炭酸イオンを含む溶液に曝されたセメント硬化体の変質と物質拡散性の変遷

Diffusivity in hardened cement paste altered by contacting aqueous carbonate solutions

星野 清一; 山口 徹治 ; 向井 雅之 ; 山田 文香; 根岸 久美*; 田中 忠夫 ; 中山 真一 

Hoshino, Seiichi; Yamaguchi, Tetsuji; Mukai, Masayuki; Yamada, Fumika; Negishi, Kumi*; Tanaka, Tadao; Nakayama, Shinichi

地層処分システムでバリア材として期待されているベントナイト系緩衝材の長期性能は、廃棄物固形化材,充てん材等で多用されるセメント系材料から浸出する高アルカリ等成分との反応によって低下することが懸念されている。したがって、セメント成分の長期的な浸出挙動を評価することは重要である。処分上環境では、セメント系材料は地下水中の炭酸イオンにより変質し、それに伴いアルカリ成分等物質の拡散性が変化することが想定される。本研究では、炭酸ナトリウム溶液系で、セメント硬化体中におけるトリチウム水の有効拡散係数の変遷を測定するとともに、炭酸ナトリウム溶液との反応による鉱物相や間隙率などの硬化体組織の変化を観察した。その結果、高水セメント比のセメント硬化体中におけるトリチウム水の有効拡散係数は時間とともに低下すること,同時に二次鉱物として炭酸カルシウムが生成することが確認された。有効拡散係数の低下の原因として、炭酸カルシウムの生成によって物質の拡散に寄与する間隙が微細化し間隙率が減少したためであることを明らかにした。

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