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鵜山 雅夫*; 人見 尚*; 中嶋 悟*; 佐藤 稔紀; 真田 祐幸; 青柳 芳明
JAEA-Research 2015-010, 67 Pages, 2015/10
JAEA-Research-2015-010.pdf:32.34MB
JAEA-Research-2015-010-appendix(CD-ROM).zip:528.25MB
日本原子力研究開発機構は、経済産業省資源エネルギー庁からの委託研究として「地下坑道施工技術高度化開発」を進めてきた。本委託研究の一環として、瑞浪超深地層研究所深度200m予備ステージ避難所において、プレグラウチングによって岩盤に注入されたグラウト材の浸透範囲や、グラウト材の浸透による透水性の改善効果などを、多種多様な調査により把握した。「瑞浪超深地層研究所でのプレグラウト領域の岩石の採取と室内分析」では、これらの調査の継続として、グラウト材が岩盤固層部に及ぼす化学的影響に関する情報を取得するための調査を実施した。具体的には、グラウト材の浸透固化が予測される場所にチェックボーリングを掘削してサンプルを採取するとともに、割れ目内に見られるグラウト材および岩盤との接触部を対象に蛍光X線分析、透過電子顕微鏡観察等を行うことにより、グラウト材が岩盤固層部に及ぼす化学的影響に関する情報を取得した。
鵜山 雅夫*; 人見 尚*; 佐藤 稔紀
土木学会平成25年度全国大会第68回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), 2 Pages, 2013/09
地下坑道建設における透水性改善のためのグラウト工事によって、グラウト材が周辺岩盤に化学的影響を及ぼすことが懸念される。本報告では、グラウト施工位置の岩盤コアの採取から分析に至るまでの手法について述べた。
人見 尚*; 鵜山 雅夫*; 佐藤 稔紀
土木学会平成25年度全国大会第68回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), 2 Pages, 2013/09
地下坑道建設における透水性の改善のためのグラウト工事において、グラウト材に含有されるカルシウム成分の作用による長期的な岩盤強度の低下が懸念されている。本報告では、グラウト施工位置の岩盤コアを用い、岩盤とグラウト材との境界部分について詳細な観察を実施した。その結果、グラウト材と思われる充填物が確認されたが、数マイクロメートル程度までのオーダーでは、母岩側へのカルシウム成分の溶出は確認できなかった。
人見 尚*; 入矢 桂史郎*; 中山 雅; 佐藤 治夫
Proceedings of 3rd International Conference on Sustainable Construction Materials & Technologies (SCMT-3) (Internet), p.e0179_1 - e0179_9, 2013/08
日本における高レベル放射性廃棄物処分場では、構造材料にコンクリートの使用を検討している。処分場では止水材にベントナイトを用いるため、カルシウム溶出量の低い低アルカリ性セメントが適すると考えられている。本研究では、低アルカリ性セメントにHFSC(Highly Fly-ash containing Silica-fume Cement)を用い、1cm
に加工したHFSCの試験体を用いて北海道幌延地域の地下水に対する浸漬試験を行った。2年11か月のまでの試験の結果、以下に示す溶出特性を得た。浸漬水のpHは、開始時のHFSCの8.9程度、普通ポルトランドセメント(OPC)の11.5程度から、緩やかな減少傾向を見せ、試験期間終了時ではHFSCで7.9程度、OPCで8.5程度まで減少した。HFSC及びOPCとも水結合材比にかかわらず同様にこの傾向を示した。浸漬試験体(以下、試験体)を採取し、FE-SEMを用いた試料表面観察を行い、HFSCのすべてのW/Bの試料の水接面に近い深さ1mm周辺の領域において、変質を示す結果を得た。OPCでは、ほぼすべての観察像で組織の変化とともに、空隙部分の面積の増大が見られた。試験体の断面について、EPMAによる元素分布を求めた結果、HFSC及びOPCのいずれの試料においても水接面からのCa溶脱が認められた。いずれのW/BにおいてもHFSCの溶脱範囲はOPCの1/2以下と考えられ、OPCと比較すると高い溶脱抵抗性を持つことがわかった。
中山 雅; 小林 保之; 野口 聡; 三浦 律彦*; 納多 勝*; 入矢 桂史郎*; 人見 尚*
JAEA-Research 2009-036, 49 Pages, 2009/11
JAEA-Research-2009-036.pdf:20.34MB
幌延深地層研究計画では、坑道の一部において低アルカリ性セメント(HFSC)を用いたコンクリートの施工性確認試験(原位置試験)の実施を計画しており、それまでにHFSCが実工事での施工に耐えうる性能を持つことを確認しておく必要がある。平成20年度は、HFSCを立坑の支保工に適用するための覆工コンクリートとしての配合選定,pH低下挙動の把握及び幌延の地下水を模擬した溶液との相互作用についての検討を実施した。HFSCを用いた覆工コンクリートの配合選定においては、補強繊維であるポリプロピレン短繊維を使用した場合と使用しない場合について、高強度配合と一般強度配合の合計4種類の配合を検討し、推奨配合を選定した。幌延の地下施設建設においては、型枠の脱型などで36時間での極初期強度が要求されるが、HFSC424と高性能AE減水剤の組合せで、要求性能を満足できることを確認した。pH低下挙動については、HFSC226, 325, 424, 523及び吹付け配合のHFSC424に対して、材齢3年または6年における浸漬水のpHの測定及び固相,液相の組成について分析評価した。その結果、pHは11.3程度であり、緩やかに低下する傾向を示した。幌延の地下水を模擬した溶液との相互作用については、HFSC424に対して、溶脱試験を実施した。3日ごとの溶液交換を30回繰り返し、固相及び液相の分析を行った。その結果、HFSC424は、OPCに比べ溶脱量が小さく、溶脱範囲は1/4程度に留まる結果を得た。
竹田 宣典*; 入矢 桂史郎*; 人見 尚*; 小西 一寛*; 栗原 雄二*
大林組技術研究所報(CD-ROM), (72), 8 Pages, 2008/00
高レベル放射性廃棄物処分場に適用が検討されているポゾランを多く含む低アルカリセメントを用いたコンクリートの鉄筋コンクリートとしての適用性を評価することを目的として、水セメント比が30%のコンクリートについて、6年間の海洋暴露試験を行い、圧縮強度,塩化物イオンの侵入,鉄筋腐食などの経時変化を調査した。また、これらの結果に基づき、海水起源の地下水を有する環境下で、鉄筋腐食の進行及び腐食ひび割れの発生時期の予測を行った。その結果、下記のことが明らかになった。(1)6年間の海洋環境下における圧縮強度の低下はない。(2)塩化物イオンの侵入は、普通ポルトランドセメントを用いたコンクリートに比べて少ない。(3)鉄筋腐食は、塩化物イオンの侵入がなくても開始するが、暴露6年までの進行は遅い。(4)海水起源の地下水中における低アルカリセメントを用いたコンクリート中の鉄筋の腐食速度は0.30
0.55mg/(cm
・年)程度と予測され、かぶり100mm,鉄筋径22mmとした鉄筋コンクリート構造物に用いる場合、建設後50100年後に鉄筋腐食に起因したひび割れが発生すると予測される。
人見 尚*; 入矢 桂史郎*; 中山 雅
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分施設を建設・操業するにあたり、堆積岩を対象とした場合には、坑道の空洞安定性を確保するために、支保部材としてコンクリート材料の使用が考えられる。一方で、コンクリート材料は周辺の地下水を高アルカリ化し、周辺岩盤や緩衝材を変質させ、天然バリア及び人工バリアとして要求される性能に影響を及ぼす可能性が考えられる。このような影響を低減するため、JAEAでは、ポゾラン反応を利用した低アルカリ性セメントの開発を行っている。本報告においては、幌延の地下水環境を模擬した溶液に対する低アルカリ性セメント(HFSC)の溶脱挙動について検討した結果を報告する。普通ポルトランドセメント(OPC)との比較を行った結果、HFSCはOPCに比べ、溶脱抵抗性が優れているとの結果を得た。
中山 直人; 岩佐 忠敏; 浜崎 正章; 住谷 佳信*; 荻谷 尚司; 色川 弘行; 叶野 豊; 高嶋 秀樹; 人見 順一
no journal, ,
ホットセル内除染や不要機材の解体作業において、作業者の皮膚及び水晶体の等価線量評価が重要となるが、等価線量を計画する上で必要な
線量と
線量の比率に関するデータが少なく、実測により把握する必要があった。そこで、事前にセル内作業場所における線量及び線量の測定を実施し、その比率をセル内作業者の等価線量について作業計画に反映したので報告する。また、当該作業で得られた等価線量の実績や本作業における放射線管理全般についても紹介する。
人見 尚*; 梶原 堅太郎*; 杉山 隆文*; 佐藤 稔紀
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として、坑道の覆工や止水のためのグラウト材料の岩盤への影響について研究を行っている。大規模放射光施設のX線源を用い、非破壊で供試体内部の変質状況をX線CTで把握し、注目する微小領域のX線回折を行う、非破壊CT-XRD連成観察法を開発した。本報告では、この観察法をグラウト材を注入した花崗岩の割れ目部分に適用し、構成鉱物やグラウトの構成材について観察し、同手法の有効性を確認した結果を示す。
鵜山 雅夫*; 人見 尚*; 弥富 洋介; 松井 裕哉
no journal, ,
地層処分技術の信頼性向上の観点から、セメント系材料が岩盤に与える影響の把握とその分析手法を確立することを目的として、瑞浪超深地層研究所内の深度200m予備ステージ及び深度300m研究アクセス坑道におけるグラウト充填割れ目を含む岩石試料を対象に、偏光顕微鏡, XRF, SEM-EDX分析を実施した。偏光顕微鏡及びXRFの観察により、グラウト充填割れ目やその割れ目付近でカルサイトが確認できたが、割れ目との関連や形状から、グラウト注入前にカルサイトが存在していた可能性が高いことが考えられた。また、SEM-EDX分析結果より、グラウト注入前に存在していたカルサイトはグラウト注入圧力により移動し、グラウト充填割れ目側ではカルサイトとグラウト材が混合して充填された可能性があることが考えられた。さらに、これらの分析手法がグラウト充填割れ目の詳細観察に適用できる見通しが得られた。今後は、グラウト注入前のセメントの初期状況とその経年変化も比較することで、セメント材の岩盤への影響評価に資する技術開発を進めていくことが重要であると考える。
人見 尚*; 鵜山 雅夫*; 弥富 洋介; 松井 裕哉
no journal, ,
地層処分技術の信頼性向上の観点から、セメント系材料が岩盤に与える影響の把握とその分析手法を確立することを目的として、瑞浪超深地層研究所内の深度200m予備ステージ及び深度300m研究アクセス坑道におけるグラウト充填割れ目を含む岩石試料を対象に、グラウトと花崗岩の境界を対象としたX線CTとX線回折(X-ray Diffraction: XRD)の非破壊連成観察を実施した。その結果、非破壊での層状の観察で花崗岩中に黒雲母が分布することや、グラウトとの接触部分で花崗岩の表面に分布していたと推定されるカルサイトが存在すること、グラウト中にはグラウト成分が炭酸化したと推定されるカルサイトが存在すること等が明らかになった。CT-XRD練成法が、岩石やセメントの構成物質やその分布を非破壊で詳細観察が可能であることを示し、有効な分析手法の一つになることが分かった。
弥富 洋介; 石橋 正祐紀; 松井 裕哉; 鵜山 雅夫*; 人見 尚*
no journal, ,
地層処分における処分場建設においては、大量のセメント系材料の使用が想定され、周辺岩盤に影響を与える可能性がある。そのため、セメント系材料が岩盤に与える影響の把握とその分析手法を確立することを目的として、瑞浪超深地層研究所内の深度200m予備ステージ及び深度300m研究アクセス坑道におけるグラウト充填割れ目を含む岩石試料を対象に、偏光顕微鏡, XRF, SEM-EDX, CT-XRD分析を実施した。その結果、岩盤側には方解石の薄い層状の領域が確認されるとともに、グラウト材に接する岩盤側の割れ目において、主にCaの偏在が見られた。また、グラウト材すなわち硬化セメントペースト部分は、炭酸カルシウムを主成分とした硬化物であること、CT-XRDが非破壊で三次元的な鉱物分布を把握できる分析手法として有用であること等が確認できた。一方、母岩である花崗岩中には微量にしか存在しないと考えていたCa
が湧水にも含まれていることから、グラウト材から供給されたCaの影響を分離して評価することが現時点で難しいことが分かったため、方解石の沈殿がみられる割れ目が選択的な水みちになっているメカニズムを特定した上で、分析試料の採取と分析および地質環境の情報との比較・評価を行うことが、セメントによる岩盤変質のメカニズムの検討における今後の課題と考えられる。
弥富 洋介; 石橋 正祐紀; 松井 裕哉; 鵜山 雅夫*; 人見 尚*
no journal, ,
地層処分における処分場建設においては、大量のセメント系材料の使用が想定され、周辺岩盤に影響を与える可能性がある。そのため、セメント系材料が岩盤に与える影響の把握とその分析手法を確立するために、グラウト材料(普通ポルタランドセメント)の経年変化を把握することを目的として、瑞浪超深地層研究所の深度300m研究アクセス坑道プレグラウチング施工領域から採取した施工後3年経過した試料と6年経過した試料を観察した。その結果、岩盤側にはグラウト材料の影響と考えられるような新たな鉱物の形成や鉱物の溶脱などの変化は認められなかった。一方、グラウト材料においては方解石が認められたが、比較のために作製したセメント供試体の薄片観察結果から、地下水中のHCO
とグラウト材料のCaの反応によって方解石が形成されたと考えられる。また、地下水中のpHやCa濃度の変化から、グラウト材料の変化により高透水性となり湧水量増大によるpHの低下や、ポルトランダイト溶脱後のC-S-H溶脱開始によると思われるCa濃度低下が認められた。今後は、広い領域を対象とした鉱物組成の把握や、グラウト材料と岩盤コアを用いた室内通液接触試験により、水質やグラウト材料の変遷メカニズムについて検討を進める。
弥富 洋介; 石橋 正祐紀; 松井 裕哉; 鵜山 雅夫*; 人見 尚*; 早金 沙綾香*
no journal, ,
地層処分における処分場建設においては、湧水抑制対策等大量のセメント系材料の使用が想定され、周辺岩盤に影響を与える可能性がある。そのため、セメント系材料が岩盤に与える影響の把握とその分析手法を確立するために、グラウト材料(普通ポルタランドセメント)と岩盤の相互影響の過程の把握を目的として室内通水試験を実施した。瑞浪超深地層研究所深度300m研究アクセス坑道で取得した岩石試料とセメント供試体を用いて、両者の空隙に深度300mから採水した地下水を通水させて、両試料の変遷を観察・分析した結果、最大4週間という短期の通水ではあるものの通水部分でのカルサイトの形成や、4週間通水した試料ではセメント供試体中に空隙が生成されていることが確認された。また、走査電子顕微鏡(EDS)による定性分析(半定量分析)結果から、セメント供試体は可溶性のポルトランダイト(Ca(OH)
)が溶脱してケイ酸カルシウム水和物(C-S-H)が主成分になっている可能性が考えられた。これらから、地下水と接触したセメント境界側ではセメントから溶脱したCaや地下水中のCaが析出してカルサイトとして形成されたことが示唆された。今後は、このような相互影響を定量的に評価しうる手法の構築に向け、より長期の室内試験や実際の地下環境におけるコアや地下水分析を進めるとともに、セメント系材料及び岩盤の相互影響の定量的な解析・評価モデルの検討を進める予定である。
