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Thermodynamic understanding on swelling pressure of bentonite buffer

ベントナイト緩衝材の膨潤圧に関する熱力学的検討

佐藤 治夫

Sato, Haruo

スメクタイトは、地層処分において使用される人工バリア材及び埋め戻し材を構成する重要粘土鉱物である。本研究では、熱力学理論とスメクタイト中の層間水の熱力学データに基づいてベントナイト緩衝材の膨潤圧を解析した。スメクタイトの乾燥密度0.6-0.9Mg/m$$^{3}$$の範囲において、含水比をパラメータにスメクタイト表面の水の相対部分モルギブスの自由エネルギー($$Delta$$G)を測定した。$$Delta$$Gは含水比の減少に伴い低下し、過去に報告されたクニピアFと同様な傾向であった。水と含水したスメクタイト間での平衡状態における水の化学ポテンシャルバランスから$$Delta$$Gに基づいて膨潤圧を計算し、さまざまな種類のベントナイトや種々の条件で取得された実測値と比較した結果、計算値は実測値と一致した。このことは、さまざまなベントナイトの圧縮条件における膨潤圧を含水比に対する$$Delta$$Gとの関係に基づいて評価できることを示している。さらに、膨潤圧に及ぼすイオン強度の影響やエンタルピー及びエントロピーについても検討する。

no abstracts in English

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