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用于盾构施工的泡沫材料优化设计冰 史晓婉 许永和 上海建工集团工程研究总院 上海 201114 摘要：在解决土压平衡盾构施工中常遇到因土质不良产生的工程技术问题，最有效的解决方法是采用表面活性剂，即 泡沫土体改良技术。利用waringBlender搅动法配合合适及简便发泡装置进行试验，由试验结果筛选出适合国内生产用 的合适的发泡剂和稳泡剂，形成 了一套用于盾构施工的泡沫材料优化技术，节约了生产成本。 关键词：盾构施工 发泡装置 发泡材料 稳泡剂 中圈分类号：TU94 文献标识码：B 章编号：1004—1001(2014)40一o444—03 OptimalDesignofFoamedMaterialUsedin ShieldConstruction ShiXiaowan XuYonghe EngineeringGeneralInstituteofShanghaiConstructionGroup Shanghai 201114 1 泡沫材料性能评价方法 的发泡剂产品CDT进行对 比研究，筛选出发泡能力好、稳 泡沫材料一般由发泡剂和稳泡剂组成，评价泡沫材料 定性高的发泡剂作为盾构施工中用泡沫材料的主剂。 的性能，主要是对其发泡能力和泡沫稳定性进行表征与对 DXYEP使在较高浓度下其发泡能力也比较差，而且其 比…。在一般工业领域，常用的泡沫性能评价方法主要是 泡沫稳定性也不够理想。SL95在较低浓度下就具有较强的 Ross—Miles法、搅拌法、气流法、电导率法 。 发泡能力，随着浓度的增加，其发泡能力很难再有更大提 本研究选用WaringBlender搅动法 ，该法操作简单， 高；而且其产生的泡沫质量较差，存在不少粗大的泡沫 ， 泡沫材料用量少，实验周期短，实验结果可重复性高。美 泡沫尺寸分布范围比较大，其半衰期也很短，析液很快。 国工业界将其作为标准评价方法之一。图1为实验装置。 SKD的发泡能力较强，随着浓度的增加，其发泡能力略有 试验时，在搅拌杯 中加入初始体积为 (200m1)的 提高 ，但幅度不大，其半衰期也基本随着浓度增大而增 一 定浓度的泡沫材料，通过搅拌器叶轮在泡沫液中高速旋 大。SK1具有较强的发泡能力和较好的稳定性，其发泡能力 转 (1000r／min)，空气进入泡沫液而形成泡沫流体。搅 随着浓度的增大而明显增强，且达到较强发泡能力时浓度 拌6Os后停止搅拌，记录产生的泡沫体积 ，泡沫体积与发 比较低 ，稳定性也随着浓度的增大而提高。可见 ，SKD~E] 泡溶液体积之比、，／1／0即记为泡沫材料的发泡倍率，表征其 SKI比较适合用作泡沫材料的发泡剂。 发泡能力。从停止搅拌时立即开始计时，记录从泡沫中析 我们通过对 比市场产品COT ，进一步研究SKD~E]SKI 出 ／2(10Om1)液体的时间作为泡沫材料的半衰期，用 的泡沫性能，分别绘出了三者发泡倍率和半衰期相对于掺 于衡量泡沫材料的稳定性。 量的变化曲线图，如图1一图3所示。 2 发泡剂的筛选 常用的发泡剂主要是阴离子型发泡剂，包括烷基苯 磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、乙氧基化烷基硫酸盐 等 ，本研究选择TDXY、SL95、SKD~I3SK1四种材料进行 发泡实验与评价，测定其发泡倍率与半衰期，并与市场上 — 一 注：本项目为上海市科学技术委员会资助项目 浅覆土大断面 矩形盾构隧道设计及掘进设备研制 ，编号为11231202600。 作者简介：史晓婉 (1987一)，女，硕士，助理工程师。 通讯地址：上海市闵行区浦江镇新骏环路700号 (201114)。 收稿 日期：2014-02-19