Characteristic evaluation of colloidal silica grout material developed for a high level radioactive waste geological repository

高レベル放射性廃棄物地層処分場への適用に向けたコロイダルシリカグラウトの特性評価

岸 裕和; 川口 昌尚; 内藤 守正 ; 畑中 耕一郎; 延藤 遵*; 杉山 博一*

Kishi, Hirokazu; Kawaguchi, Masanao; Naito, Morimasa; Hatanaka, Koichiro; Nobuto, Jun*; Sugiyama, Hirokazu*

高レベル放射性廃棄物の地層処分施設の湧水抑制対策は、我が国のような地下水が豊富で割れ目が多い岩盤について特に重要であり、日本原子力研究開発機構では、低pHで岩盤への影響が少なく、高い湧水抑制効果を有するグラウト材料の開発を実施している。グラウト材料の低pH性は、長期間に渡る岩盤の変質を抑制し、長期安全性評価における不確実性を低減するうえで重要である。現在検討を進めているグラウト材料には低アルカリ性のセメント系、超微粒で球状のシリカ系の他、コロイダルシリカ系のものがある。ここでは、コロイダルシリカ系のグラウトについて、各種の室内試験により特性を評価した結果について述べる。使用したグラウトは、SiOの濃度,粒子径,表面改質に関して比較ケースを設定した。また、基本的特性の把握のため、pH測定,粘性測定,寸法安定性試験,圧縮強度試験,抵抗性試験を実施した。さらに、長期耐久性の評価のため、主成分であるシリカの溶出試験を実施した。その結果、このグラウトは、pHは要求値11未満で粘性も低く、グラウト材料としての適性が高いと評価された。また、溶出が比較的少ない配合について確認し、原位置での使用に適当な配合を選出することができた。

To reduce amount of groundwater inflow into a geological repository, the grouting is expected to play a very important role because the geological environment in Japan is often characterized by many fractures and abundant groundwater. Basically, cementitious materials are used for grouting, however the resulting highly alkaline plume released from the materials could influence the long-term performance of barrier system as a consequence of alteration of both the buffer material and the host rock. To minimize such effects, JAEA has carried out research and development on three types of grout material with low-pH performance that decreases influence in the alteration. This paper focuses on the Colloidal silica grout, and presents its unique characteristics obtained from laboratory tests on pH, viscosity, leaching and so on. The results indicate that the grout has good performances in pH and viscosity. It is concluded that the grout can be greatly used for the repository.