結(jié)合化學(xué)原理對盾構(gòu)返排泥漿進(jìn)行除砂是解決大量泥漿循環(huán)再用問題的一項重要技術(shù),是促進(jìn)盾構(gòu)隧道工程高效、環(huán)保的積極措施。文章通過對部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)分子結(jié)構(gòu)特征的分析,揭示其電離基團(tuán)與線性柔鏈可以選擇性地捕捉、聚沉泥漿中的細(xì)微惰性巖屑,而保留泥漿中的造漿粘土。通過垂向容管壓強(qiáng)測試等實驗,驗證了HPAM選擇性絮凝的功效;并以分子量、水解度和添加濃度為3個主控因素對該類化學(xué)劑進(jìn)行分析和遴選,為武漢地鐵7號線過長江隧道盾構(gòu)泥漿的使用提供了高效除砂的新方法。

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【部分圖文】：

圖1 HPAM分子鏈吸聚固相顆粒

作為選擇性絮凝的一個重要條件，部分水解聚丙烯酰胺（簡稱HPAM）分子（圖1）鏈上間隔有許多酰胺基（-CONH2）和羧鈉基（-COONa）。酰胺基非親水而具有與巖屑礦物（石英、方解石、長石、云母等）相互強(qiáng)吸附的能力；羧鈉基則是吸引水分子群而使PAM可溶（分子展開）的水化基。因此，H....

圖2 部分水解聚丙烯酰胺選擇性絮凝原理

數(shù)據(jù)顯示，靜置后HPAM漿樣上部的密度和粘度已恢復(fù)到基漿性能（僅造漿粘土仍懸浮存在），而其它漿樣上部的密度和粘度升高后未下降（泥砂同時懸�。�。可見，HPAM具有獨(dú)到的選擇性絮凝功能（圖2）。其原因初步推斷是HPAM的酰胺基比其它材料的吸附基對石英砂、長石、方解石、伊利石等的吸附力....

圖3 垂管壓強(qiáng)測試沉砂效果的原理

作為選擇性絮凝劑，HPAM的分子量應(yīng)該控制在合適范圍。如果分子量太小，吸附點少且捕捉巖屑的能力弱，不利于聚沉巖屑；反之，若分子量過大，溶液的粘度和切力會劇烈上升，所產(chǎn)生的高懸浮托力反而會造成巖屑不能聚結(jié)下沉。為驗證這一論點，筆者自行設(shè)計了垂管壓強(qiáng)測試法（圖3），對含有12%巖屑的....

圖4 部分水解聚丙烯酰胺HPAM反應(yīng)式

水解度定義為PAM分子鏈上原有全部酰胺基被羧鈉基置換了的百分率，由合成生產(chǎn)過程中加入NaOH的量予以基本控制，原理可用圖4所示的化學(xué)反應(yīng)式表述[1]。按圖4所示的反應(yīng)式推論，水解度確定了HPAM分子鏈上的吸附基（酰胺基）與水化基（羧鈉基）的數(shù)量比例。如果二者比例太�。次交�....

本文編號：4017256