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出井 俊太郎; 柴田 真仁*; 根岸 久美*; 杉浦 佑樹; 天野 由記; Bateman, K.*; Wilson, J.*; 横山 立憲; 鏡味 沙耶; 武田 匡樹; et al.
Results in Earth Sciences (Internet), 3, p.100097_1 - 100097_16, 2025/12
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、セメントと泥岩の相互作用による化学的擾乱領域が形成され、岩盤中の核種移行特性に影響を及ぼす可能性がある。本研究では、11年前に幌延深地層研究センターの140m調査坑道に施工されたセメント(普通ポルトランドセメント(OPC)および低アルカリ性セメント(LAC))と泥岩の界面における変質状態について調査した。複数の分析手法を組み合わせることで、セメントの溶解、方解石やC-(A-)S-H相などの二次鉱物の析出、モンモリロナイトの陽イオン交換、泥岩の空隙率の低下など、セメントと岩石の界面における主要な反応が特定された。また、空隙率の低下による拡散の低下や、変質した泥岩中の二次鉱物への取り込みによる収着の促進など、セメントと泥岩の相互作用が放射性核種の移行に及ぼす影響についても明らかになった。
望月 陽人; 松井 裕哉; 中山 雅; 坂本 亮*; 柴田 真仁*; 本島 貴之*; 城 まゆみ*
Case Studies in Construction Materials, 22, p.e04648_1 - e04648_20, 2025/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Construction & Building Technology)放射性廃棄物の地層処分で使用される低アルカリ性セメントは、長期にわたる処分場の操業期間中に大気中の二酸化炭素による炭酸化や地下水との接触によってその特性が変化する可能性がある。本研究では、フライアッシュとシリカヒュームを混合した低アルカリ性セメント(HFSC)を用いた吹付けコンクリートの化学的特性、微細構造ならびに輸送特性に対して大気中での炭酸化および地下水との接触が与える影響を、幌延の地下研究施設において16年間にわたり調査した。HFSC吹付けコンクリートの炭酸化領域と溶出領域のいずれにおいても、直径約300nm未満の細孔の毛細管空隙率が増加し、全空隙率は非変質領域よりも高くなった。これらの空隙構造の変化は、ケイ酸カルシウム水和物(C-S-H)の脱灰とエトリンガイトの分解に関連していると考えられる。このような変化は、OPC吹付けコンクリートの変質領域では軽微であったことから、本研究の調査条件下において、HFSC吹付けコンクリートは炭酸化や地下水溶出に対する抵抗性が相対的に低いことが示された。しかしながら、HFSCの透水係数は、地層処分に用いられる低pHセメントに求められる機能要件を満たす程度に低かった。
岩月 輝希; 柴田 真仁*; 村上 裕晃; 渡辺 勇輔; 福田 健二
土木学会論文集,G(環境)(インターネット), 75(1), p.42 - 54, 2019/03
地下施設における吹付けコンクリート支保工が地下水水質に与える影響を明らかにするため、深度500mの花崗岩に掘削した坑道を閉鎖する実規模原位置試験を行った。閉鎖坑道内の水質観察、吹付けコンクリートの分析、それらに基づく水質再現解析の結果、Brucite, Ettringite, Ca(OH) 
, Gibbsite, KCO
, NaCO・10HO, SiO (a), Calciteの溶解・沈殿反応が水質に影響する主要反応であることが明らかになった。更に、坑道内に施工された吹付けコンクリートはCa(OH)に飽和した地下水(pH12.4)を約570m
生成する反応量を持つと見積もることができた。これにより坑道閉鎖後の長期的な化学影響の予測解析の確度が向上すると考えられた。
藤田 英樹*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 三原 守弘
Journal of Advanced Concrete Technology, 6(3), p.389 - 395, 2008/10
被引用回数：4 パーセンタイル：23.75(Construction & Building Technology)放射性廃棄物処分施設のセメント系材料に添加される高性能減水剤は、放射性核種の溶解度を上昇させるおそれがある。このため、本研究では硬化したセメントの間隙水中の高性能減水剤の濃度とその分子量について実験的に調査を行った。セメント硬化体の養生水及び高圧で抽出された間隙水の全有機炭素から、高性能減水剤の濃度を推定した。一部の間隙水については、有機物の分子量を調べるためにゲルパーミッショングラフィーによる分析を実施した。その結果、90%以上の高性能減水剤がセメント硬化体に固定化されること、間隙水に存在する有機物は、低分子であることがわかった。
藤田 英樹*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 三原 守弘
セメント・コンクリート論文集, (61), p.65 - 71, 2008/02
ポリカルボン酸系高性能AE減水剤を添加したセメントペースト硬化体からの混和剤溶出挙動を、間隙水及び養生水の組成から評価した。TOC濃度から算出したSP溶出量は小さく、多くは固体に取り込まれたままであることがわかった。間隙水からは低分子量の有機物のみが検出され、高アルカリ性環境によるポリマーの分解、あるいは低分子量物質の選択的な溶出が示唆された。混和剤以外の有機物はプレーン試料によるブランク試験でキャンセルできると仮定したが、粉砕助剤などもともとセメント中に含まれていた有機物が結果に影響していないかといった新たな課題も明らかとなった。
菊地 道生*; 山本 武志*; 大塚 拓*; 川戸 陸也*; 金田 由久*; 柴田 真仁*; 芳賀 和子*; 谷口 拓海; 大杉 武史; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理により生じる廃棄物に対する、低温固化処理技術の適用性評価に利用するデータの取得を目的として実施した、セメント固化体およびAAM(アルカリ活性化材料)固化体の特性評価研究の概要を紹介する。
菊地 道生*; 山本 武志*; 大塚 拓*; 川戸 陸也*; 金田 由久*; 柴田 真仁*; 芳賀 和子*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理において生じる炭酸塩スラリーに対する、低温固化処理材料の適用性評価に利用するデータの取得を目的とし、各種固化配合で作製した模擬炭酸塩スラリー混合セメント固化体およびAAM固化体について、基礎特性の評価を行った。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。
樋口 敬太*; 大窪 貴洋*; 根岸 久美*; 柴田 真仁*; 舘 幸男
no journal, ,
福島事故廃棄物を含む放射性廃棄物の処分の評価において、様々な処分概念で用いられるセメント系材料と放射性核種の相互作用についての理解が必要である。セシウム(Cs)等の放射性核種は、セメント中の主要な成分であるC-S-Hへ収着すると考えられる。収着試験によって、C-S-Hの化学組成であるCa/Si比がCsの収着量に与える影響は明らかになっているが、詳細な吸着機構については不明な点が多い。本研究では、異なるCa/Si比のC-S-Hに対するCs収着試験を行い、
Cs MAS NMR測定により吸着構造の解明を試みた。
出井 俊太郎; 天野 由記; 杉浦 佑樹; 柴田 真仁*; 根岸 久美*; 横山 立憲; 鏡味 沙耶; 武田 匡樹; 望月 陽人; 櫻井 彰孝; et al.
no journal, ,
放射性廃棄物の地層処分において、支保工などにセメント系材料が使用される。セメント系材料と地下水との反応によって高pHや高Ca濃度の間隙水が拡がり、岩石構成鉱物の溶解や二次鉱物の析出による泥岩-セメント界面の変質をもたらし、岩盤中の放射性核種の移行挙動に影響を及ぼす可能性がある。本研究では北海道の幌延深地層研究センター地下施設(幌延URL)の地下深部に坑道支保工として施工されたセメントと泥岩の原位置での相互作用に着目し、様々な分析手法を適用することにより、セメントと泥岩の原位置での相互作用について検討した。
小池 彩華*; 石田 圭輔*; 三原 守弘; 柴田 真仁*; 澤田 佳代*
no journal, ,
セメント系材料の状態評価に用いる反応輸送解析モデルの妥当性確認を目的として、セメント系材料試料と接する浸漬溶液のCa濃度が一定となる試験体系を構築し、これを対象とした解析結果との比較を行った。
金田 由久*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 藏永 萌*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 加藤 潤; 大杉 武史; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の基礎データを取得する目的で、セメント及びAAM(アルカリ活性化材料)の試験体を作製し、溶出試験を行った。
望月 陽人; 松井 裕哉; 尾崎 裕介; 本島 貴之*; 城 まゆみ*; 柴田 真仁*; 根岸 久美*; 坂本 亮*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分では、廃棄物が処分場に搬入された後においても、処分場閉鎖までの間に廃棄物を搬出する可能性(回収可能性)を確保することが定められている。処分場の坑道が長期間にわたって開放されることとなるため、坑道の崩壊等がなく安全な作業が可能となるよう、開放坑道の健全性の維持について評価する必要がある。本研究では、実際の地下環境において、坑道の支保部材の一つであるコンクリート支保工の特性変化を定量的に把握することを目的とした。具体的には、幌延深地層研究所の深度350m坑道で実際に使用されたのと同様の低アルカリ性吹付けコンクリートの試験体を作製し、同坑道内に定置して定期的な試験・分析を行うことにより、試験体の物性・化学特性の初期状態および経年変化を明らかにする試みを行っている。本発表では、本検討の全体概要と現時点での結果の一部を報告する。
柴田 真仁*; 根岸 久美*; 坂本 亮*; 松井 裕哉; 望月 陽人; 尾崎 裕介
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分では、廃棄物が処分場に搬入された後においても、処分場閉鎖までの間に廃棄物を搬出する可能性(回収可能性)を確保することが定められており、その間の坑道の健全性の維持について評価する必要がある。しかし、支保部材の候補の一つである、低アルカリ性セメントを使用した吹付けコンクリートの経年変化を評価した例は少なく知見が不足している。そこで、本研究では、前述の試験体を作製して、地下坑道内の異なる環境に定置し、定置後約1年経過後にそれらの試験・分析を行うことにより、試験体の物性・化学特性の経年変化を評価した。本発表では、その結果の一部を報告する。
松井 裕哉; 本島 貴之*; 柴田 真仁*; 坂本 亮*; 望月 陽人
no journal, ,
本報では、地盤工学会において低透水性材料の透水性をダルシー則に基づき正確に測定することを目的に制定された基準(JGS 0312-2018)を同じく低透水性材料であるHFSCの吹付けコンクリート供試体に適用した結果を報告する。
金田 由久*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 大澤 紀久*; 菊地 道生*; 山本 武志*; 川戸 陸也*; 大杉 武史; 曽根 智之; 黒木 亮一郎
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の基礎データを取得する目的で、セメント, AAM(アルカリ活性化材料)および模擬炭酸塩スラリー混合固化体を作成し、溶解試験を行った。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。
