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2016 年度 実績報告書

電磁波加熱と加水によるベントナイト材料の接合可能性

研究課題

研究課題/領域番号 26630217
研究機関早稲田大学

研究代表者

小峯 秀雄  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90334010)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードベントナイト / 電磁波加熱 / 接合 / 地層処分 / 化学分析
研究実績の概要

種々の含水比状態に調整したベントナイトA(クニゲルV1・クニミネ工業製)に対して電磁波加熱(700W・2.45GHz)による接合実験を行い最適な接合条件を模索し整理した.ベントナイトAの含水比調整には,塩飽和水溶液を用いた「蒸気圧法によるベントナイトの含水比調整」を援用し,NaCL,K2SO4,蒸留水を用いた蒸気圧法による含水比調整を行った.密閉空間としてバックル式ボックス(435mm×440mm×635mm)およびレタートレイを用いた.接合実験では,ベントナイトAを供試体直径28mm,高さ5mm)に成型したものを使用した.その接合状況から,接合できない条件と比較的良好な接合ができた条件を,含水比,乾燥密度,電磁波照射時間および接合時の固定方法ごとに整理した.この整理を通じて,ベントナイト中の水分に選択的に電磁波照射されることが推察され,蒸気圧法による含水比調整よりも,直接ベントナイトの接合部に加水する方法の有効性が明らかとなった.また,固定方法や電磁波の照射時間の影響も考えられ,多量の水分と堅固な固定により,比較的良好な接合が可能になることが推察された.一方,長時間の電磁波照射は水分の過剰蒸発やブロックの破壊を招いた.特に乾燥密度が1.6(Mg/m3)の供試体の実験ケースでは,ダブルクリップ固定の力に耐えられなく破壊が生じた.これらのことから固定の力に耐える強度を持ちながら,一定の水分を保持できる状態にあるブロックが電磁波照射接合に適していることを明らかにした.また,電磁波加熱によりベントナイトブロックが接合する現象について,土中の水分ポテンシャルエネルギーを用いた考察を行った.電磁波加熱により温度を,強固な固定の力により供試体中の相対湿度を上昇させることができ,これらにより土粒子の結びつきを示す土中の水分ポテンシャルエネルギーが増加し,接合につながったと推察した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Design flow for specifications of bentonite-based buffer from the viewpoint of self-sealing capability using theoretical equations for swelling characteristics2016

    • 著者名/発表者名
      Hideo Komine
    • 雑誌名

      Japanese Geotechnical Society Special Publication

      巻: 2-53 ページ: 1833-1836

    • DOI

      http://dx.doi.org/http://doi.org/10.3208/jgssp.JPN-007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ベントナイト原鉱石の膨潤圧特性から観た緩衝材における膠結作用の定量評価の試み2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤大知,小峯秀雄,諸留章二,関口高志,三浦玄太
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2017-07-13 – 2017-07-13
  • [学会発表] ベントナイト原鉱石の結晶構造分析による緩衝材の固結等長期変化の推察2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤大知,小峯秀雄
    • 学会等名
      GeoKanto2016
    • 発表場所
      日本科学未来館
    • 年月日
      2016-10-21
  • [学会発表] ベントナイト系材料の膨潤圧・膨潤変形特性と透水係数に関する理論的連結の可能性とその活用2016

    • 著者名/発表者名
      小峯秀雄
    • 学会等名
      第51回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2016-09-15
  • [備考] 早稲田大学地盤工学(小峯秀雄)研究室

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/hkomine/

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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