点熱源法による緩衝材の熱物性値の測定(埋め戻し材の物性測定と計測装置の改良)(委託研究内容報告書)

Measurements of thermal properties of buffer materials; Measurement of physical properties of buffer materials and improvement of measuring method

熊田 俊明*

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本報告は、本研究シリーズの第2年度(1997年度)に提案した点熱源熱物性値測定法の精度向上と、ベントナイトと珪砂の混合材(分散物質)の熱伝導率の測定を行い、水分含有ベントナイトおよび珪砂混合緩衝材の熱物性値の推算法を確立することを目的とする。緩衝材の熱物性値は、荷重によって決まる密度、水分含有率、珪砂の混合率などによって異なる。緩衝材は使用期間に、種々の温度や荷重および水分含有率の環境に置かれると考えられ、このような緩衝材の熱物性値を知ることが必要である。ベントナイトと珪砂の混合材を分散物質として、既存の分散物質の熱伝導率推算法と既存および本研究における測定値を比較することにより、より精度良い推算式を特定した。既存の熱伝導率推算式では、Frickeの回転楕円体をランダムに分散した場合の推算式と熊田の考案した任意の形状の分散体を回転楕円体に換算する方法を用いれば、精度よく混合材の熱伝導率を推算できる。また、球状分散体に適用する推算式であるBruggemanの式によっても実用上十分な精度で珪砂混合緩衝材の熱伝導率を推算できる。

The report concerns the improvement of the method measuring thermal conductivity of buffer materials using a thermistor probe and the measurement of thermal conductivity of compacted bentonites and mixtures of bentonite and silica sand using the proposed method measuring thermophysical properties. The method measuring thermal conductivity is improved in accuracy and the apparatus is improved so as to measure easily with more short time. The calculated values of the conventional correlations predicting thermal conductivity of bentonite and mixture were compared with the exising and present data of thermal conductivity of bentonites and mixtures. The correlation proposed by Sakashita and Kumada can predict the best fitted values with the data of the bentonites and Fricke and Bruggeman correlations are fitted with the data for the mixtures with practical accuracy.