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JP2000053963A - Dealkalized water glass solution, and method for producing dealkalized water glass solution - Google Patents

Dealkalized water glass solution, and method for producing dealkalized water glass solution

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Publication number
JP2000053963A
JP2000053963A JP22569898A JP22569898A JP2000053963A JP 2000053963 A JP2000053963 A JP 2000053963A JP 22569898 A JP22569898 A JP 22569898A JP 22569898 A JP22569898 A JP 22569898A JP 2000053963 A JP2000053963 A JP 2000053963A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water glass
sio
acid
alkali
solution
Prior art date
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Granted
Application number
JP22569898A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3547621B2 (en
Inventor
Nobuyuki Fujisawa
伸行 藤澤
Masatoshi Iio
正俊 飯尾
Tetsuya Haneda
哲也 羽田
Fumio Hanada
文夫 花田
Nobuhisa Yamamoto
宣契 山本
Yutaka Oketa
裕 桶田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raito Kogyo Co Ltd
Tokuyama Corp
Original Assignee
Raito Kogyo Co Ltd
Tokuyama Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Raito Kogyo Co Ltd, Tokuyama Corp filed Critical Raito Kogyo Co Ltd
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Publication of JP2000053963A publication Critical patent/JP2000053963A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an alkali-removed water glass solution having an SiO2 concentration of a specific value or larger, a special ratio of a specified value or larger and an alkaline property, substantially not affecting environments, capable of being simply processed into liquids, and suitable as a main agent for alkali-free silica sol-based ground-improving agents having excellent durability. SOLUTION: This alkali-removed water glass solution has an SiO2 concentration of >=1 wt.%, an SiO2/X2O molar ratio of >=6 (X is an alkali metal) and pH 7-12, and is preferably obtained by subjecting water glass to an electrodialysis treatment using an ion exchange membrane as a diaphragm to remove alkali components.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周辺環境への影響
が小さく、作液が簡便で、耐久性の優れた非アルカリ系
シリカゾル系地盤改良剤の主剤として好適な脱アルカリ
水ガラス溶液、およびその製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to a de-alkali water glass solution suitable as a main ingredient of a non-alkali silica sol-based soil improver which has a small influence on the surrounding environment, is easy to prepare, and has excellent durability. It relates to the manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】土木工事等において、掘削等により崩壊
のおそれのある地盤、湧水等により掘削が困難な地盤等
に対して、外部より地盤改良注入材を注入して地盤を改
良する薬液注入工法が汎用さている。
2. Description of the Related Art In civil engineering work and the like, a chemical solution for improving a ground by injecting a ground improvement injection material from the outside into a ground which may be collapsed due to excavation or a ground which is difficult to excavate due to spring water or the like. The construction method is general-purpose.

【0003】使用される地盤改良注入材は種々のものが
知られているが、水ガラスを主剤とする地盤改良注入材
が安価であり、ゲルタイムの調節も容易であることから
主流を占めている。
[0003] Various ground improvement injection materials are known, but the ground improvement injection material mainly composed of water glass is inexpensive and the gel time can be easily adjusted. .

【0004】最近では、注入による固化物の強度が高く
その耐久性に優れること、注入液が一液でありゲルタイ
ムの調整も容易で取扱に便利なこと、また改良すべき地
盤の土質の応用範囲が広く、さらに地盤改良後の固化物
から溶出する異物の種類は限られ環境に与える影響が小
さい、珪酸ナトリウムを酸により処理して酸性にし、硬
化能力を賦与させたものを主材とする非アルカリ系シリ
カゾル地盤改良注入材が多く用いられている。
Recently, the solidified material obtained by injection has a high strength and is excellent in durability, the injection solution is a single solution, the gel time can be easily adjusted, and the handling is easy. The type of foreign matter that elutes from the solidified material after ground improvement is limited and has a small effect on the environment. Alkaline silica sol ground improvement injection material is often used.

【0005】この珪酸ナトリウム−酸の反応で得られる
酸性の非アルカリ系シリカゾルは原料として酸、特に安
価な硫酸を用いるため、さらに水ガラスも安価であるた
め経済的である。
The acidic non-alkali silica sol obtained by the sodium silicate-acid reaction is economical because an acid, particularly inexpensive sulfuric acid, is used as a raw material, and water glass is also inexpensive.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この非アルカ
リ系シリカゾル地盤改良注入材に際しては、水ガラス中
には多量のアルカリイオンを含有しているため、単に水
ガラスに反応材を添加して攪拌するだけでは攪拌槽中で
ゲルが発生してしまい製造できない。これを解決するた
めには、反応材として特に強酸を用い、この強酸中に少
しづつゆっくりと希釈した水ガラスを投入し攪拌すると
いう非常に煩雑な方法で作液しなければならない。かか
る事情から施工現場で連続的に作液するためには特殊な
製造装置を必要とする。
However, in this non-alkali silica sol ground improvement injection material, since a large amount of alkali ions are contained in the water glass, the reaction material is simply added to the water glass and stirred. If it is performed only, gel will be generated in the stirring tank, and the production cannot be performed. In order to solve this problem, it is necessary to use a particularly strong acid as a reactant, and slowly dilute the water glass into the strong acid and stir the solution to prepare the solution in a very complicated manner. Under such circumstances, a special production apparatus is required to continuously produce a liquid at the construction site.

【0007】さらに、この地盤改良注入材は、使用可能
なゲルタイムを得るのためのpH領域が3以下と低く、
そのため地盤の固化前後に注入剤に由来する酸やアルカ
リ金属塩が固化物より流出していまい、地下水のpHを
下げたり塩類濃度や電気伝導度を上昇させるなど、少な
からずとも周辺環境に影響を与える可能性がある。
[0007] Furthermore, this ground improvement injection material has a low pH range of 3 or less for obtaining a usable gel time,
Therefore, before and after the solidification of the ground, acids and alkali metal salts derived from the injection material flow out of the solidified material, lowering the pH of the groundwater and increasing the salt concentration and electrical conductivity, at least affecting the surrounding environment. May give.

【0008】他方、従来の非アルカリ系シリカゾルは反
応材として硫酸を使用するため、次記(1)式に示す反
応のように、ゲル化後の骨格構造の間隙水中に硫酸塩類
として硫酸イオンが溶解する。
On the other hand, since the conventional non-alkali silica sol uses sulfuric acid as a reactant, sulfate ions are formed as sulfates in pore water having a skeletal structure after gelation as shown in the following reaction (1). Dissolve.

【0009】[0009]

【化1】 Embedded image

【0010】この非アルカリ系シリカゾルの固結体が地
下水に接触すると、容易にその硫酸イオンが溶出する。
地盤改良範囲中あるいはその近傍にコンクリート構造物
が存在する場合は、地下水中の硫酸イオンがコンクリー
ト構造物の中に浸入し、反応式(2)〜式(4)に示す
ように、コンクリート中の水和成分と反応して膨張性の
エトリンガイトを生成する。この生成時の膨張圧により
コンクリートのひびわれ、崩壊を引き起こす可能性があ
る。
When the solidified non-alkali silica sol comes into contact with groundwater, its sulfate ions are easily eluted.
When a concrete structure exists in or near the ground improvement area, sulfate ions in the groundwater infiltrate into the concrete structure, and as shown in the reaction formulas (2) to (4), Reacts with hydrated components to form expandable ettringite. The expansion pressure at the time of this generation may cause cracking and collapse of the concrete.

【0011】[0011]

【化2】 Embedded image

【0012】[0012]

【化3】 Embedded image

【0013】[0013]

【化4】 Embedded image

【0014】そこで、酸やナトリウム塩の溶出量を抑制
し、より中性領域で使用するために水ガラスと混合する
酸の使用量を少なくすることが考えられるが、この場
合、水ガラスを十分に硬化することが困難となり、さら
にゲルタイムが極度に短くなるなど十分な強度を有する
注入剤が得られない。
Therefore, it is conceivable to suppress the amount of acid or sodium salt eluted and to reduce the amount of acid mixed with water glass for use in a more neutral region. In addition, it is difficult to harden the mixture, and furthermore, the injection time having a sufficient strength such as an extremely short gel time cannot be obtained.

【0015】そこで、注入固結後の酸の影響を少なく
し、水溶性アルカリ金属塩の流出量を極力少なくするた
めには、アルカリ分の少ない水ガラスを主材とした地盤
改良注入材でなけれぱならない。
Therefore, in order to reduce the influence of acid after injection and consolidation, and to minimize the outflow of water-soluble alkali metal salts, a ground improvement injection material mainly composed of water glass with a low alkali content must be used. No

【0016】したがって、本発明の主たる課題は、電気
透析法等のアルカリ除去法により得られる、モル比(S
iO2/X2 O,X:アルカリ金属)が6以上の脱アルカ
リ水ガラス溶液を得て、これを主材とし、有機酸および
無機酸のいずれか一方または両方とを反応材とする地盤
改良注入材などに利用することにある。
Therefore, the main object of the present invention is to provide a method for removing a molar ratio (S) obtained by an alkali removal method such as an electrodialysis method.
Ground improvement by obtaining a dealkalized water glass solution having iO 2 / X 2 O, X: alkali metal) of 6 or more, using this as a main material, and using one or both of an organic acid and an inorganic acid as a reaction material It is used as an injection material.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の請求項1記載の発明は、SiO2 濃度が1wt%以
上、SiO2 /X2 O(X:アルカリ金属)のモル比が
6以上、かつpHが7〜12の範囲であることを特徴と
する脱アルカリ水ガラス溶液である。
According to the first aspect of the present invention, which solves the above-mentioned problems, the present invention has a SiO 2 concentration of 1% by weight or more and a molar ratio of SiO 2 / X 2 O (X: alkali metal) of 6%. As described above, a dealkalized water glass solution characterized in that the pH is in the range of 7 to 12.

【0018】請求項2記載の発明は、水ガラスをイオン
交換膜を隔膜として電気透析して、アルカリ成分を脱ア
ルカリ処理して得られる、SiO2 濃度が1wt%以
上、SiO2 /X2 O(X:アルカリ金属)のモル比が
6以上、かつpHが7〜12の範囲であることを特徴と
する脱アルカリ水ガラス溶液である。
According to a second aspect of the present invention, water glass is electrodialyzed using an ion exchange membrane as a diaphragm, and an alkali component is dealkalized. The SiO 2 concentration is 1 wt% or more, and SiO 2 / X 2 O is used. It is a dealkalized water glass solution characterized in that the molar ratio of (X: alkali metal) is 6 or more and the pH is in the range of 7 to 12.

【0019】請求項3記載の発明は、水ガラスを陽イオ
ン交換樹脂に通液させてアルカリ金属成分をイオン交換
し、脱アルカリ処理して得られる、SiO2 濃度が1w
t%以上、SiO2 /X2 O(X:アルカリ金属)のモ
ル比が6以上、かつpHが7〜12の範囲てあることを
特徴とする脱アルカリ水ガラス溶液である。
[0019] According to a third aspect, the water glass is passed through a cation exchange resin and ion exchange of alkali metal components, it is obtained by de-alkali treatment, SiO 2 concentration 1w
It is a dealkalized water glass solution characterized by having a molar ratio of SiO 2 / X 2 O (X: alkali metal) of 6 or more and a pH in the range of 7 to 12 at least t%.

【0020】請求項4記載の発明は、電気透析槽内の両
端各部に陽極および陰極を配置し、これらの間に陽イオ
ン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に位置させて、濃縮
室と脱塩室を交互に形成し、前記各電極に通電させると
ともに、前記脱塩室に水ガラス水溶液を流通させ、前記
濃縮室に水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム
水溶液を流通させて電気透析を行い、SiO2 濃度が1
wt%以上、SiO2 /X2 O(NaまたはK)のモル
比が6以上、かつpHが7〜12の範囲の脱アルカリ水
ガラス水溶液を得ることを特徴とする脱アルカリ水ガラ
ス製造方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, an anode and a cathode are disposed at both ends of an electrodialysis tank, and a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are alternately positioned between the anode and the cathode to form a concentration chamber and Desalting chambers are formed alternately, and while each of the electrodes is energized, a water glass aqueous solution is passed through the desalting chamber, and a sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide aqueous solution is passed through the concentrating chamber to perform electrodialysis. , SiO 2 concentration is 1
wt% or more, a molar ratio of SiO 2 / X 2 O (Na or K) of 6 or more, and a pH of 7 to 12 to obtain an aqueous solution of dealkalized water glass. is there.

【0021】請求項5記載の発明は、前記水酸化ナトリ
ウム水溶液または水酸化カリウム水溶液が金属封鎖用キ
レート剤を含有している請求項4記載の脱アルカリ水ガ
ラス製造方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a dealkalized water glass according to the fourth aspect, wherein the aqueous sodium hydroxide solution or the aqueous potassium hydroxide solution contains a chelating agent for sequestering.

【0022】請求項6記載の発明は、前記金属封鎖用キ
レート剤は、エチレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウ
ム、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五
酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ニト
リロ三酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、ビス(2−ヒ
ドロキシフェニル酢酸)エチレンジアミン、またはこれ
らの塩、およびこれらの2種以上のもの、の群から選ば
れたものである請求項5記載の脱アルカリ水ガラス製造
方法である。
According to a sixth aspect of the present invention, the chelating agent for sequestering includes disodium ethylenediaminetetraacetate, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, nitrilotriacetic acid, propylenediaminetetraacetic acid, bis ( The method for producing a dealkalized water glass according to claim 5, wherein the method is selected from the group consisting of (2-hydroxyphenylacetic acid) ethylenediamine, a salt thereof, and two or more kinds thereof.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態を説明す
るとともに、実験例を示しながらさらに詳説する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments and experimental examples.

【0024】(アルカリ除去法について) <イオン交換樹脂法>発明が解決しようとする課題の欄
において説明した観点から、3号水ガラス中のアルカリ
分を直接、除去する方法としてイオン交換樹脂を使用し
た脱アルカリ法が考えられる。このイオン交換法は水ガ
ラス溶液を陽イオン交換樹脂層に通過させ、ナトリウム
イオンを水素イオンと交換させる方法である。
(Regarding Alkali Removal Method) <Ion-exchange resin method> From the viewpoint described in the section of the problem to be solved by the invention, an ion-exchange resin is used as a method for directly removing alkali components in No. 3 water glass. A possible dealkalization method is considered. This ion exchange method is a method in which a water glass solution is passed through a cation exchange resin layer to exchange sodium ions with hydrogen ions.

【0025】たとえば、市販のマクロポーラス型強酸性
カチオン交換樹脂(オルガノ社製:アンバーライトIR
−120B)を円筒実験装置内に充填し、SiO2 濃度
を5%に希釈した3号水ガラスを樹脂容量と同量通液
し、下部よりアルカリ除去水ガラス(活性シリカ)を回
収した。
For example, a commercially available macroporous strong acid cation exchange resin (manufactured by Organo: Amberlite IR)
-120B) was charged into a cylindrical experimental apparatus, and No. 3 water glass diluted to 5% of SiO 2 concentration was passed through the same amount as the resin volume, and alkali-removed water glass (active silica) was recovered from the lower part.

【0026】この3号水ガラスを通液して回収した活性
シリカは、無色透明で希釈水ガラスと同じであるが、不
安定なものである。また、SiO2 濃度は2〜4.5程
度(通液の時期によって異なる)で、モル比は1030
〜1160、pH約3であり、ゲルタイムは約70時
間、土中ゲルタイムは0.8分、サンドゲル強度が約
2.5kgf/cm2 である。したがって、使用できないこ
とはないものの、強度の点や安定性の点が十分でないた
めに、実用的に十分ではないことが知見された。
The activated silica recovered by passing the No. 3 water glass is colorless and transparent and is the same as the diluted water glass, but is unstable. The SiO 2 concentration is about 2 to 4.5 (depending on the passage time), and the molar ratio is 1030.
11160, pH about 3, gel time about 70 hours, soil gel time 0.8 minutes, sand gel strength about 2.5 kgf / cm 2 . Therefore, it was found that although it could not be used, it was not practically sufficient due to insufficient strength and stability.

【0027】<イオン交換膜電気透析法>これに対し
て、かかるイオン交換樹脂法によることなく、イオン交
換膜電気透析法によって得ることができる。このイオン
交換膜電気透析法によって、本発明のSiO2 濃度が1
wt%以上、SiO2 /X2 O(X:アルカリ金属)の
モル比が6以上、かつpHが7〜12の範囲の脱アルカ
リ水ガラス溶液を得ることができる。
<Ion-exchange membrane electrodialysis method> On the other hand, an ion-exchange membrane electrodialysis method can be used without using such an ion-exchange resin method. By this ion exchange membrane electrodialysis method, the SiO 2 concentration of the present invention is 1
It is possible to obtain a dealkalized water glass solution having a weight ratio of not less than 6%, a SiO 2 / X 2 O (X: alkali metal) molar ratio of not less than 6 and a pH in the range of 7 to 12.

【0028】本発明で使用する陰イオン交換膜は特に限
定されず、公知の陰イオン交換膜を用いることができ
る。陰イオン交換膜の陰イオン交換基にも特に限定され
ず、公知の陰イオン交換基、例えば、アンモニウム塩
基、ピリジニウム塩基、1級アミノ基、2級アミノ基、
3級アミノ基等の陰イオン交換基が使用できる。なかで
も、耐塩基性を有し、塩基性下にても交換基が解離して
いるアンモニウム塩基が望ましい。またこの陰イオン交
換膜は重合型、縮合型、均一型、不均一型の別なく補強
芯材の有無や、炭化水素系のもの、フッ素系のもの、材
料・製造方法に由来する陰イオン交換膜の種類、型式な
どの別なくいかなるものであってもよい。本発明の好ま
し陰イオン交換膜は塩基に接触する関係上、耐塩基性の
陰イオン交換膜が好ましい。
The anion exchange membrane used in the present invention is not particularly limited, and a known anion exchange membrane can be used. There is no particular limitation on the anion exchange group of the anion exchange membrane, and known anion exchange groups, for example, ammonium base, pyridinium base, primary amino group, secondary amino group,
Anion exchange groups such as tertiary amino groups can be used. Among them, an ammonium base which has basic resistance and whose exchange group is dissociated even under basicity is desirable. In addition, this anion exchange membrane can be of polymer type, condensation type, homogeneous type, non-uniform type, with or without a reinforcing core material, hydrocarbon type, fluorine type, anion exchange derived from materials and manufacturing methods. The film may be of any type, without limitation, such as type and type. The preferred anion exchange membrane of the present invention is preferably a base-resistant anion exchange membrane because of its contact with a base.

【0029】さらに、本発明において使用する陽イオン
交換膜も特に限定されず、公知の陽イオン交換膜を用い
ることができる。例えば、スルホン酸基、カルボン酸
基、さらにこれらのイオン交換基が複数混在した陽イオ
ン交換膜を使用できる。また、この陽イオン交換膜は、
重合型、縮合型、均一型、不均一型の別なく、補強芯材
の有無や、炭化水素系のもの、フッ素系のもの、材料・
製造方法に由来する陽イオン交換膜の種類、型式などの
別なくいかなるものであってもよい。本発明の好ましい
陽イオン交換膜塩基に接触する関係上、耐塩基性の陽イ
オン交換膜が特に好ましい。
Further, the cation exchange membrane used in the present invention is not particularly limited, and a known cation exchange membrane can be used. For example, a cation exchange membrane in which sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, and a plurality of these ion exchange groups are mixed can be used. In addition, this cation exchange membrane
Polymerization type, condensation type, uniform type, non-uniform type, with or without reinforcing core material, hydrocarbon type, fluorine type,
Any type of cation exchange membrane derived from the production method may be used without particular limitation. In view of contact with the preferred cation exchange membrane base of the present invention, a base resistant cation exchange membrane is particularly preferred.

【0030】本発明において、電気透析装置の電極は、
公知のものが何ら制限なく使用できる。すなわち、陽極
として、白金、チタン/白金、カーボン、ニッケル、ル
テニウム/チタン、イリジウム/チタンなどでよく、陰
極としては、鉄、ニッケル、白金、チタン/白金、カー
ボン、ステンレス鋼などでよい。さらに、電極の構造も
公知の構造が特に制限なく採用される。一般的な構造と
しては、板状、メッシュ状、格子状等が挙げられる。
In the present invention, the electrodes of the electrodialysis device are:
Known ones can be used without any limitation. That is, platinum, titanium / platinum, carbon, nickel, ruthenium / titanium, iridium / titanium, etc. may be used as the anode, and iron, nickel, platinum, titanium / platinum, carbon, stainless steel, etc. may be used as the cathode. Further, a known structure is employed without particular limitation for the structure of the electrode. As a general structure, a plate shape, a mesh shape, a lattice shape, and the like can be given.

【0031】本発明において、電極液は、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、陰陽極としては、ニッケルを使
用するのが好ましい。
In the present invention, it is preferable to use sodium hydroxide and potassium hydroxide as the electrode solution and nickel as the negative electrode.

【0032】本発明において、電気透析装置は、電極間
に陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を交互に配列して塩
基室と濃縮室とを形成することによって構成される。図
1は本発明の電気透析装置の代表的例を示す説明図であ
る。ただし、本発明の電気透析装置は図1によって限定
されるものではなく公知の構造が特に制限なく採用され
る。本発明の非アルカリ系シリカゾルを得る電気伝導装
置として最も好適な構造は、各室を形成するための切欠
部を中央に有する室枠を介して陰イオン交換膜と陽イオ
ン交換膜とを交互に配列し、両端より締め付ける、いわ
ゆるフィルタープレス型の構造である。各室枠には液供
給口および液排出口が設けられ、各液供給口、液排出口
には必要に応じて枝管を経由して主管に接続される。ま
た、室枠内宇には、室枠の厚みを均一に維持すると共
に、供給された液の流れを均一にするための配流作用を
有するスペーサーを設けるのが一般的である。
In the present invention, the electrodialysis apparatus is constituted by alternately arranging cation exchange membranes and anion exchange membranes between electrodes to form a base chamber and a concentration chamber. FIG. 1 is an explanatory view showing a typical example of the electrodialysis apparatus of the present invention. However, the electrodialysis apparatus of the present invention is not limited to FIG. 1, and a known structure is employed without any particular limitation. The most preferable structure as an electric conduction device for obtaining the non-alkali silica sol of the present invention is that an anion exchange membrane and a cation exchange membrane are alternately provided through a chamber frame having a cutout portion at the center for forming each chamber. It is a so-called filter press type structure that is arranged and tightened from both ends. Each chamber frame is provided with a liquid supply port and a liquid discharge port, and each liquid supply port and the liquid discharge port are connected to a main pipe via a branch pipe as necessary. Generally, a spacer having a distribution function for maintaining the thickness of the chamber frame uniform and making the flow of the supplied liquid uniform is provided in the inner space of the chamber frame.

【0033】次に、このイオン交換膜電気透析の原理を
製造方法と共に説明する。電解質溶液に一対の陽極、陰
極をセットし直流電流を流すと陽イオンは陰極に向かっ
て、陰イオンは陽極に向かってそれぞれ移動する。イオ
ン交換膜電気透析はこのようなイオンの性質を利用した
ものであり、希釈3号水ガラス水溶液中での平衡反応
(加水分解)は、次記の(5)式および(6)式にあら
わされる。
Next, the principle of the ion exchange membrane electrodialysis will be described together with the production method. When a pair of anode and cathode are set in the electrolyte solution and a direct current is applied, cations move toward the cathode and anions move toward the anode. The ion exchange membrane electrodialysis utilizes such properties of ions, and the equilibrium reaction (hydrolysis) in the diluted No. 3 water glass aqueous solution is expressed by the following equations (5) and (6). It is.

【0034】[0034]

【化5】 Embedded image

【0035】[0035]

【化6】 Embedded image

【0036】そこで、図1に例示される製造装置を用い
て水ガラス水溶液を得ることができる。すなわち、電気
透析槽1内の両端各部に陽極2および陰極3を配置し、
最も陰極側に陰イオン交換膜Aを位置させ、最も陽極側
に陽イオン交換膜Kを位置させ、かつこれらの間に陽イ
オン交換膜Kと陰イオン交換膜Aとを交互に位置させ
て、濃縮室10と脱塩室20を交互に形成し、各電極
2,3に通電させるとともに、前記脱塩室20に水ガラ
ス水溶液を流通させ、前記濃縮室10に水酸化ナトリウ
ム水溶液または水酸化カリウム水溶液を流通させて電気
透析を行うものである。
Thus, a water glass aqueous solution can be obtained using the manufacturing apparatus illustrated in FIG. That is, the anode 2 and the cathode 3 are arranged at both ends of the electrodialysis tank 1, respectively.
The anion exchange membrane A is located closest to the cathode, the cation exchange membrane K is located closest to the anode, and the cation exchange membrane K and the anion exchange membrane A are alternately located therebetween. An enrichment chamber 10 and a desalination chamber 20 are formed alternately, electricity is supplied to each of the electrodes 2 and 3, a water glass aqueous solution is passed through the desalination chamber 20, and a sodium hydroxide aqueous solution or potassium hydroxide is passed through the enrichment chamber 10. Electrodialysis is performed by flowing an aqueous solution.

【0037】この場合、両電極2,3間に直流電流を通
電させると、解離性の極めて高い強電解質であるNaO
HのNaイオンは容易に陽イオン交換膜Kを透過して隣
室に移動する。一方、珪酸は弱電解質(K1=1
-9.8、K2=10-12 )であるため、陰イオン交換膜
Aを透過し難いことから、隔室毎に脱Naイオン室(脱
塩室20)とNaイオン濃縮室(濃縮室10)となる。
In this case, when a direct current is applied between the electrodes 2 and 3, NaO, which is a strong electrolyte having a very high dissociation property, is used.
Na ions of H easily pass through the cation exchange membrane K and move to the next chamber. On the other hand, silicic acid is a weak electrolyte (K1 = 1
0 -9.8 and K2 = 10 -12 ), so that it hardly permeates through the anion exchange membrane A, so that the Na-deionizing chamber (desalting chamber 20) and the Na-ion concentrating chamber (concentrating chamber 10) are provided for each compartment. Becomes

【0038】この原理を利用して水ガラス中のアルカリ
分であるNaイオンを低減させた水ガラス(以下透析シ
リカという)を製造することが可能となる。
Using this principle, it is possible to produce water glass (hereinafter referred to as dialyzed silica) in which Na ions, which are alkali components in water glass, are reduced.

【0039】(透析シリカの製造例)本発明の脱アルカ
リ水ガラス溶液の製造例を示すと、表1の装置条件の電
気透析装置(トクヤマ社製:TS‐2−10型)を使用
して、表2の条件でSiO2含有量を6%に調整した3
号水ガラス(電気伝導度:EC=24mS/ cm)をE
C=4.5mS/ cmになるまで透析を行った。運転
は、1バッチ毎に水洗(10分間の水洗を4回)後、次
のバッチの透析を行う方法(間欠運転)と1バッチ毎に
水洗をしないで次のバッチの透析を行う方法(連続運
転)で行った。
(Example of the production of dialyzed silica) An example of the production of the alkali-free water glass solution of the present invention is shown by using an electrodialyzer (TS-2-10, manufactured by Tokuyama Corporation) under the apparatus conditions shown in Table 1. The SiO 2 content was adjusted to 6% under the conditions shown in Table 2.
No. water glass (Electrical conductivity: EC = 24mS / cm)
Dialysis was performed until C = 4.5 mS / cm. The operation is performed by rinsing water for each batch (four times for 10 minutes) and then dialysis of the next batch (intermittent operation) and dialysis of the next batch without rinsing water for each batch (continuous operation) Driving).

【0040】原液の電気伝導度(24mS/ cm)が
4.5mS/ cmになるまで透析を行った結果、透析の
電流効率、脱塩率、電気浸透水量は表3のようになっ
た。また、透析時間と伝導度、およびpHと伝導度の関
係を図2および図3に示した。
The dialysis was performed until the electric conductivity (24 mS / cm) of the undiluted solution became 4.5 mS / cm. As a result, the current efficiency of dialysis, the rate of desalination, and the amount of electroosmotic water were as shown in Table 3. The relationship between dialysis time and conductivity and the relationship between pH and conductivity are shown in FIGS.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

【0044】間欠運転時には、濃縮液が白濁するトラブ
ルはなかったが、連続運転時に2バッチ目で濃縮液の流
量が低減し、目詰まり現象が発生した。透析膜を分解し
た結果、濃縮室にゲルが充満していた。
During the intermittent operation, there was no trouble that the concentrated solution became cloudy. However, during the continuous operation, the flow rate of the concentrated solution was reduced in the second batch, and a clogging phenomenon occurred. As a result of disassembling the dialysis membrane, the concentration chamber was filled with gel.

【0045】この原因について考察すると、透析速度は
電気伝導度が9mS/cm付近から次第に遅くなってお
り、脱塩が進行するのに伴い、水ガラス中に電気が通じ
にくくなるために起こる現象と考えられるが、同じ電気
伝導度付近で水ガラスのpHが急激に低下し始める変曲
点となっていることから考えて、この変曲点は遊離、あ
るいは珪酸と弱い結合をしているNaイオンのほば全量
が脱塩された点と考えられ、この点以降は、珪酸と強い
結合をしているNaイオンと僅かに電解している珪酸イ
オンが脱塩され始めた点とも考えられる。
Considering the cause, the dialysis rate gradually decreases from around 9 mS / cm in electric conductivity, and the phenomenon that occurs due to the difficulty of conducting electricity in water glass as desalination proceeds. Although it is considered that the inflection point where the pH of water glass starts to drop sharply near the same electrical conductivity is considered, this inflection point is Na ion which is free or weakly bonded to silicic acid. It is considered that almost the entire amount was desalted, and after this point, it is also considered that Na ions that have a strong bond with silicic acid and silicate ions that are slightly electrolyzed have begun to be desalinated.

【0046】濃縮液の白濁は、純水で調製したNa0H
溶液を使用した場合、白濁の発生がないことの事実確認
から考えて、この白濁物は、水道水中に含有されている
Caイオンが僅かに脱塩側から移行してくる珪酸イオン
と反応して珪酸カルシウムが生成されたことが原因と考
えられる。また、連続連転時のゲル発生は水ガラス中に
含有されているFeイオン、Alイオンが濃縮側に移行
してきて珪酸と反応していることも考えられる。そこ
で、濃縮液にあらかじめ金属封鎖剤(キレート剤)を添
加しておくことにより白濁およびゲルの発生を抑制でき
ると考え、実験を行った。その結果、エチレンジアミン
テトラ酢酸二ナトリウム(EDTA・2Na・2H
2 0)を1g/l添加することにより、白濁物の発生は
抑制された。
The turbidity of the concentrated solution was determined by using Na0H prepared with pure water.
In view of the fact that no turbidity occurs when using the solution, this turbid matter reacts with silicate ions in which Ca ions contained in tap water slightly migrate from the desalination side. It is considered that calcium silicate was generated. It is also conceivable that the gel generation during continuous continuous rotation is such that Fe ions and Al ions contained in the water glass migrate to the concentration side and react with the silicic acid. Thus, an experiment was conducted on the assumption that adding a sequestering agent (chelating agent) to the concentrated solution in advance could suppress clouding and the occurrence of gel. As a result, disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA · 2Na · 2H
By adding 1 g / l of 20 ), the generation of cloudy substances was suppressed.

【0047】得られた透析シリカの成分分析結果を表4
に示した。
Table 4 shows the results of component analysis of the obtained dialyzed silica.
It was shown to.

【0048】[0048]

【表4】 [Table 4]

【0049】透析シリカは、外観上、希釈水ガラスと比
較して少し白濁がかかっており、成分的にはSiO2
度が透析時の水の移動、電気分解により若干濃縮されて
おり、Na2 0濃度は約1/5に脱塩されていた。ま
た、モル比約20の高モル比水ガラスになっているにも
かかわらず、安定している(数ケ月置いておいてもSi
2 の発生なし)。
[0049] Dialysis silica, appearance, and it takes a little cloudy compared to dilution water glass, moving SiO 2 concentration in the compositional water during dialysis, it is somewhat concentrated by electrolysis, Na 2 The 0 concentration was about 1/5 desalted. In addition, despite being a high molar ratio water glass having a molar ratio of about 20, it is stable (even if left for several months,
0 No 2 of occurrence).

【0050】この透析シリカの透析直後からのpHと電
気伝導度の経時変化の関係を図4に示す。この結果か
ら、透析シリカは透析直後から24時間程度の熟成後、
安定状態に入ることが判る。
FIG. 4 shows the relationship between the pH and the electrical conductivity of the dialyzed silica immediately after dialysis. From these results, the dialyzed silica was aged for about 24 hours immediately after dialysis,
It turns out that it enters a stable state.

【0051】この透析シリカの構造を検討するためにN
MR(核磁気共鳴)および赤外線吸収スペクトル(l
R)を測定した。測定の結果、市販のコロイダルシリカ
と同様の構造を有しており、モル比的に小さいもののコ
ロイダルシリカになっていると考えられる。
In order to examine the structure of this dialyzed silica, N
MR (nuclear magnetic resonance) and infrared absorption spectrum (l
R) was measured. As a result of the measurement, it has a structure similar to that of a commercially available colloidal silica, and it is considered that the colloidal silica is small in molar ratio.

【0052】(白濁について)前述のように、白濁防止
のためには、金属封鎖用キレート剤を用いるのが有効で
ある。これに到る実験結果について説明する。
(Regarding Cloudiness) As described above, it is effective to use a chelating agent for sequestering to prevent cloudiness. The experimental results that lead to this will be described.

【0053】JIS3号水ガラスを希釈して、Si02
濃度が6%になるように調製したものを脱塩液として用
い、濃縮液としては、表8に示すように、(1)純水に
NaOHを20g溶解させたNaOH溶液、(2)それ
ぞれ水道水にNaOHを20g溶解させるとともに、エ
チレンジアミンテトラ酢酸二ナトリウム(EDTA・2
Na・2H2 0)を無添加のもの、添加量を同表に示す
ようにそれぞれ4通りに変えたものを用い、脱塩液の電
気伝導度が4.5mS/cmになるまで電気透析し、この
過程で透析状況を目視観察した。結果を表5に示す。
JIS No. 3 water glass was diluted with SiO 2
As a desalting solution, a solution prepared to have a concentration of 6% was used. As shown in Table 8, (1) NaOH solution obtained by dissolving 20 g of NaOH in pure water, (2) tap water While dissolving 20 g of NaOH in water, disodium ethylenediaminetetraacetate (EDTA
Na · 2H 2 0) was not added, and the amount of addition was changed in four ways as shown in the same table, and electrodialysis was performed until the electric conductivity of the desalted solution became 4.5 mS / cm. During this process, the dialysis status was visually observed. Table 5 shows the results.

【0054】ここで、透析条件は、脱塩液を2.0リッ
トル、濃縮液を2.0リットル、ポンプにより循環させ
る流量を脱塩液側および濃縮液側のそれぞれにおいて
3.0リットル/分に設定し、1バッチ終了後、脱塩液
および濃縮液を入れ替えて、2バッチまで透析を行った
ものである。
Here, the dialysis conditions were as follows: the desalted solution was 2.0 liters, the concentrated solution was 2.0 liters, and the flow rate circulated by the pump was 3.0 liter / min on the desalted solution side and the concentrated solution side. After completion of one batch, the desalted solution and the concentrated solution were replaced, and dialysis was performed up to two batches.

【0055】また、使用した水道水のCaイオン濃度は
32mg/リットルであり、このCaイオンを理論的マ
スキングするためのEDTA・2Na・2H2 0(分子
量372.2g)の添加量は約0.3g/リットル(=
(0.032/40)×372.2)である。
Further, the Ca ion concentration of the tap water used was 32 mg / liter, and the amount of EDTA · 2Na · 2H 20 (molecular weight 372.2 g) for theoretically masking the Ca ions was about 0. 3 g / liter (=
(0.032 / 40) × 372.2).

【0056】[0056]

【表5】 [Table 5]

【0057】観察結果としては、純水で調製したもの、
および水道水で調製したものにEDTA・2Na・2H
2 0を理論量以上に添加した濃縮液の場合には、白濁の
発生がなく、反対に添加量が理論量以下の場合には、白
濁の程度差があるがいずれも白濁の発生をみた。
As the observation results, those prepared with pure water,
And EDTA ・ 2Na ・ 2H to those prepared with tap water
In the case of the concentrated liquid in which 20 was added in an amount of not less than the theoretical amount, no turbidity was generated. On the contrary, when the added amount was less than the theoretical amount, the turbidity was observed although there was a difference in the degree of opacity.

【0058】さらに、白濁の発生がみられたものは、1
バッチ目の透析時間が若干長くなるものの、ポンプ流量
に変化は見られなかったが、2バッチ目ではポンプ流量
が低下し、白濁の程度が大きいものは目詰まりを生じ流
れなくなってしまった。この現象は、白濁の原因である
珪酸ゲルが透析中に少しずつ膜間に目詰まりし、2バッ
チ目で完全に膜間を埋めたしまったためである。EDT
A・2Na・2H2 0を0.1g/リットル添加したも
のは、白濁はわずかに発生する程度であるが、膜間に少
しずつ目詰まりを発生させていることが、ポンプ流量の
変化から判断できた。
Further, the occurrence of cloudiness was observed for 1
Although the dialysis time in the batch was slightly longer, no change was observed in the pump flow rate. However, in the second batch, the pump flow rate was reduced, and those with a large degree of white turbidity were clogged and stopped flowing. This phenomenon is because the silica gel, which is the cause of cloudiness, was gradually clogged between the membranes during dialysis, and completely filled the membranes in the second batch. EDT
Those obtained by adding A · 2Na · 2H 2 0 and 0.1 g / liter, although turbidity is the degree to which slightly occurs, that is generating clogging gradually between film, determined from the change of the pump flow rate did it.

【0059】上記の実験例のほか、金属封鎖用キレート
剤として、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリア
ミン五酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢
酸、ニトリロ三酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、ビス
(2−ヒドロキシフェニル酢酸)エチレンジアミン、ま
たはこれらの塩、およびこれらの2種以上のもの、の群
から選ばれたものを用いても、白濁防止に有効であるこ
とが確認できた。
In addition to the experimental examples described above, as chelating agents for sequestering, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, nitrilotriacetic acid, propylenediaminetetraacetic acid, bis (2-hydroxyphenylacetic acid) ethylenediamine, Alternatively, it was confirmed that the use of a salt selected from the group consisting of these salts and two or more of these salts is also effective in preventing cloudiness.

【0060】(地盤改良注入材としての利用について)
上述の透析シリカは地盤改良注入材として好適に用いる
ことができる。この透析シリカの反応材としては、有機
酸およびまたは無機酸を用いることができ、これは、水
ガラス中のアルカリ分を中和させ、pHを酸性にするた
めに用いるものであり、具体的には、無機酸として硫
酸、塩酸、硝酸、リン酸、ポリりん酸、ほう酸、炭酸、
重曹等、また有機酸として、酢酸、酒石酸、クエン酸等
がある。
(Use as ground improvement injection material)
The above-mentioned dialyzed silica can be suitably used as a ground improvement injection material. As a reaction material of the dialysis silica, an organic acid and / or an inorganic acid can be used, which is used for neutralizing an alkali component in water glass and making the pH acidic, and specifically, Is sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, boric acid, carbonic acid,
Baking soda and the like, and organic acids include acetic acid, tartaric acid and citric acid.

【0061】本発明の水ガラス(透析シリカ)は、脱ア
ルカリ処理されているため、少ない量の弱酸の使用で非
アルカリ系シリカゾル地盤改良注入材を得ることができ
ることが大きな特徴である。上記脱アルカリ水ガラス溶
液と反応材を用いた非アルカリ系シリカゾル地盤改良注
入材の作液は、脱アルカリ水ガラス溶液を攪拌させなが
ら反応材を投入するだけで可能であるため、きわめて簡
便で、攪拌槽以外にラインミキサー等でも作液可能であ
る。かかる作液した地盤改良注入材は、1液の注入材と
して適宜の注入管を用いて地盤に注入できる。
Since the water glass (dialysis silica) of the present invention has been subjected to a dealkalization treatment, it is a great feature that a non-alkali silica sol ground improvement injection material can be obtained by using a small amount of a weak acid. Since the preparation of the non-alkali silica sol ground improvement injection material using the above dealkalized water glass solution and the reaction material is possible only by adding the reaction material while stirring the dealkalized water glass solution, it is extremely simple, In addition to the stirring tank, a liquid can be prepared using a line mixer or the like. The ground improvement injection material thus prepared can be injected into the ground as an injection material of one liquid by using an appropriate injection pipe.

【0062】本発明で得られる地盤改良注入材は、その
構成成分の酸性シリカゾル中に含まれる酸やアルカリ性
の陽イオン濃度が少いため、従来の非アルカリ系シリカ
ゾル地盤改良注入材より液中でのシリカの安定度が高い
ので、それらと同様のゲルタイムが得られるpH値はよ
り中性領域側となる。したがって、地盤改良での使用に
際して、環境に影響を与える酸やアルカリ金属塩の溶
出、混入が著しく抑制することができる。
The soil-improved injection material obtained in the present invention has a lower concentration of acid and alkaline cations contained in the acidic silica sol as a component thereof, and therefore has a lower in-liquid than the conventional non-alkali silica sol soil-improved injection material. Since the stability of silica is high, the pH value at which a gel time similar to those is obtained is closer to the neutral region. Therefore, when used for ground improvement, the elution and mixing of acids and alkali metal salts that affect the environment can be significantly suppressed.

【0063】また、従来の珪酸ナトリウム−酸の非アル
カリ系シリカゾル地盤改良注入材が有していた、優秀な
地盤改良効果もそのまま継承されている。
In addition, the excellent ground improvement effect of the conventional sodium silicate-acid non-alkali silica sol ground improvement injection material is inherited as it is.

【0064】<地盤注入材としての実験例>透析シリカ
は、それ自体、安定でゲルタイムを有しない。そこで、
透析シリカを主材とした非アルカリ系シリカゾル作液の
反応材および遅延材の種類を検討後、基本特性を測定し
た。
<Experimental Examples as Ground Injection Material> Dialysis silica itself is stable and has no gel time. Therefore,
After examining the types of reactants and retarders in the non-alkali silica sol solution mainly composed of dialyzed silica, the basic characteristics were measured.

【0065】活性シリカゾルのSiO2 濃度を6%に調
製し、これに反応材、遅延材を添加して試料とした。強
度試験、浸透試験およびゲルタイムの測定には、豊浦砂
を使用した。
The SiO 2 concentration of the activated silica sol was adjusted to 6%, and a reactant and a retarder were added thereto to prepare a sample. Toyoura sand was used for the strength test, the penetration test, and the measurement of the gel time.

【0066】反応材としてリン酸、クエン酸、助剤とし
てNaClを使用し、表6に示した配合でゲルタイムを
測定した。
Using a phosphoric acid, a citric acid as a reactant, and NaCl as an auxiliary, a gel time was measured with the composition shown in Table 6.

【0067】表7に示すゲルタイムの実験結果より、配
合N0.5が液状化用注入材としてのゲルタイムを有す
ることから、この配合条件で実施した物性試験結果を下
記に示す。一軸圧縮試験結果を表8に湿空モールド養生
と水中養生試験結果を示す。
From the experimental results of the gel time shown in Table 7, since the formulation N0.5 has a gel time as the injection material for liquefaction, the results of the physical property tests performed under these blending conditions are shown below. The results of the uniaxial compression test are shown in Table 8 below.

【0068】[0068]

【表6】 [Table 6]

【0069】[0069]

【表7】 [Table 7]

【0070】[0070]

【表8】 [Table 8]

【0071】ここに、一軸圧縮試験は、水中養生は湿空
モールド養生の材令7日の供試体を脱型・整形後、恒温
(20℃)の水道水中に浸漬養生したものである。
Here, in the uniaxial compression test, the underwater curing was performed by removing and shaping the test specimen of 7 days old in wet-air mold curing and then immersing it in constant temperature (20 ° C.) tap water.

【0072】また、一次元浸透実験を図5に、溶出試験
結果を図6に、ホモゲルの体積変化の結果を図7にそれ
ぞれ示す。
FIG. 5 shows a one-dimensional infiltration experiment, FIG. 6 shows a result of a dissolution test, and FIG. 7 shows a result of a change in volume of a homogel.

【0073】土中ゲルタイムはクエン酸量とpHの増減
で調整可能であり、砂の種類毎に配合を変える必要があ
る。強度は、モールド、水中とも2.6kgf/cm2 であ
り、水中による劣化は認められず、目標強度以上であっ
た。浸透能力は大きく、注入口から離れた位置でも強度
は同じであった。ホモゲルの体積変化は、養生30目で
僅か約0.3%の収縮の発生で目標条件内であった。S
i02 の溶出率は養生30日で約2%であり、非アルカ
リ系シリカゾルとほば同程度であった。耐久性について
も十分なものであることを知見した。
The soil gel time can be adjusted by increasing or decreasing the amount of citric acid and the pH, and it is necessary to change the composition for each type of sand. The strength was 2.6 kgf / cm 2 in both the mold and the water. No deterioration due to the water was observed, and the strength was higher than the target strength. The penetration ability was large, and the strength was the same even at a position away from the injection port. The change in the volume of the homogel was within the target conditions with the occurrence of only about 0.3% shrinkage at 30 curing. S
i0 2 dissolution rate is about 2% curing 30 days, were comparable if ho and non alkaline silica sol. It was also found that the durability was sufficient.

【0074】さらに、3号水ガラスのSi02 濃度が6
%のもの、3号水ガラスのSi02濃度が7%のもの、
透析シリカのSi02 濃度が6%のもの、および透析シ
リカのSi02 濃度が7%のもののそれぞれについて、
表9に示すように、反応材としてりん酸を用い、同表に
示すpHに調整し、豊浦砂のゲルタイムを測定したとこ
ろ、図8〜図9に示す結果が得られた。
Further, the water glass of No. 3 has an SiO 2 concentration of 6
% Of those, those Si0 2 concentration of water glass No. 3 is 7%,
For each of the dialysed silica having a SiO 2 concentration of 6% and the dialyzed silica having a SiO 2 concentration of 7%,
As shown in Table 9, when phosphoric acid was used as a reaction material, the pH was adjusted to the value shown in the table, and the gel time of Toyoura sand was measured, the results shown in FIGS. 8 to 9 were obtained.

【0075】[0075]

【表9】 [Table 9]

【0076】この結果は、本発明によって得られる透析
シリカを使用することにより、従来の3号水ガラスを使
用したときと比較して同じゲルタイムを得るのに必要な
反応剤量が約1/8以下程度になり、注入に使用可能な
pH領域も従来より中性領域側になることを示してい
る。
The results show that the amount of the reactant required to obtain the same gel time by using the dialyzed silica obtained by the present invention as compared with the case of using the conventional No. 3 water glass was about 1/8. This indicates that the pH range usable for injection is also closer to the neutral range than before.

【0077】また、従来の3号水ガラスのSi02 濃度
が6%のもの(pH:4.0、75%リン酸量:59リ
ットル/m3 )と、本発明によって得られた透析シリカ
のSi02 濃度が6%のもの(pH:5.2、75%リ
ン酸量:7.3リットル/m3 )とについてホモゲル溶
出試験を行ったところ、図10に示す結果が得られた。
なお、これらはいずれも注入材のゲルタイムが約1時間
を示すものである。
The conventional No. 3 water glass having an SiO 2 concentration of 6% (pH: 4.0, 75% phosphoric acid content: 59 l / m 3 ) and the dialyzed silica obtained by the present invention were used. When a homogel dissolution test was performed on a sample having an SiO 2 concentration of 6% (pH: 5.2, 75% phosphoric acid amount: 7.3 liter / m 3 ), the results shown in FIG. 10 were obtained.
Each of these shows that the gel time of the injected material is about 1 hour.

【0078】この試験は、ホモゲルを直径5cm、高さ1
0cmの円柱状に成形したものを、2リットルの純水中に
浸漬させ、経時的な電気伝導度を測定したものである。
図10に示す結果は、本発明による非アルカリ系シリカ
ゾルを用いて造成する固結体によれば、溶出量がきわめ
て少なくなることを示している。
In this test, a homogel was prepared with a diameter of 5 cm and a height of 1 cm.
A cylinder molded into a 0 cm column was immersed in 2 liters of pure water, and the electrical conductivity over time was measured.
The results shown in FIG. 10 show that the amount of elution is extremely small according to the compact formed using the non-alkali silica sol according to the present invention.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、透析シ
リカを使用することにより、従来の3号水ガラスを使用
したときと比較して同じゲルタイムを得るのに必要な反
応剤量が約1/8以下程度になり、注入に使用可能なp
H領域も従来より中性領域側になり、地盤改良材として
使用した際に環境に与える影響が少ない非アルカリ系シ
リカゾルを得ることができる。
As described above, according to the present invention, the amount of the reactant required to obtain the same gel time by using dialyzed silica as compared with the case of using conventional No. 3 water glass is reduced. It becomes about 1/8 or less, and p
The H region is also closer to the neutral region than in the past, and a non-alkali silica sol having little effect on the environment when used as a ground improvement material can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のイオン交換膜電気透析法により脱アル
カリ水ガラス溶液の製造設備例の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view of an example of equipment for producing a dealkalized water glass solution by the ion exchange membrane electrodialysis method of the present invention.

【図2】実験結果を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing experimental results.

【図3】実験結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing experimental results.

【図4】実験結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing experimental results.

【図5】実験結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing experimental results.

【図6】実験結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing experimental results.

【図7】実験結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing experimental results.

【図8】実験結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing experimental results.

【図9】実験結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing experimental results.

【図10】実験結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing experimental results.

フロントページの続き (72)発明者 飯尾 正俊 東京都千代田区九段北4丁目2番35号 ラ イト工業株式会社内 (72)発明者 羽田 哲也 東京都千代田区九段北4丁目2番35号 ラ イト工業株式会社内 (72)発明者 花田 文夫 山口県徳山市御影町1番1号 株式会社ト クヤマ内 (72)発明者 山本 宣契 山口県徳山市御影町1番1号 株式会社ト クヤマ内 (72)発明者 桶田 裕 山口県徳山市御影町1番1号 株式会社ト クヤマ内 Fターム(参考) 4H026 CA03 Continued on the front page (72) Inventor Masatoshi Iio 4-2-25 Kudankita, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Light Industry Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Haneda 4-2-35, Kudankita, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor: Fumio Hanada 1-1, Mikage-cho, Tokuyama-shi, Yamaguchi Pref. Tokuyama Co., Ltd. (72) Inventor: Noriyuki 1-1, Mikage-cho, Tokuyama-shi, Yamaguchi pref. 72) Inventor Hiroshi Oketa 1-1, Mikage-cho, Tokuyama-shi, Yamaguchi F-term in Tokuyama Corporation (reference) 4H026 CA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】SiO2 濃度が1wt%以上、SiO2
2 O(X:アルカリ金属)のモル比が6以上、かつp
Hが7〜12の範囲であることを特徴とする脱アルカリ
水ガラス溶液。
1. The method according to claim 1, wherein the SiO 2 concentration is at least 1 wt% and the SiO 2 /
When the molar ratio of X 2 O (X: alkali metal) is 6 or more, and p
H is in the range of 7 to 12, and the dealkalized water glass solution is characterized in that:
【請求項2】水ガラスをイオン交換膜を隔膜として電気
透析して、アルカリ成分を脱アルカリ処理して得られ
る、SiO2 濃度が1wt%以上、SiO2 /X2
(X:アルカリ金属)のモル比が6以上、かつpHが7
〜12の範囲であることを特徴とする脱アルカリ水ガラ
ス溶液。
2. An electrodialysis of water glass using an ion-exchange membrane as a diaphragm, and a dealkalization treatment of an alkali component. The SiO 2 concentration is 1 wt% or more, and SiO 2 / X 2 O is obtained.
(X: alkali metal) molar ratio is 6 or more and pH is 7
A de-alkali water glass solution, characterized by being in the range of from 12 to 12.
【請求項3】水ガラスを陽イオン交換樹脂に通液させて
アルカリ金属成分をイオン交換し、脱アルカリ処理して
得られる、SiO2 濃度が1wt%以上、SiO2 /X
2 O(X:アルカリ金属)のモル比が6以上、かつpH
が7〜12の範囲であることを特徴とする脱アルカリ水
ガラス溶液。
3. A water glass by passed through a cation exchange resin and ion exchange of alkali metal components, is obtained by de-alkali treatment, SiO 2 concentration of 1 wt% or more, SiO 2 / X
The molar ratio of 2 O (X: alkali metal) is 6 or more and the pH is 2
Is in the range of 7 to 12.
【請求項4】電気透析槽内の両端各部に陽極および陰極
を配置し、これらの間に陽イオン交換膜と陰イオン交換
膜とを交互に位置させて、濃縮室と脱塩室を交互に形成
し、 前記各電極に通電させるとともに、前記脱塩室に水ガラ
ス水溶液を流通させ、前記濃縮室に水酸化ナトリウム水
溶液または水酸化カリウム水溶液を流通させて電気透析
を行い、 SiO2 濃度が1wt%以上、SiO2 /X2 O(Na
またはK)のモル比が6以上、かつpHが7〜12の範
囲の脱アルカリ水ガラス水溶液を得ることを特徴とする
脱アルカリ水ガラス製造方法。
4. An anode and a cathode are disposed at both ends of the electrodialysis tank, and a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are alternately positioned therebetween, so that a concentration chamber and a desalination chamber are alternately arranged. formed, the with energizing the respective electrodes, wherein the desalting compartment is circulated water glass solution, subjected to electrodialysis by circulating aqueous sodium or potassium hydroxide solution hydroxide into the concentrating chamber, SiO 2 concentration of 1wt % Or more, SiO 2 / X 2 O (Na
Alternatively, a method for producing dealkalized water glass, wherein an aqueous solution of dealkalized water glass having a molar ratio of K) of 6 or more and a pH in the range of 7 to 12 is obtained.
【請求項5】前記水酸化ナトリウム水溶液または水酸化
カリウム水溶液が金属封鎖用キレート剤を含有している
請求項4記載の脱アルカリ水ガラス製造方法。
5. The method of claim 4, wherein said aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide contains a chelating agent for sequestering.
【請求項6】前記金属封鎖用キレート剤は、エチレンジ
アミンテトラ酢酸二ナトリウム、エチレンジアミン四酢
酸、ジエチレントリアミン五酢酸、ヒドロキシエチルエ
チレンジアミン三酢酸、ニトリロ三酢酸、プロピレンジ
アミン四酢酸、ビス(2−ヒドロキシフェニル酢酸)エ
チレンジアミン、またはこれらの塩、およびこれらの2
種以上のもの、の群から選ばれたものである請求項5記
載の脱アルカリ水ガラス製造方法。
6. The chelating agent for sequestering includes disodium ethylenediaminetetraacetate, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, nitrilotriacetic acid, propylenediaminetetraacetic acid, and bis (2-hydroxyphenylacetic acid). Ethylenediamine, or salts thereof, and their 2
The method for producing dealkalized water glass according to claim 5, wherein the method is selected from the group consisting of at least one kind.
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CN111039298A (en) * 2020-01-13 2020-04-21 福建省三明正元化工有限公司 Preparation method of high-dispersion silicon dioxide

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004346306A (en) * 2003-04-28 2004-12-09 Raito Kogyo Co Ltd Manufacturing method of ground improvement injection material
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