Modeling of pore-water chemistry as a common base for understanding dissolution of montmorillonite and mass transport in compacted bentonite

圧縮ベントナイト内におけるモンモリロナイト溶解と物質移動の理解のための共通基盤としての間隙水化学のモデル化

飯田 芳久 ; 山口 徹治 ; 山田 文香; 前田 敏克; 坂本 好文*; 水野 大; 田中 忠夫 ; 中山 真一 

Iida, Yoshihisa; Yamaguchi, Tetsuji; Yamada, Fumika; Maeda, Toshikatsu; Sakamoto, Yoshifumi*; Mizuno, Tsuyoshi; Tanaka, Tadao; Nakayama, Shinichi

圧縮ベントナイト内におけるモンモリロナイトの溶解実験をアルカリ環境下で行った。実験により得られたモンモリロナイト溶解速度のアルカリ濃度依存性は、粉体試料溶解速度のアルカリ濃度依存性に比べ510倍高いものであった。このアルカリ濃度依存性の違いは、ベントナイト内部と外部溶液のOH-イオン活量の違いによるものと推定され、その原因として、ドナン効果及びアルカリ-鉱物反応による局所的なOHイオンの減少が考えられる。ベントナイト間隙水中のOHイオンの活量を見積もるためには、間隙空間内におけるOHイオンの濃度分布を知る必要があるが、濃度分布を直接測定することはできない。そのため、間隙構造や表面電荷等の知見を集積し、間隙空間内でのイオン濃度分布のモデル化を行った。また、鉱物の間隙構造及び表面電荷は透水性や拡散性の決定要因となるため、開発したモデルは圧縮体内でのモンモリロナイトの溶解、イオンの拡散及び圧縮体の透水性に関する共通基盤となる。

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