一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂及其应用，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.012%～0.020%、聚环氧琥珀酸0.036%～0.060%、大苏打2%、NaOH 0.5%，余者为水；本发明专利技术的阻垢剂对岩溶地区隧道内使用的管道内的结晶堵塞进行处理，减少堵塞导致的安全风险出现。

A compound scale inhibitor for concrete drainage pipe and its application

【技术实现步骤摘要】
一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂及其应用
本专利技术涉及阻垢剂
，具体涉及一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂及其应用。
技术介绍
阻垢剂是具有能分散在水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能；并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂；目前，阻垢剂更多地应用于循环冷却水系统中，聚天冬氨酸（PASP）作为对CaCO3垢有着良好的阻垢效果；同时又兼具良好的生物降解性，因为在水处理中备受青睐；通常会采用官能团改性或通过与无机物、高分子等进行复配，实现减少循环冷却水系统中的结晶堵塞。但是由于聚天冬氨酸等阻垢剂比较昂贵，通常采用如高压水枪或直接采用强酸进行清除，这类方式效率低下且会损伤混凝土管道。在岩溶地区修建的隧道，为了解决雨水和地下水渗漏问题，一般会在隧道内使用混凝土及PE管道铺设排水系统。但由于岩溶地区的水质硬度较高，钙镁等离子容易在管道内形成结晶堵塞管道，会造成以下危害：1）由于管道堵塞，雨水及地下水淤积，这些水一般都具有侵蚀性，对隧道围岩及支护结构的侵蚀作用不可忽视在隧道施工过程中可能出现涌水、突泥、塌方等工程事故；2）水分的淤积会导致管道破裂，渗漏到隧道内铺设的覆盖层，导致覆盖层被侵蚀，大面积塌陷，威胁隧道工程的安全；3）积水渗漏和覆盖层的脱漏会影响隧道内行车安全当前针对岩溶的处理主要集中于物理处理和化学处理，物理处理手段主要是利用高压水枪等手段冲击管壁上的结晶；而化学处理手段，根据处理原理的不同分为两种方式，一种是通过酸性试剂对管壁上的碳酸盐或硫酸盐结晶经化学作用腐蚀；另一种则是通过络合试剂对岩溶水中的金属离子的螯合作用，减少钙镁等金属离子经过一系列结晶黏附作用形成堵塞物。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的缺点提供一种可高效环保地对水质进行处理的用于混凝土排水管道的复合阻垢剂及其应用。本专利技术采用的技术方案是：一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.012%～0.020%、聚环氧琥珀酸0.036%～0.060%、大苏打2%、NaOH0.5%，余者为水。进一步的，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.012%、聚环氧琥珀酸0.036%、大苏打2%、NaOH0.5%，余者为水。进一步的，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.020%、聚环氧琥珀酸0.060%、大苏打2%、NaOH0.5%，余者为水。进一步的，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.018%、聚环氧琥珀酸0.054%、大苏打2%、NaOH0.5%，余者为水。一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂的应用，用于循环冷却水系统中的结晶堵塞。进一步的，所述复合阻垢剂在5℃～40℃范围内使用。进一步的，所述复合阻垢剂的阻垢率为80～85%。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术中的聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、大苏打作为结晶的拮抗剂实用，兼具对钙镁等离子的螯合以及阻止球霰石向方解石推进；（2）本专利技术中NaOH作为结晶过程的推进剂，可以加速结晶的形成；（3）本专利技术中使用了聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸等生物可降解成分，对环境的伤害较小；同时由于采用的复配药剂，工程上投放使用可以降低处理成本。附图说明图1为采用实施例6制备得到的阻垢剂处理后的CaCO3粉末的XRD图谱。图2为CaCO3粉末的XRD图谱。图3为混凝土表面的激光共聚焦图。图4为采用本专利技术实施例6制备得到的阻垢剂处理后的混凝土表面的激光共聚焦图。图5为本专利技术原理示意图。图6为实施例3制备得到的阻垢剂处理后的CaCO3粉末的XRD图谱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.012%～0.020%、聚环氧琥珀酸0.036%～0.060%、大苏打2%、NaOH0.5%，余者为水。如图5所示，游离的钙镁等离子在水中容易与碳酸氢根等阴离子结合，在溶液pH值发生变化时，在微观静电力的作用下，容易团聚形成晶核黏附于管道表面。同时由于更多的分子堆积，原始晶核会不断地成长经历文石、球霰石及方解石阶段，最终形成难以去除的结晶黏附。聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、大苏打是作为结晶的拮抗剂使用的；其功能兼具对钙镁等离子的螯合以及阻止球霰石向方解石推进。通常阻垢剂可以直接作用于离子和晶体，作用于离子阶段主要是通过有机分子的微观力的作用下将金属阳离子包围，阻止其与阴离子的结合进而形成沉淀；而当其直接作用于晶体时同样通过微观力的作用将晶体外露的阳离子吸引，结合于晶体表面，从而防止其继续往下一个晶体阶段进行。NaOH作为结晶过程的推进剂使用，可以加速结晶的形成。因为被螯合的阳离子在pH值发生变化时可能会重新参与新的黏附过程，且长期投放阻垢剂成本较高；天然环境中结晶过程进行较为缓慢，通过NaOH加速结晶可以使阳离子快速进行至球霰石阶段后受阻垢剂影响析出，以达到去除溶液中钙镁等离子的目的。NaOH的作用是根据以下反应进行的：Ca2++HCO3+OH-↔CaCO3+H2O+CO2显然，在这个可逆反应中，碱性的物质是推动碳酸钙形成的一个主要因素，自然界中钟乳石的形成也是由于该可逆反应的作用，使得碳酸钙不断堆积压缩，形成了硬度可观且固定稳当的钟乳。实施例1一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.003%、聚环氧琥珀酸0.009%、大苏打2%、NaOH0.5%，余者为水；上述组分充分混合即可得到所需阻垢剂。为了验证复合试剂的效果，通过如下实验进行；实验固定投放200mL纯水、0.333gCaCl2及0.504g小苏打（NaHCO3）至实验装置中，通过加热加速结晶反应。上述过程是为了制备CaCO3粉末。采用实施例1制备得到的复合阻垢剂处理制备得到的CaCO3粉末，析出的粉末通过定性滤纸充分过滤后称重为0.381g。实施例2一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.006%、聚环氧琥珀酸0.018%、大苏打2%、NaOH0.5%，余者为水；上述组分充分混合即可得到所需阻垢剂。为了验证复合试剂的效果，通过如下实验进行；实验固定投放200mL纯水、0.333gCaCl2及0.504g小苏打（NaHCO3）至实验装置中，通过加热加速结晶反应。上述过程是为了制备CaCO3粉末。采用实施例2制备得到的复合阻垢剂处理制备得到的CaCO3粉末，析出的粉末通过定性滤纸充分过滤后称重为0.363g。实施例3一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.009%、聚环氧琥珀酸0.027%、大苏打2%、NaOH0.5%，余者为水；上述组分充分混合即可得到所需阻垢剂。为了验证复合试剂的效果，通过如下实验进行；实验固定投放200mL纯水、0.333gCaCl2及0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，其特征在于，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.012％～0.020％、聚环氧琥珀酸0.036％～0.060％、大苏打2％、NaOH 0.5％，余者为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，其特征在于，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.012％～0.020％、聚环氧琥珀酸0.036％～0.060％、大苏打2％、NaOH0.5％，余者为水。


2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，其特征在于，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.012％、聚环氧琥珀酸0.036％、大苏打2％、NaOH0.5％，余者为水。


3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土排水管道的复合阻垢剂，其特征在于，以重量百分数计包括：聚天冬氨酸0.020％、聚环氧琥珀酸0.060％、大苏打2％、NaOH0.5％，余者为水。

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝天威，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51