A Comparative study of the modelling of cement hydration and cement-rock laboratory experiments

セメント水和反応及びセメント-岩反応に関する室内実験についてのモデリング比較研究

Savage, D.*; Soler, J. M.*; 山口 耕平; Walker, C.; 本田 明; 稲垣 学; Watson, C.*; Wilson, J.*; Benbow, S.*; Gaus, I.*; Rueedi, J.*

Savage, D.*; Soler, J. M.*; Yamaguchi, Kohei; Walker, C.; Honda, Akira; Inagaki, Manabu; Watson, C.*; Wilson, J.*; Benbow, S.*; Gaus, I.*; Rueedi, J.*

放射性廃棄物の地層処分施設で亀裂のグラウトやトンネルのシール材などとしてセメント系材料を使う場合には、化学的反応性に関する潜在的な問題が生起する。処分の長期安全性評価という点からは、セメントと岩盤などとの反応やその変化について定量的にモデル化することが求められる。LCS(Long-term Cement Studies)プロジェクトとして、NDA(UK), Posiva(Finland), 原子力機構のモデリングチーム間で、セメント水和反応及びセメント-岩反応についての室内実験に対するモデリング比較研究を行った。この結果、どちらの実験についても、詳細なパラメータ化の点で顕著な違いはあるものの、主要な反応経路についてはとてもよく理解できており、チーム間でも矛盾しないことが示された。今後、長期スケールにおける鉱物-水反応の評価に役立つような適切なナチュラルアナログやインダストリアルアナログなどの事例に着目したモデリング研究を行うことが望まれる。

The use of cement and concrete as fracture grouting or as tunnel seals in a geological disposal facility for rad wastes creates potential issues concerning chemical reactivity. From a long term safety perspective, it is desirable to be able model these interactions and changes quantitatively. As part of the LCS (Long-term Cement Studies) project programme, a modelling inter-comparison has been conducted, involving the modelling of two experiments describing cement hadration and cement-rock reaction, with teams representing the NDA (UK), Posiva (Finland), and JAEA. This modelling exercise showed that the dominant reaction pathways in the two experiments are fairly well understood and are consistent between the different modelling teams, although significant differences existed amongst the precise parameterisation. Future modelling exercises of this type should focus on a suitable natural or industrial analogue that might aid assessing mineral-fluid reactions at these longer timescales.