低Si/Al比アルミノシリケート硬化体の作製に向けたSi-Alゲルの合成

Synthesis of a Si-Al gel as a starting material of aluminosilicate solids

佐藤 淳也 ; 塩田 憲司*; 高岡 昌輝*

Sato, Junya; Shiota, Kenji*; Takaoka, Masaki*

アルミノシリケート硬化体は、構造中に有害元素や放射性核種を固定化する特性を有する無機固化材である。本研究では、元素の固定化性能の向上が期待される低Si/Alモル比のアルミノシリケート硬化体を作製するため、化学試薬からSi/Alモル比が0.5の原料を合成することを試みた。作製したSi-Alゲルの化学組成を分析した結果、Si/Alモル比は0.5となり、不純物が少ない非晶質性の材料を合成できた。Si-Alゲルを用いて作製したアルミノシリケート硬化体は5MPa以上の一軸圧縮強度を示し、Si-Alゲルがアルミノシリケート硬化体の原料として利用可能であることを確認した。Si/Alモル比が1.25のアルミノシリケート硬化体は、緻密な表面構造を有しており、すべての試料中で一軸圧縮強度が最も高くなった。

An aluminosilicate solid is an inorganic material that has the property of immobilizing heavy metals or radionuclides in the matrix. In this study, aluminosilicates with a Si/Al molar ratio of 0.5 was synthesized from a chemical reagent in order to produce aluminosilicate solids with a low Si/Al molar ratio, which were expected to improve the immobilization of heavy metals and radionuclides contained in the matrix. The synthesized Si-Al gel with a Si/Al molar ratio of 0.5 had little impurity content and was in an amorphous phase. In addition, the compressive strength of the aluminosilicate solid produced by the synthesized Si-Al gel showed a 5 MPa or more, confirming that it can be used as a raw material for aluminosilicate solids. The aluminosilicate solid with a Si/Al molar ratio of 1.25 had a dense surface structure from the result of BSE images and had the highest compressive strength among all samples.