圧縮ベントナイト中の間隙水組成の測定 -蒸留水・人工海水・低アルカリ性セメント浸漬液系試験の結果-

Determination of the Porewater Compositions in Compacted Bentonite -Results of Experiment using Distilled Water, Synthesized Seawater and a Low-Alkaline Cement Solution-

磯貝 武司*; 神徳 敬; 笹本 広   

Isogai, Takeshi*; Jintoku, Takashi; Sasamoto, Hiroshi

圧縮ベントナイト中の間隙水pHおよび間隙水組成の時間的・空間的変化を測定した。圧縮ベントナイト(Kunigel-V1R=100[%]、乾燥密度=1.6[g/cm])中の間隙水pHおよび間隙水組成の測定は、低脱色性のpH試験紙および高吸収性パットを用いて行なった。また、試験後にベントナイト固相および浸出陽イオンの測定も行った。試験は雰囲気制御グローブボックス内(O21[ppm])で行い、蒸留水,人工海水および低アルカリ性セメント(HFSC)浸漬液を用いた。蒸留水,人工海水についてはNaOHを添加してpH=9に調整し、HFSC浸漬液に関しては平衡に達したHFSC浸漬液pH≒11を用いた。本試験の結果を以下にまとめる。・蒸留水系; 間隙水pHは、ベントナイト内側はほぼ一定(pH=8.09.0)であったが、溶液との接触面近傍において時間の経過とともに低下(pH=7.58.5 pH=7.08.0)する傾向が認められた。固相では、溶液との接触面近傍においてCaとSO42-量が減少する傾向が認められた。浸出陽イオン量の測定では、Ca2+の増加,Na+およびK+の減少傾向が認められた。・人工海水系; 間隙水pHは、溶液との接触面近傍ではほぼ一定(pH=6.57.0)であったが、ベントナイト内側は時間の経過とともに低下(pH=6.57.0 pH=6.06.5)する傾向が認められた。試験期間中、ベント内固相中の元素濃度に時間的・空間的な変化の傾向は認めらなかった。浸出陽イオン量の測定では、Mg2+の増加とNa+の減少が認められた。・HFSC浸漬液系; 間隙水pHは、蒸留水系と同様にベントナイト内側はほぼ一定の値(pH=8.510.0)を示し、溶液との接触面近傍では時間の経過とともに低下(pH=9.5 pH=7.58.5)する傾向が認められた。固相では、蒸留水系と同様に、溶液との接触面近傍においてCaとSO42-量が減少する傾向が認められた。浸出陽イオン量では、Ca2+が増加する傾向が認められたが、Na+よりもCa2+に富むようなCa型化は認められなかった。なお、間隙水組成の測定も行ったが、人工海水系以外の試験系では間隙水組成の変化に関して定量的データを取得することは困難であった。

We determined the pH and chemical compositions of porewaters in compacted bentonite as a function of time. The experiments were carried out using the low-decolorant pH test papers and high-absorbancy pads embedded in compacted bentonite (Kunigel-V1R=100[%]) having dry densities of 1.6 [g/cm]. We also measured the chemical composition and exchangeable cation concentrations of the bentonite after the experiments. The experiments were conducted in a controlled-atmosphere glove box (O(g) content is less than 1[ppm]) using distilled water, synthesized seawater and a low-alkaline cement porewater (i.e., HFSC: High Flyash contained Silica fume Cement) as initial solutions. The pH of the distilled water and synthesized seawater was adjusted to pH=9 by adding NaOH solution. Distilled water was reacted with crushed HFSC to produce a solution representing low-alkaline cement solution (pH= about 11). - Distilled water: The pH of porewaters further away from the interface did not vary significantly (pH = 8.0 to 9.0), but the pH of porewaters near the infiltration interface slightly decreased (pH = 7.5-8.5 pH = 7.0-8.0). - Synthesized seawater: The pH values were roughly constant at the interface between 6.5 and 7.0, but the pH of porewaters further away from the interface slightly decreased with time (pH = 6.5-7.0 pH = 6.0-6.5). - HFSC solution: Like the experiment with involving distilled water, the pH of porewaters contacted with HFSC solution further away from the interface were roughly constant between 8.5 and 10.0, but the pH of porewaters near the infiltration surface significantly decreased with time from pH = 9.5 to pH = 7.5-8.5. Although the determination of porewater chemistry in compacted bentonite was carried out, it was difficult to obtain the quantitative profile for variation during the experiment except the experiment using synthesized seawater.