2009 Fiscal Year Annual Research Report
放射性廃棄物中の高濃度アルカリ塩によるセメント硬化体の長期劣化現象と対策の提案
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21560483
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
鳥居 和之 Kanazawa University, 環境デザイン学系, 教授 (50115250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三原 守広 (独)日本原子力研究開発機構, 地層処分開発部門, 副主任研究員 (00421652)
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| Keywords | 放射性廃棄物 / ナトリウム塩 / アルカリシリカ反応(ASR) / 発生機構 / 酢酸ウラニル蛍光法 / 偏光顕微鏡観察 / フリーデル氏塩 |
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| Research Abstract |
放射性廃棄物からの高濃度アルカリ塩によるコンクリートのアルカリシリカ反応(ASR)の発生機構を調べるために、各種ナトリウム塩(硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩および蟻酸塩)に浸漬したモルタルバーの膨張挙動とASRゲルの生成状況との関連性をASTM C1260に準拠した促進試験法(温度80℃の各種溶液に浸漬する方法)によって実験的に検討した。
本研究により得られた主要な研究成果は以下に示す通りである。
(1)反応性のシリカ鉱物(クリストバライト)のみから構成される焼成フリント骨材は高濃度のナトリウム塩溶液によるASRの発生機構を調べるのに適した材料であった。
(2)外部から浸透するナトリウム塩の種類により、モルタルバーの膨張量が大きく相違した。すなわち、1N溶液の濃度条件では、硝酸ナトリウム、水酸化ナトリウム=塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、蟻酸ナトリウム=酢酸ナトリウムの順番で、モルタルバーの膨張率が増大した。
(3)塩化ナトリウムおよび硝酸ナトリウム溶液に浸漬した場合、溶液濃度が1Nから5Nになると、モルタルバーの膨張率が大きく増大した。この反応はアルミネート相のフリーデル氏塩の生成反応に関係していた。
(4)促進試験におけるモルタルバーの膨張率と酢酸ウラニル蛍光法によるASRゲルの発色面積率、偏光顕微鏡による薄片試料のASRゲル及びひび割れの観察結果とは良く一致していた。
(5)示差走査熱量分析(DSC)、X線回折分析(XRD)によって求めた水酸化カルシウムや新たな水和生成物の同定結果より、ナトリウム塩によるASRの発生機構を説明することができた。
以上
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