密封容器中，并向其中投入高岭土，向容器中通入氮气至容器内压力达0.04MPa，浸泡24h，且整个浸泡过程于超声波氛围中进行；待浸泡完毕，用纯水进行清洗2-3遍，并进行烘干，得到经改性处理的高岭土，备用；步骤3)、将蒙脱土浸没于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻孔护壁用泥浆，其特征在于，采用的原料包括以下成分：质量比8‑14：0.8‑1.2：0.01的水、膨润土以及外掺料；所述外掺料按比例水：钠基膨润土：聚合氯化铝以及碳酸钠＝600‑800ml：60‑80g：1.4‑1.65g：1.54g混合。

【技术特征摘要】
1.一种钻孔护壁用泥浆，其特征在于，采用的原料包括以下成分：质量比8-14：0.8-1.2：0.01的水、膨润土以及外掺料；所述外掺料按比例水：钠基膨润土：聚合氯化铝以及碳酸钠＝600-800ml：60-80g：1.4-1.65g：1.54g混合。2.如权利要求1所述的钻孔护壁用泥浆，其特征在于，当该泥浆应用于黏土层时，该泥浆的相对密度为1.15-1.18，粘度为18-22s，含砂率≤2％，失水率≤10ml/30min，胶体率≥95％，pH值9～10。3.如权利要求1所述的钻孔护壁用泥浆，其特征在于，当该泥浆应用于易坍地层时，该泥浆的相对密度为1.20-1.22，粘度为22-28s，含砂率≤4％，失水率≤10ml/30min，胶体率≥95％，pH值9～10。4.如权利要求1所述的钻孔护壁用泥浆，其特征在于，原料还包括经改性处理的高岭土和蒙脱土，其中经改性处理的高岭土的加入量为膨润土质量的1/10，经改性处理的蒙脱土的加入量为膨润土质量的1/20。5.一种权利要求1～4任一所述的钻孔护壁用泥浆的配制工艺，其特征在于，采用以下步骤：步骤1)、按上述比例取水、土以及外掺料，搅拌混合，并静置，待原料充分融合溶解，得泥浆初体。6.如权利要求5所述的钻孔护壁用泥浆的配制工艺，其特征在于，还包括：步骤2)、将十八烷基三甲基氯化铵投入80℃质量分数4％的盐水中，制备得到质量分数...

【专利技术属性】
技术研发人员：何运，陈时波，陈彬，刘雨松，余定军，伍祖地，贺业兴，罗红，李密，杨家力，龙尚，吴为龙，
申请(专利权)人：中交二航局第二工程有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50