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セメント系材料の浸出液の地質媒体への影響評価-大型カラム試験設備を用いた高pHプルームの岩盤への影響試験-

Effect of leachate of cementitious materials on the geological media; Experimental study of the influence of high pH plume on rock

加藤 大生*; 佐藤 光吉*; 大和田 仁*; 三原 守弘; 大井 貴夫

Kato, Hiroshige*; not registered; Owada, Hitoshi*; not registered; not registered

TRU廃棄物の処分システムには多量のセメント系材料の使用が検討されており、セメント系材料からの高アルカリ性の浸出液の拡がりによって処分場周辺岩盤が溶出し、二次鉱物が析出すると考えられている。この浸出液の拡がりは高pHプルームと呼ばれている。高pHプルームは地下水の流れに沿って徐々に拡がることから、二次鉱物を含む岩石の性状や地下水の成分は時間的あるいは空間的に変遷することが予想される。しかし、これまで二次鉱物及び地下水成分の時間的、空間的変遷についての知見は得られていない。このため、本研究では二次鉱物及び地下水成分の変遷に関する知見を得ることを目的としたカラム試験を実施した。総延長4m、内径3.7cmの大型カラムに粉砕した花崗閃緑岩を充填し、80$$^{circ}C$$の恒温槽中においてpH13.3の模擬セメント浸出液(Na:0.1mol/l、K:0.1mol/l、Ca:0.002mol/l)を流量0.1ml/minで7ヶ月間通水した結果、カラムの上流においてカルサイト及びC-S-H系化合物、中流から下流にかけてはC-S-H系化合物が岩石の表面に二次鉱物として析出し、4m先まで高pHプルームの影響が及んでいることを確認した。また、Na、Kが支配的な模擬セメント浸出液では、岩石との反応によるpHの低下がみられなかった。本研究により、高pHプルームの流れに沿った二次鉱物及び地下水成分の変遷に関する基礎的な知見が得られた。

Cementitious materials will be used in TRU waste disposal repository. In such cases, it is considered that the migration of alkaline leachates from cementitious materials, so called high pH plume, will cause dissolution of rock and precipitation of secondary minerals. In addition, the high pH plume will move along the flow of groundwater, so it is predicted that rock formation and components of high pH groundwater vary with time and space. However, time and spatial dependence of the variations of secondary minerals and groundwater components has not been clarified. In order to acquire the data of variations of secondary minerals and groundwater components, we carried out the rock alteration experiments with column method. The crushed granodiorite was filled into 4 meters length column ($$phi$$3.7 cm) and artificial cement leachate (pH=13.3; Na=0,1 mol/l, K=0.1 mol/l, Ca=0.002 mol/l) was streamed at flow rates of 0.1 ml/min for 7 months at 80$$^{circ}$$C. As the result, secondary minerals confirmed on the rock were calcite and C-S-H at upstream of column and C-S-H at mid-downstream. The pH value of the fluid dominated by Na and K did not be decreased by reaction with the rock. In this study, the data relating to the effect of high pH plume on rock over the long term was acquired.

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