X線CT法による高アルカリ間隙水-ベントナイト相互作用の評価; 圧縮ベントナイト中のモンモリロナイトの溶解速度の検討

An Evaluation study on the interaction of bentonite with highly alkaline porewater by using X-ray CT method; Dissolution rate of montmorillonite in compacted bentonite

中林 亮*; Elakneswaran, Y.*; 千野 大輔*; 佐藤 努*; 米田 哲朗*; 小田 治恵  ; 金子 勝比古*

Nakabayashi, Ryo*; Elakneswaran, Y.*; Chino, Daisuke*; Sato, Tsutomu*; Yoneda, Tetsuro*; Oda, Chie; Kaneko, Katsuhiko*

セメント-ベントナイト相互作用を定量的に理解することを目的として、圧縮系にある精製ベントナイトへのアルカリ性溶液の通水溶解実験を行い、X線CT法を適用したその場観察、試験後の試料のX線回折を用い、これらを組合せて分析することで変質現象の定量化を試みた。また、本実験について、モンモリロナイトの反応速度論を考慮した地球化学モデルシミュレーションを行った。この結果、(1)圧縮系のモンモリロナイト(精製ベントナイトの主要鉱物)の溶解速度が粉末系のモンモリロナイトの溶解速度よりも遅延すること、(2)遅延した結果としてモンモリロナイト乾燥密度に変化が現れなかったことが実験結果と一致すること、(3)この遅延理由が圧縮によるモンモリロナイトの反応表面積の制限と間隙水中の飽和度の影響により説明可能であることが判明した。

Flow-through dissolution experiment of compacted purified bentonite with highly alkaline solution was carried out in order to quantitatively understand the bentonite-cement interaction. A combined analysis with XRD and in situ-observation by using X-ray CT method were applied. A geochemical model simulation of the experiment considering kinetics of montmorillonite (the main component of bentonite) dissolution was carried out. From output of the simulation, it was found that (1) dissolution rate of montmorillonite in compacted system were slower than that in suspension system, (2) slowering rate resulted in invisible change in dry density of montmorillonite in the simulation, which was consistent with the experimental result, and (3) the reason for slowring rate could likely to be attributed to the constraint of reactive surface area of montmorillonite and the effect of saturation degree of powewater.