ポルトランドセメントペーストにおける水の拡散の水セメント比依存性

Dependence of water diffusion on water to cement ratio in ordinary portland cement pastes

瀧谷 啓晃*; 田中 真悟*; 野田 菜摘子*; 佐藤 正知*; 小崎 完*; 佐藤 治夫; 畑中 耕一郎

Takiya, Hiroaki*; Tanaka, Shingo*; Noda, Natsuko*; Sato, Seichi*; Kozaki, Tamotsu*; Sato, Haruo; Hatanaka, Koichiro

本研究は、緩衝材とセメント材料が接触している場合、その界面近傍で起こる変質などの現象について把握し、モデル化することを目的として実施している。その一環として、セメント中の物質の移行経路について研究しており、まず初めに、異なる水セメント比(W/C)に対するポルトランドセメント(OPC)ペースト中の水の拡散係数を測定し、間隙水中の水の拡散挙動について検討した。W/C=0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8のセメントペースト(直径24mm,高さ50mmの円筒形で、一断面のみを除いてすべて樹脂でカバーしたもの)を調製し、50Cで91日間水中養生させることによりすべて水和反応を完了させた後、通常、O-16である水分子の一部をO-18で置換させた水を添加したセメント上澄み溶液中に沈め、セメント中の水の自己拡散試験を行った。その後、セメント試料中のO-18の濃度分布を分析し、W/Cに対する水の見掛けの自己拡散係数を決定した。拡散係数は、W/Cの増加に伴い増加した。また、濃度分布は、深さが増加するにつれて単一の拡散曲線からずれる傾向が見られ、複数の拡散経路の存在が示唆された。

It is important to clarify the behaviour of cement porewater for performance assessment of radioactive waste disposal. In this study, we measured apparent self-diffusion coefficients of water in Ordinary Portland Cement pastes with various water-cement ratios (W/C) as the part. The diffusion experiments were carried out as a function of W/C ratio in a range of 0.4-0.8, and O-18 was used as a tracer of water. The apparent diffusion coefficient increased with W/C. All penetration profiles of O-18 showed a tendency to shift from simple diffusion profile with increasing diffusion depth. It was indicated existence of some different diffusion pathways.