CN1196762C - 挖掘稳定浆液、其制备方法和挖掘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种难以破坏且具有高粘度和低液体流失性的挖掘稳定浆液、制备该浆液的方法和使用该浆液的挖掘方法。该挖掘稳定浆液包括一种乳液,其中包含可用碱性物质增稠的聚合物。用于制备该挖掘稳定浆液的方法包括以下步骤:将碱性物质加入包含聚合物的乳液中,所述聚合物由于其在碱性物质条件下的反应而增稠,这样可将乳液的pH值调节至6或更高以增稠该乳液。
Description
本发明涉及用于防止沟壁等塌陷的挖掘稳定浆液、该挖掘稳定浆液的制备方法、以及使用该挖掘稳定浆液的挖掘方法。
在钻孔施工,如地铁建筑工程中,为了防止沟壁的塌陷,通常使用包含膨润土的挖掘稳定浆液(可称作挖掘泥浆冲刷液)来稳定沟壁。近年来,在处理使用过的挖掘稳定浆液方面,为了便于废泥浆处理,在地铁建筑工程中使用具有降低膨润土含量的挖掘稳定浆液。如果在挖掘稳定浆液中降低膨润土的含量,那么挖掘稳定浆液就因粘度下降而破坏其稳定沟壁的能力(液体流失),或因膨润土发生沉降而不能使用挖掘稳定浆液。为了解决这些问题,通常将增稠剂,如羧甲基纤维素(CMC)混入挖掘稳定浆液中。但问题在于,CMC易于破坏,或因CMC难以分散而得不到具有稳定性能的挖掘稳定浆液。
为了解决以上问题,JP-A-133084/1985公开了一种通过将膨润土分散体与油包水型聚合物乳液进行混合而制成的泥浆组合物,所述聚合物乳液通过包括丙烯酸钠在内的单体的油包水型乳液聚合反应而得到。但问题在于,该组合物由于其可燃性而难以使用,因此在防火法律下认为是一种危险品,而且问题还在于油与废泥浆掺混在一起。
因此,本发明的一个目的是提供一种难以破坏且具有高粘度和低液体流失性的挖掘稳定浆液、一种用于制备该挖掘稳定浆液的方法、以及一种使用该挖掘稳定浆液的挖掘方法。
本发明人通过深入研究并通过实验解决了以上问题。结果发现,以上这些问题都可通过一种包括乳液的挖掘稳定浆液而得以解决,其中所述乳液包含一种由于其在碱性物质条件下的反应而增稠的可增稠聚合物,这样本发明人完成了本发明。
也就是说,按照本发明的挖掘稳定浆液包含一种乳液,其中含有可用碱性物质增稠的聚合物。
按照本发明,制备挖掘稳定浆液的方法包括以下步骤:将碱性物质加入包含可用碱性物质增稠的聚合物的乳液中,然后将乳液的pH值调节至6或更高以增稠该乳液。
按照本发明,挖掘方法包括以下步骤:在挖掘泥土的同时,所得沟壁通过使用上述挖掘稳定浆液来防止塌陷。
通过以下的详细描述,显然可完全看出本发明的这些以及其它的目的和优点。
用于本发明的乳液包含一种可用碱性物质增稠的聚合物(以下,该聚合物称作可增稠聚合物),而且这种增稠作用可提高挖掘稳定浆液的粘度,从而改善了其液体流失性。以上乳液是一种包含分散在水介质中的可增稠聚合物的乳液,即,含水乳液,因此较不易燃,所以比油包水型聚合物乳液更加安全。
用于本发明的乳液可通过单体组分在水中的乳液聚合反应而得到。该可增稠聚合物包含在通过乳液聚合反应而得到的乳液中,其特征在于,分子量高且液体流失性低,因为其可增稠性高。
单体组分的例子包括含有可聚合单体(A)的各种组分,所述单体(A)包含一种其亲水性可用碱性物质来提高的基团,其中以上组分可进一步包含其它的可聚合单体。其亲水性可用碱性物质来提高的基团的例子包括:酸基,如羧基、磷酸基、和磺酸基;以及易于水解形成酸基的各种基团,如羧酸酯基、磺酸酯基、和磷酸酯基。
可聚合单体(A)的例子包括:含羧基的可聚合单体,如(甲基)丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、和马来酸酐;含磺酸基的可聚合单体,如乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、和(甲基)丙烯酸磺基乙酯;在pH值为10的碱水溶液中比丙烯酸丁酯的水解性要高的可聚合单体,如较易于水解形成酸基的含羧酸酯基的可聚合单体,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、和丙烯酸羟乙基酯;和含磷酸酯基的可聚合单体,如酸式磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、酸式磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基丙酯、酸式磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基-3-氯丙基酯、和磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙基苯基酯。这些物质可分别单独使用或相互结合使用。
其它的可聚合单体的例子包括:苯乙烯类可聚合单体,如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、和氯甲基苯乙烯;(甲基)丙烯酰胺类可聚合单体,如(甲基)丙烯酰胺、N-单甲基(甲基)丙烯酰胺、N-单乙基(甲基)丙烯酰胺、和N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺;(甲基)丙烯酸酯类可聚合单体,它们是甲基丙烯酸与含有1-18个碳原子的醇(但不包括环状醇)的酯,如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、和甲基丙烯酸丁酯,或丙烯酸与含有4-18个碳原子的醇(但不包括环状醇)的酯;含环己基的可聚合单体,如(甲基)丙烯酸环己基酯;含羟基的(甲基)丙烯酸酯类可聚合单体,它们是(甲基)丙烯酸与聚亚烷基二醇的单酯,如甲基丙烯酸2-羟基乙酯、和(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯;含聚乙二醇链的可聚合单体,如聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(但不包括丙烯酸2-羟基乙酯);醋酸乙烯酯;(甲基)丙烯腈;碱性可聚合单体,如N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺、乙烯基吡啶、和乙烯基咪唑;可交联(甲基)丙烯酰胺类可聚合单体,如N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺和N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺;含有直接键接到硅原子上的可水解硅基团的可聚合单体,如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、和烯丙基三乙氧基硅烷;含环氧基的可聚合单体,如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和丙烯酰基缩水甘油醚;含噁唑啉基的可聚合单体,如2-异丙烯基-2-噁唑啉和2-乙烯基噁唑啉;含氮丙啶基的可聚合单体,如(甲基)丙烯酸2-吖丙啶基乙酯和(甲基)丙烯酰基氮丙啶;含卤素基团的可聚合单体,如氟乙烯、偏二氟乙烯、氯乙烯、和偏二氯乙烯;每个分子中具有至少两个可聚合不饱和基团的多官能(甲基)丙烯酸酯类可聚合单体,如(甲基)丙烯酸和多元醇的酯化产物,所述多元醇例如为乙二醇、1,3-丁二醇、二甘醇、1,6-己二醇、戊二醇、聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇和二季戊四醇;每个分子具有至少两个可聚合不饱和基团的多官能(甲基)丙烯酰胺类可聚合单体,如亚甲基(甲基)丙烯酰胺;每个分子具有至少两个可聚合不饱和基团的多官能烯丙型可聚合单体,如邻苯二甲酸二烯丙基酯、马来酸二烯丙基酯、和富马酸二烯丙基酯;(甲基)丙烯酸烯丙基酯和二乙烯基苯。这些物质可分别单独使用或相互结合使用。
关于单体组分,优选使用包括(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的单体组分,因为使用这些单体组分可提高挖掘稳定浆液的粘度以产生低液体流失性。关于单体组分,最优选使用包括甲基丙烯酸和丙烯酸酯的单体组分,因为使用这些单体组分可提高挖掘稳定浆液的粘度以产生低液体流失性。
可聚合单体的乳液聚合反应优选使用乳化剂或聚合反应引发剂来进行。
对乳化剂并不特别限定,其例子包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、高分子表面活性剂、及其它们的活性表面活性剂。
阴离子表面活性剂的例子包括:烷基硫酸盐,如十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钾、和烷基硫酸铵;十二烷基聚乙二醇醚硫酸钠;烷基磺酸盐,如磺基蓖麻油酸钠和磺化石蜡;烷基磺酸盐,如十二烷基苯磺酸钠和碱性酚羟基乙烯的碱金属硫酸盐;高级烷基萘磺酸盐;萘磺酸与***的缩合产物;脂肪酸盐,如月桂酸钠、三乙醇胺油酸酯、和三乙醇胺松香酸酯;聚烷氧基醚硫酸酯盐;聚氧化乙烯羧酸酯硫酸酯盐;聚氧化乙烯苯基醚硫酸酯盐;二烷基琥珀酸酯磺酸盐;和具有双键的活性阴离子乳化剂,如聚氧化乙烯烷芳基硫酸盐。这些物质可分别单独使用或相互结合使用。
非离子表面活性剂的例子包括:聚氧化乙烯烷基醚;聚氧化乙烯烷基芳基醚;脱水山梨醇脂肪酸酯;聚氧化乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯;脂肪酸单甘油酯,如甘油的单月桂酸酯;聚(氧化乙烯-氧化丙烯)共聚物;氧化乙烯与脂族胺、酰胺、或酸的缩合产物。这些物质可分别单独使用或相互结合使用。
高分子表面活性剂的例子包括:聚乙烯醇及其变性产物;(甲基)丙烯酸类水溶性聚合物;羟乙基(甲基)丙烯酸类水溶性聚合物;羟丙基(甲基)丙烯酸类水溶性聚合物;和聚乙烯基吡咯烷酮。这些物质可分别单独使用或相互结合使用。
聚合反应引发剂是一种受热分解产生游离基分子的物质,其例子包括:过硫酸盐,如过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠;水溶性偶氮化合物,如2,2’-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、和4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸);可热解引发剂,如过氧化氢;氧化还原聚合反应引发剂,如过氧化氢与抗坏血酸的组合、叔丁基过氧化物与Rongalit(甲醛次硫酸氢钠)的组合、过硫酸钾与金属盐的组合、以及过硫酸铵与亚硫酸氢钠的组合。这些物质可分别单独使用或相互结合使用。
可聚合单体进行乳液聚合反应时的聚合反应温度并不特别限定,但优选0-100℃,更优选40-95℃。
可聚合单体进行乳液聚合反应时的聚合反应时间并不特别限定,但优选3-15小时。
如果进行乳液聚合反应,可以加入亲水溶剂或添加剂之类的物质,只要不对所得可增稠聚合物的性能产生不良影响。
并不特别限制将可聚合单体加入乳液聚合反应体系中的方法,可采用的例子包括:同时加入法;可聚合单体滴加法;预乳液法;自动进料法;种子法;和多步加入法。
非挥发性组分(可增稠聚合物)在乳液聚合反应所得乳液中的含量优选60%重量或更低。如果非挥发物含量超过60%重量,乳液的粘度可能太高,或乳液可能会由于不能保持分散体稳定性而凝结。
本发明乳液增稠的机理假设如下:可增稠聚合物在乳液中的亲水性可用碱性物质来提高,因为部分或所有的聚合物都溶解在水中,或乳液颗粒发生膨胀,或两者都发生。如果所有的可增稠聚合物溶解在乳液中,那么该聚合物的重均分子量优选100000或更高。如果聚合物的重均分子量低于100000,可增稠性变劣,结果所得挖掘稳定浆液的液体流失会更大。关于得自可交联可聚合单体的乳液,由于所得的交联结构而不可能测量其分子量,但这种乳液可由于乳液颗粒的膨胀而增稠。
可增稠聚合物的平均粒径并不特别限定,但优选40纳米-1微米,更优选50-500纳米。如果可增稠聚合物的平均粒径低于40纳米,那么在制造可增稠聚合物时的聚合反应稳定性可能较低,或可增稠聚合物的粘度太高。另一方面,如果平均粒径超过1微米,即使加入碱性物质也难以迅速增稠,因此不可能得到具有稳定性能的挖掘稳定浆液。
可增稠聚合物是一种因其在碱性物质条件下的反应而增稠的聚合物,其例子包括:在其分子中包含羧基的聚合物;和在其分子中包含羧酸酯基、磺酸酯基、和磷酸酯基之类易水解形成羧基的基团的聚合物。在这些可增稠聚合物中,包含羧基的聚合物是优选的,因为它们易得,且它们可通过加入碱性物质而迅速进行中和反应以得到具有高亲水性的羧酸根离子。
在包含羧基的可增稠聚合物的优选例中,包含羧基的单体单元占所有重复单元的3-80%摩尔,更优选10-60%摩尔。如果包含羧基的单体单元占所有重复单元的3%摩尔以下,可增稠性变劣,结果液体流失增大。另一方面,如果包含羧基的单体单元占所有重复单元的80%摩尔以上,那么可能因聚合反应稳定性太低而发生凝结,或形成大量的凝结物。
用于本发明的乳液并不局限于以上乳液聚合反应的产物,可以是其它乳液,如通过将微悬浮聚合反应产物或溶液聚合反应产物进行再分散而得到的产物。
乳液的例子包括这样一种乳液,它具有增稠性能,这样,通过用水稀释该乳液以将其固体含量调节至1%重量而制成的水溶液的粘度为1-1000mPa·s,优选1-500mPa·s,更优选1-100mPa·s,而且如果将碱性物质加入该水溶液中以将其pH值调节至9,粘度会升高2-10000倍,优选2-8000倍,更优选2-5000倍。
具有以上粘度性能的乳液的例子包括,一种包含具有官能团的聚合物(可增稠聚合物)的乳液,所述官能团可用碱性物质进行中和或水解反应,这样可提高亲水性以用水膨胀乳液颗粒或将这些颗粒溶解在水中,从而提高了整体粘度。
按照本发明的挖掘稳定浆液是一种包含上述乳液的浆液,而且可在任何时候,例如在制备乳液时或刚好在施工之前,向其中加入碱性物质或添加剂,如粘土矿质或消泡剂。此外,同样还可混合其它的物质,如水。
用于本发明的碱性物质能将可增稠聚合物增稠。碱性物质的例子包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨(水)、和胺。这些物质可分别单独使用或相互结合使用。
可用于本发明的粘土矿物可赋予挖掘稳定浆液以基本粘度性能和低液体流失性。粘土矿物的例子不仅包括膨润土,而且还包括海泡石、硅镁土、钙矾石、高岭土、蒙脱石、锂蒙脱石、滑石粉、贝得石、沸石、坡镂石、和云母。这些物质可分别单独使用或相互结合使用。其中优选的是选自膨润土、海泡石、硅镁土、钙矾石、和高岭土中的至少一种,因为它们可产生低液体流失性。
该挖掘稳定浆液不仅可包含以上组分,而且还可包含各种添加剂,其例子包括:消泡剂,如硅氧烷消泡剂、Pluronic(一种聚醚,丙二醇与氧化乙烯的加成物)型消泡剂、和无机消泡剂;分散剂,如聚丙烯酸类分散剂;水溶性聚合物,如CMC、聚丙烯酰胺、和聚乙烯醇。其中,优选消泡剂,因为混入它有助于处理。如果消泡剂为选自硅氧烷消泡剂和Pluronic型消泡剂中的至少一种,那么可在制造或使用挖掘稳定浆液的过程中抑制起泡。
构成挖掘稳定浆液的以上各组分之间的比率并不特别限定,但在每100重量份的挖掘稳定浆液中,乳液的固体含量优选为0.01-20重量份(更优选0.05-10重量份),且粘土矿物优选为0.1-20重量份(更优选0.5-10重量份)。如果乳液的固体含量低于0.01重量份,可能因粘度太低而造成大量的液体流失。另一方面,如果乳液的固体含量超过20重量份,那么挖掘稳定浆液可能因粘度太高而难以处理。如果粘土矿物的含量低于0.1份,液体流失较大。另一方面,如果粘土矿物超过20重量份,粘度又太高。
构成挖掘稳定浆液的碱性物质的量并不特别限定,只要该量能够满足将挖掘稳定浆液的pH值调节至6或更高。但优选该量的上限以使挖掘稳定浆液的pH值为13或更低。如果挖掘稳定浆液的pH值低于6,挖掘稳定浆液的粘度可能较低。另一方面,如果挖掘稳定浆液的pH值超过13,那么挖掘稳定浆液的液体流失可能增大。
该挖掘稳定浆液还可包含各种添加剂,只要液体流失不增加。许多挖掘稳定浆液一般包含乳化剂,因此存在起泡的问题,所以优选加入消泡剂。消泡剂的加入量并不特别限定,但在每100重量份挖掘稳定浆液中,优选0.001-3重量份,更优选0.01-1重量份。如果消泡剂的加入量低于0.001重量份,几乎达不到消泡效果。另一方面,如果消泡剂的加入量超过3重量份,消泡剂会从挖掘稳定浆液中分离出来,或造成较大的液体流失。
对挖掘稳定浆液中的水含量并不特别限定,但在每100重量份挖掘稳定浆液中,优选80-99.9重量份,更优选90-99重量份。如果水含量低于80重量份,挖掘稳定浆液的粘度可能太高。另一方面,如果水含量超过99.9重量份,挖掘稳定浆液的粘度可能太低,或液体流失太高。
按照本发明的挖掘稳定浆液可在各种建筑,如钻孔建筑中用于防止沟壁的塌陷。如果使用该挖掘稳定浆液进行处理,如泥浆处理,可以稳定沟壁,这样可防止其塌陷。
挖掘稳定浆液的制备方法并不特别限定,其例子包括各种方法,其中包括按照任意顺序将以上组分,如碱性物质、粘土矿物、水、或消泡剂加入作为基本组分的乳液中的步骤。如果加入碱性物质,那么在以上方法的一种优选方法中,将pH值整个调节至6或更高以增加粘度至高于原乳液的粘度,这样可制得挖掘稳定浆液。该方法可简单地制备出难以破坏、且具有高粘度和低液体流失性的挖掘稳定浆液。
按照本发明的挖掘方法包括以下步骤:在挖掘泥土的同时,所得沟壁通过使用本发明挖掘稳定浆液来防止塌陷。如果使用挖掘机器,如钻孔机、BW挖土机、桶型水压挖土机、和电磨来形成沟壕,如隧道时,将挖掘稳定浆液注入所得沟壕中,然后该挖掘稳定浆液就渗透至沟壁以在沟壁表面附近形成泥土壁层,其中泥土壁层具有高密封性,因此可增强沟壁。因为挖掘稳定浆液的水压比地下水压要高,所以有可能防止沟壁塌陷,其中所述塌陷是由于超过了土壤的自身允许高度或其它因素,如地下水压而引起的。
按照本发明的挖掘方法例如可用于挖掘泥土的方法,如地下连续壁法、掩体法、和地下打桩法。
按照本发明的挖掘稳定浆液难以破坏,而且具有高粘度和低液体流失性。
用于制备挖掘稳定浆液的本发明方法可简单地制备出挖掘稳定浆液。
按照本发明的挖掘方法可保证防止沟壁塌陷,因为该方法使用了以上的挖掘稳定浆液。
以下,通过比较某些优选实施方案的以下实施例与不按照本发明的对比例,可以更具体地说明本发明。但本发明并不局限于以下实施例。在下文中,单位“%”和“份”以重量计。
用于实施例的乳液(1)-(3)是按照以下的制备实施例1-3制成的。
-制备实施例1-
首先,将666份离子交换水和9份Hitenol N-08(由Dai-ichiKogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)装入配有滴液漏斗、搅拌器、氮气入口管、温度计、和冷凝器的烧瓶中。在72℃下,通过搅拌将HitenolN-08完全溶解。在将包含Hitenol N-08的所得水溶液的温度保持在72℃的同时,将***内部气氛替换为氮气。之后,将包含105份甲基丙烯酸和195份丙烯酸乙酯的单体混合物中的30份由滴液漏斗进行滴加,然后搅拌5分钟。加入25份的5%过硫酸钾水溶液,然后在温度保持在72℃的情况下继续搅拌10分钟,这样可进行起始的聚合反应。在2小时内,将剩余的270份以上单体混合物滴加到烧瓶中的反应混合物中。滴加完毕之后,在温度保持在72℃的情况下继续搅拌1小时,然后将反应混合物冷却以完成聚合反应,得到非挥发性组分浓度为31.0%且包含可增稠聚合物的乳液(1)。
-制备实施例2-
非挥发性组分浓度为30.9%且包含可增稠聚合物的乳液(2)是按照与实施例1相同的方式制成的,只是使用60份甲基丙烯酸、180份丙烯酸甲酯、和60份丙烯酸羟乙基酯的混合物作为单体混合物。
-制备实施例3-
首先,将327份离子交换水和4份Hitenol N-08(由Dai-ichiKogyo Seiyaku Co.,Ltd.制造)装入配有滴液漏斗、搅拌器、氮气入口管、温度计、和冷凝器的烧瓶中。在72℃下,通过搅拌将HitenolN-08完全溶解。在将包含Hitenol N-08的所得水溶液的温度保持在72℃的同时,将***内部气氛替换为氮气。之后,将30份的预乳液由滴液漏斗进行滴加,然后搅拌5分钟,所述预乳液通过剧烈搅拌105份甲基丙烯酸、195份丙烯酸甲酯、和300份1.6%Hitenol N-08水溶液的混合物而得到。加入1份5%亚硫酸氢钠水溶液和4份1%过硫酸铵水溶液,然后在温度保持在72℃的情况下继续搅拌20分钟,进行初始的聚合反应。在2小时内,将剩余的570份以上预乳液和64份1%过硫酸铵水溶液滴加到烧瓶中的反应混合物中。滴加完毕之后,将反应温度升至80℃,然后继续搅拌1小时,再将反应混合物冷却以完成聚合反应,得到非挥发性组分浓度为30.8%且包含可增稠聚合物的乳液(3)。
-实施例1-
将以上制备实施例1中得到的乳液(1)称重,使得其在最终600毫升总量的挖掘稳定浆液中的固体含量为0.05%重量,然后将称出的乳液(1)倒入不锈钢杯中。然后将自来水加入该杯中,以使包括用于中和的0.1N氢氧化钠水溶液的总量为600毫升。另外,以占总量0.1%的比率加入NOPCO 8034L(由SAN NOPCO LIMITED制造)硅氧烷消泡剂。
然后,以占总量3%的比率加入Kunigel VI膨润土(由KunimineIndustries Co.,Ltd制造),然后以1200rpm的旋转速率,用Hamiltonbeach混合器快速搅拌所得混合物15分钟。在搅拌刚开始之后,加入预定量(表1所示)的0.1N氢氧化钠水溶液。在搅拌结束之后,将该混合物静置24小时,然后再用Hamilton beach混合器搅拌15分钟,得到挖掘稳定浆液(1a),其漏斗粘度和液体流失通过按照AMERICANPETROLEUM INSTITUTE(API)(美国石油学会)测试方法的下述方法继续测定。结果示于表1。
按照相同的以上方式制得挖掘稳定浆液(1b)-(1e),并测定其漏斗粘度和液体流失,只是将乳液(1)称重,以使其在最终600毫升总量的每种挖掘稳定浆液中的固体含量分别为0.1、0.2、0.3和0.5%重量。结果示于表1。
如果不在以上步骤中加入乳液(1)和0.1N氢氧化钠水溶液(空白试验),pH值为11.5,漏斗粘度为19.5(秒),且液体流失为23.2(毫升)。
漏斗粘度:
将500毫升的以上挖掘稳定浆液倒入漏斗型漏斗粘度计中,测量挖掘稳定浆液整个流出所需的时间。
液体流失的测量
将290毫升的挖掘稳定浆液倒入液体流失测量装置的圆筒(内径:76.2毫米)中。放上直径为9厘米的4号Toyo过滤纸,然后安装具有排放口的盖。将圆筒固定在预定位置上,然后安装度量量筒。之后,使用氮气瓶向该圆筒中施压(3kg/cm2),然后用度量量筒测量30分钟内流出的水量(毫升)。
-实施例2-
按照与实施例1相同的方式,制得挖掘稳定浆液(2a)-(2e)并测定其漏斗粘度和液体流失,只是将乳液(1)替换成制备实施例2中所得的乳液(2)。结果示于表1。
-实施例3-
按照与实施例1相同的方式,制得挖掘稳定浆液(3a)-(3e)并测定其漏斗粘度和液体流失,只是将乳液(1)替换成制备实施例3中所得的乳液(3)。结果示于表1。
-对比例1-
首先,将600毫升自来水、18克Kunigel VI膨润土(由KunimineIndustries Co.,Ltd制造)、和Telcellulose DS-P(由TelniteCo.,Ltd制造)加入不锈钢杯中,其中Telcellulose DS-P的量应通过称重以使其在最终600毫升总量挖掘稳定浆液中的固体含量为0.05%重量,然后以1200rpm的旋转速率,用Hamilton beach混合器快速搅拌15分钟。在搅拌结束之后,将该混合物静置24小时,然后再用Hamilton beach混合器搅拌15分钟,得到对比挖掘稳定浆液(1a),其漏斗粘度和液体流失通过下述方法进行测量。结果示于表2。
按照相同的以上方式制得对比挖掘稳定浆液(1b)-(1e)并测定漏斗粘度和液体流失,只是将Telcellulose DS-P称重,以使其在最终600毫升总量的每种挖掘稳定浆液中的固体含量分别为0.1、0.2、0.3和0.5%重量。结果示于表2。
-对比例2-
按照与对比例1相同的方式,制得对比挖掘稳定浆液(2a)-(2e)并测定漏斗粘度和液体流失,只是将Telcellulose DS-P替换成Telpolymer 30(由Telnite Co.,Ltd.制造)。结果示于表2。
表1
实施例1 | 挖掘稳定浆液 | 1a | 1b | 1c | 1d | 1e |
乳液(1)的加入量(%)0.1N氢氧化钠的加入量(克)pH值漏斗粘度(秒)液体流失(毫升) | 0.0515.09.721.713.5 | 0.1015.09.124.411.4 | 0.2025.08.740.110.6 | 0.3035.08.398.29.0 | 0.5050.07.4-6.8 | |
实施例2 | 挖掘稳定浆液 | 2a | 2b | 2c | 2d | 2e |
乳液(2)的加入量(%)0.1N氢氧化钠的加入量(克)pH值漏斗粘度(秒)液体流失(毫升) | 0.052.010.021.116.2 | 0.104.09.721.615.0 | 0.2010.09.824.311.0 | 0.3015.010.233.410.3 | 0.5050.010.31008.6 | |
实施例3 | 挖掘稳定浆液 | 3a | 3b | 3c | 3d | 3e |
乳液(3)的加入量(%)0.1N氢氧化钠的加入量(克)pH值漏斗粘度(秒)液体流失(毫升) | 0.0515.09.721.814.0 | 0.1015.09.724.710.8 | 0.2030.09.040.210.6 | 0.3050.08.81509.6 | 0.5050.07.8-8.5 |
表2
对比例1 | 对比挖掘稳定浆液 | 1a | 1b | 1c | 1d | 1e |
Telcellulose DS-P的加入量(%)0.1N氢氧化钠的加入量(克)pH值漏斗粘度(秒)液体流失(毫升) | 0.050.09.421.314.6 | 0.100.09.324.411.8 | 0.200.09.129.110.8 | 0.300.09.041.99.8 | 0.500.08.970.09.0 | |
对比例2 | 对比挖掘稳定浆液 | 2a | 2b | 2c | 2d | 2e |
Telpolymer 30的加入量(%)0.1N氢氧化钠的加入量(克)pH值漏斗粘度(秒)液体流失(毫升) | 0.050.09.521.813.4 | 0.100.09.523.611.4 | 0.200.09.826.910.4 | 0.300.010.033.99.2 | 0.500.010.350.38.2 |
只要不背离本发明的范围,可以对其进行各种具体变化。另外,对于按照本发明的优选实施方案的以上描述只用于说明,而非限定本发明,因此,本发明的范围是由所附权利要求及其等同内容所决定。
Claims (7)
1.一种包括乳液的浆液作为挖掘稳定浆液的用途,所述乳液包含可用碱性物质增稠的聚合物,其中,在挖掘土壤以形成沟槽的过程中,向所述沟槽中填入所述挖掘稳定浆液以稳定沟槽的沟壁。
2.根据权利要求1的挖掘稳定浆液的用途,其中所述聚合物为含有羧基的聚合物。
3.根据权利要求1或2的挖掘稳定浆液的用途,其中所述乳液具有如下增稠性能,即通过用水稀释该乳液以将其固体含量调节至1%重量而制成的水溶液的粘度为1-1000mPa·s,而且如果将碱性物质加入该水溶液中以将其pH值调节至9,粘度会升高2-10000倍。
4.根据权利要求1-3中任何一项的挖掘稳定浆液的用途,它还包含粘土矿物。
5.根据权利要求1-4中任何一项的挖掘稳定浆液的用途,它还包含消泡剂。
6.根据权利要求1-5中任何一项的挖掘稳定浆液的用途,它还包含碱性物质。
7.一种挖掘方法,它包括以下步骤:挖掘土壤以形成沟槽,并且,在挖掘过程中向形成的沟槽中填充一种防止沟壁塌陷的挖掘稳定浆液,所述挖掘稳定浆液包括乳液,所述乳液含有可用碱性物质增稠的聚合物。
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