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Pore distribution of saturated compacted montmorillonite using NMR relaxometry; Effect of salt concentration

NMR緩和法による飽和圧縮モンモリロナイト中の間隙構造評価; 塩濃度の影響

大窪 貴洋*; 茨城 萌*; 舘 幸男; 岩舘 泰彦*

Okubo, Takahiro*; Ibaraki, Moe*; Tachi, Yukio; Iwadate, Yasuhiko*

水の1H NMR緩和時間測定法が、異なる塩濃度溶液で飽和させた圧縮モンモリロナイト中の間隙構造の調査に適用された。乾燥密度が0.8及び1.2g/cm$$^{3}$$の試料が、純水, 0.05, 0.10, 0.50, 1.0MのNaCl溶液で飽和された。異なる水分子層として1, 2, 3水分子層の割合が、縦緩和時間の分布から推定された。1, 2, 3水分子層の割合は、NaCl濃度によって変化した。モンモリロナイト層間と粒子間間隙を区別するしきい値は、X線回折分析による4水分子層の存在に疑問があるため、3水分子層とした。1水分子層及び粒子間間隙の割合は、乾燥密度1.2g/cm$$^{3}$$の全ての条件において無視できるほど小さかった。一方で、2水分子層は塩濃度による3水分子層の増加とともに減少した。

1H NMR relaxometry was applied for investigation of pore structure in compacted saturated montmorillonite with different salt concentration. The samples compacted to dry densities of 0.8 and 1.2 g/cm$$^{3}$$ were saturated with pure water, 0.05, 0.10, 0.50, and 1.0 M NaCl solutions. Population of water in different hydrated layer corresponding to 1-, 2-, and 3 hydrated layer was estimated from longitudinal relaxation distributions. The population of water in 1-, 2-, and 3 hydrated layers changed as a function of NaCl concentration. The threshold to discriminate between inter- and intra-layer water is 3 hydrated layer, which is questionable from existence of 4 hydrated layer revealed by modelling of X-ray profile. The amount of water in 1- and intra-layer were negligible small for all conditions at dry density of 1.2 g/cm$$^{3}$$. On the other hand, water in 2-hydrated layer was decreased instead of increment of water in 3-hydrated layer.

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