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低アルカリ性セメント(HFSC)を使用したコンクリートの基本特性

Basic properties of the concrete using the low alkaline cement (HFSC) developed by JAEA

瀬野 康弘*; 中山 雅; 杉田 裕; 棚井 憲治; 藤田 朝雄

Seno, Yasuhiro*; Nakayama, Masashi; Sugita, Yutaka; Tanai, Kenji; Fujita, Tomoo

地下300m以深への地層処分が定められている高レベル放射性廃棄物(HLW)の処分場の坑道などの支保工にはコンクリートの使用が想定されている。一般に、OPCを用いたコンクリートの浸出水のpHは12$$sim$$13を呈する。一方、緩衝材に用いられているベントナイトはpH約11以上の高アルカリ環境で変質し膨潤性能が低下する恐れがあり、これらのバリア機能が阻害される可能性が指摘されている。したがって、HLW処分場の支保工に使用されるセメント系材料にはバリア機能は求められていないものの、他のバリア機能を阻害しないこと、すなわち、低アルカリ性が求められている。原子力機構では、セメント系材料の低アルカリ化を目指し、コンクリートの浸出水のpHを11程度以下にすることを目標とし、OPCにシリカフュームとフライアッシュを混合させた低アルカリ性セメント(HFSC)を開発した。HFSCのHLW処分場用支保工材料への適用性に関する研究は、幌延深地層研究センターの深度140m, 250mおよび350mの水平坑道において施工を行い適用の目途を得ている。本資料は、HFSCのこれまでに実施した種々の配合試験で得られたHFSCコンクリートのフレッシュ性状や硬化物性値等について整理した。

The cementitious materials are used as candidate materials for the tunnel support of the deep geological repository of high-level radioactive wastes (HLW).Generally the pH of leachate from concrete mixed Ordinary Portland Cement (OPC) shows a range of 12 to 13. The barrier function of bentonite used as a buffer material and that of host rock might be damaged by the high alkaline leachate from cementitious materials. Therefore, low alkalinity that does not damage each barrier function is necessary for cementitious materials used for the tunnel support system of the HLW geological repository. JAEA has developed a low alkaline cement named as HFSC (Highly Fly-ash contained Silicafume Cement) which the pH of the cement leachate could lower approximately 11. We have confirmed the applicability of HFSC for the tunnel support materials, by using experimentally as the shotcreting materials to the part of gallery wall at 140m, 250m and 350m depth in Horonobe Underground Research Laboratory. And moreover, HFSC has been used as the cast-in-place concrete for the shaft lining concrete at the depth of 374m-380m. This Data/Code summarized the past HFSC mix proportion test results about the fresh concrete properties and hardened concrete properties, in order to offer the information as a reference for selecting the mix proportion of HFSC concrete adopted to the disposal galleries et al. in the future.

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