圧縮ベントナイト間隙水のpH測定(3)-低アルカリ性セメント浸出溶液試験-

Direct pH measurement of porewater in compacted bentonite (III); Influence of low alkalinity cement on bentonite porewater

磯貝 武司*; 小田 治恵  

Isogai, Takeshi*; Oda, Chie

現在、地層処分システムを構成するプラグ、支保工材料として低アルカリ性セメントを用いることが検討されている。核種移行やオーバーパックの腐食挙動および緩衝材の長期安定性を評価する上では、緩衝材中の間隙水化学が重要となる。よって本報告では低アルカリ性セメント浸出溶液中での緩衝材間隙水のpH測定を行った。緩衝材材料であるNa型ベントナイト(乾燥密度1.6[g/cm3],直径2[cm],高さ4[cm]の円柱状)の圧縮成型体にpH指示薬含浸樹脂を埋め込み、Ar雰囲気制御下(酸素濃度1ppm以下)にて低アルカリ性セメント浸出溶液(pH≒11)に浸漬させた。1,3,6ヶ月に取り出した樹脂の呈色状態より、間隙水のpHはそれぞれpH≒9、pH≒9、pH≒11と判断した。本試験でみられたベントナイト間隙水のpHの経時変化は、前報告での蒸留水やNaCl水溶液を試験溶液(pH≒9)として用いた場合の試験結果と同じ傾向であった。これより、低酸素濃度条件下におけるベントナイト間隙水は、接する溶液のpHが911の範囲にあるとき、本試験に用いたベントナイト形状においては、13ヶ月の試験期間ではカラム外側溶液のpHよりも低くなり、67ヶ月以降にはカラム外側溶液のpHと同等かそれ以上となることが判った。

Porewater chemistly in compacted bentonite would affect a performance of engineered barrier system in a high-level radioactive waste repository, whereas there are little information of the porewater based on experimental data. The previous study provided a new method of direct pH measurement for highly compacted bentonite system and demonstrated some tests for compacted bentonite samples (the dry densities: 1.6 [g/cm] and 1.8 [g/cm]) both with the de-ionized water and with the NaCl solution. In this study, the solution equilibrated with low alkalinity cement were used in the direct pH measurement to see the effect of the composition of the external solutions, in which the bentonite column immersed. The result showed that the pH value of porewater in the cementitious condition was around 9 during the immersed time 1 to 3 months, while after 6 months became the porewater pH 10.6, which was equal to pH of the external solution.