一种海水泥浆高效调节剂制造技术

本发明专利技术公开了一种海水泥浆高效调节剂，包括以下按质量份数计的各组分：两性聚羧酸分散剂0.4～0.8份，六偏磷酸钠2.0～4.0份，羟丙基甲基纤维素醚0.7～2.1份，改性淀粉醚0.3～0.8份，硅酸钠1.0～2.0份，短纤维海泡石24～36份，所述两性聚羧酸分散剂由包括烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵作为单体反应得到。本发明专利技术海水泥浆调节剂能够有效改善泥浆聚沉、分层、失水率大等现象，体系比重可控性强，稠度增加明显，胶体率显著上升，所制得泥浆成膜效果优异，携渣、护壁能力得到提升，减小地下工程施工风险。

【技术实现步骤摘要】
一种海水泥浆高效调节剂
本专利技术涉及地下工程施工，具体地指一种海水泥浆高效调节剂。
技术介绍
近年来我国临海建设工程日益增多，桩基桩孔和隧道掘进是比较常见的地下施工环节，为保证施工部位出渣顺利、地质结构稳定，往往需要对泥浆稳定性(如分层度、黏度、比重)进行调节，而海水中大量可溶性盐的存在使得泥浆调节难度增大，其原因在于大量金属离子对泥浆体系产生压缩双电子层作用，导致黏土颗粒间扩散层厚度减小，ζ电位降低，失水增大，黏土聚结沉积，达不到成膜标准，携渣、护壁能力减弱。传统淡水泥浆调节剂一般由膨润土、增黏剂、纯碱组成，增黏剂以羧甲基纤维素钠(CMC)居多，在进行海水泥浆配制时，受高价金属离子及海水PH值影响，CMC对黏土吸附能力降低，空间网络构架形成效率不高，增黏效果一般，膨润土因压缩双电子作用，自造浆能力减弱，泥浆黏度、失水率没有根本上得到改善，调节剂整体调节效果不理想。目前在海水环境下施工，常要求使用淡水进行泥浆配制，这一过程不但加大了工程成本投入，增加了施工工序，废弃泥浆排放也会造成环境污染，同时在使用淡水泥浆进行施工时，海水渗入其中同样会导致泥浆凝聚、沉淀，泥浆出现分层现象，泥浆携渣护壁作用得不到稳定的质量控制，一定程度上增大了工程施工风险。针对上述不足，海水泥浆调节剂应具备以下特点：1)化学稳定性好，更够适应的复杂海水环境；2)能够在泥浆体系达到良好增黏性、分散性、悬浮稳定性及提高泥浆胶体含量的作用；3)工艺过程简单，可行性高；4)所需原材料价格合适、可大量采购。因此，需要开发出一种分散作用好、增黏效果显著、抗盐性能优良的海水泥浆高效调节剂。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种分散作用好、增黏效果显著、抗盐性能优良的海水泥浆高效调节剂。本专利技术的技术方案为：一种海水泥浆高效调节剂，其特征在于，包括以下按质量份数计的各组分：所述两性聚羧酸分散剂由包括烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵作为单体反应得到。优选的，所述两性聚羧酸分散剂由质量份数计的各原料按以下方法制备得到：300份烯丙基聚氧乙烯醚、12-15份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、350～400份去离子水混合，搅拌升温至50℃至完全溶解；加入1.5～2.0份双氧水搅拌均匀后，开始同时滴加A、B液，A液滴加1.5h，B液滴加2h，其中A液由25～35份丙烯酸溶于30～40份去离子水得到，B液由0.4～0.6份抗坏血酸、1.5～2.0份巯基乙酸溶于150～200份去离子水得到；A、B液都滴加完成后保温45min，反应完全后降至室温，加入NaOH溶液调节体系PH至6～7，得到两性聚羧酸分散剂。进一步的，所述两性聚羧酸分散剂由质量份数计的各原料按以下方法制备得到：300份烯丙基聚氧乙烯醚、12份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、350份去离子水混合，搅拌升温至50℃至完全溶解；加入1.5份双氧水搅拌均匀后，开始同时滴加A、B液，A液滴加1.5h，B液滴加2h，其中A液由35份丙烯酸溶于40份去离子水得到，B液由0.5份抗坏血酸、1.8份巯基乙酸溶于180份去离子水得到；A、B液都滴加完成后保温45min，反应完全后降至室温，加入NaOH溶液调节体系PH至6～7，得到两性聚羧酸分散剂。优选的，包括以下按质量份数计的各组分：优选的，所述两性聚羧酸分散剂固含量为30～40％，PH值6～7。优选的，所述羟丙基甲基纤维素醚粘度190000～200000mPa·s。优选的，所述硅酸钠为SiO2质量百分含量为49.0～53.0％、Na2O质量百分含量为24.0～27.0％的粉体，硅酸钠表观密度0.50～0.80g/cm3。优选的，所述短纤维海泡石的密度为2.0～2.6g/cm3，烧失量≤24％。上述海水泥浆高效调节剂由有机聚合物及低分子量的无机化合物复合制备，通过调节剂中的有机聚合物与膨润土、黏土颗粒的相互吸附及纤维海泡石共同作用形成空间网络骨架，包裹在其中的无机或低分子化合物进一步改善泥浆的分散性、黏度及抗电解质能力，从而提高泥浆的成膜质量及携渣能力。海水泥浆高效调节剂由以下六类原材料组成：1)两性聚羧酸分散剂(自制)：由烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、双氧水、抗坏血酸、巯基乙酸配制而成。其分散特征在于：对黏土吸附能力强，其长支链在黏土颗粒间产生的空间位阻作用以及插层作用，能够达到良好的分散效果，增大双电子层厚度，减少海水泥浆滤失水，通过引入阳离子基团，使得聚羧酸分子主链对黏土颗粒的吸附能力较传统聚羧酸分散剂更强，与海水环境中的高价金属离子产生竞争吸附作用，一定程度上减小了海水盐成分对泥浆的有害作用；2)六偏磷酸钠：无机分散剂，低分子量的无机分散剂虽有较好的分散、润湿效果，但泥膜的耐水性较差，无机分散剂与有机分散剂匹配使，分散效果更为理想，其可与钙、镁等高价金属离子生成可溶性配合物，减小有害吸附，达到一定抗盐作用，同时磷酸基团可与黏土表面断键边缘Al3+结合，增强黏土颗粒间ζ电位，使得体系分散效果更强；3)羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)：高分子增稠剂，HPMC在水中的溶解度及稳定性不受pH值的影响，增稠能力强，成膜性优良，还具有一定的分散性、粘合性及排盐性，高分子聚合物HPMC的大分子线状结构中官能团上存在的羟基(—OH)能与拌和水分子形成氢键，使拌和水黏度增加；4)改性淀粉醚：增稠保水剂，与羟丙基甲基纤维素醚、聚羧酸分散剂协同作用，分子链间的交联形成空间网络架构，能使体系达到稳定分散效果，同时对水分子、黏土颗粒形成包裹作用，赋予泥浆较高的增稠性，更强的结构性，增加泥膜的均匀性、润滑性、抗流挂性和一定的保水性；5)硅酸钠：无机增稠剂，与泥浆中金属离子、水反应形成凝胶，粘结能力强，增强浆液体系稠度；6)短纤维海泡石：抗盐剂，在水溶液中分散成较小的无规律纤维束，形成互相制约的网络，相比长纤维海泡石，短纤维状的海泡石更有利于造浆，能增加泥浆的流变性能、抗电解质能力，使泥浆具有较高的凝结强度和抗剪切能，其稳定的悬浮液具有优越的抗盐、抗高温性能。以上六类原材料按一定的比例掺配制成粉料状的海水泥浆高效调节剂，加入至膨化后的泥浆池中，根据不同海水泥浆高效调节剂的加入量来调整泥浆的比重、黏度、析水率、物理化学稳定性等各项性能，使泥浆成为一种适用性良好的可塑流体。本专利技术有益效果为：(1)在进行海水环境泥浆配制时，使用本专利技术泥浆调节剂能够有效改善泥浆聚沉、分层、失水率大等现象，体系比重可控性强，稠度增加明显，胶体率显著上升，所制得泥浆成膜效果优异，携渣、护壁能力得到提升，减小地下工程施工风险；(2)该调节剂所制泥浆性质稳定，使用过程简单，压缩了传统淡水造浆繁琐的工艺流程，减少了淡水使用量，降低了工程成本投入。具体实施方式下面具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例中各组分来源如下：羟丙基甲基纤维素醚为山东一腾化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水泥浆高效调节剂，其特征在于，包括以下按质量份数计的各组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种海水泥浆高效调节剂，其特征在于，包括以下按质量份数计的各组分：



所述两性聚羧酸分散剂由包括烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵作为单体反应得到。


2.如权利要求1所述的海水泥浆高效调节剂，其特征在于，所述两性聚羧酸分散剂由质量份数计的各原料按以下方法制备得到：
300份烯丙基聚氧乙烯醚、12～15份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、350～400份去离子水混合，搅拌升温至50℃至完全溶解；
加入1.5～2.0份双氧水搅拌均匀后，开始同时滴加A、B液，A液滴加1.5h，B液滴加2h，其中A液由25～35份丙烯酸溶于30～40份去离子水得到，B液由0.4～0.6份抗坏血酸、1.5～2.0份巯基乙酸溶于150～200份去离子水得到；
A、B液都滴加完成后保温45min，反应完全后降至室温，加入NaOH溶液调节体系PH至6～7，得到两性聚羧酸分散剂。


3.如权利要求2所述的海水泥浆高效调节剂，其特征在于，所述两性聚羧酸分散剂由质量份数计的各原料按以下方法制备得到：
300份烯丙基聚氧乙烯醚、12份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、350份去离子水混合，搅拌升温至50℃至完全溶解；

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩，余以明，谭啸峰，段振益，杜凯旋，阮胜祥，刘毅，姜俊，徐海江，罗赞荣，秦小锋，谢磊，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42