JP2000338295A - 原子炉等の廃液固化用セメント材料 - Google Patents
原子炉等の廃液固化用セメント材料Info
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- JP2000338295A JP2000338295A JP11146133A JP14613399A JP2000338295A JP 2000338295 A JP2000338295 A JP 2000338295A JP 11146133 A JP11146133 A JP 11146133A JP 14613399 A JP14613399 A JP 14613399A JP 2000338295 A JP2000338295 A JP 2000338295A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】原子力発電所などから排出される放射能汚染の
廃液をドラム缶等容器内において固形化する際に、固形
化材の膨脹、収縮によって該容器に亀裂を生じ又は内部
に空隙が生じないように、無収縮、無膨脹の固形化材を
提供する。 【解決手段】普通セメントとバーミキュライト重量比を
０．５〜１．５：７〜９とし、これにＣａＯ（５０．０
〜５３．６％）、Ａｌ２Ｏ３（１２．０〜１５．０）、
ＳＯ３（２７．０〜３１．０）を主成分とするコンクリ
ート用膨張剤膨張剤をそのセメントの３〜５重量％混合
したことにより、膨脹収縮が押さえられ、所定の一軸圧
縮強度を上回る固形化材が得られた。
廃液をドラム缶等容器内において固形化する際に、固形
化材の膨脹、収縮によって該容器に亀裂を生じ又は内部
に空隙が生じないように、無収縮、無膨脹の固形化材を
提供する。 【解決手段】普通セメントとバーミキュライト重量比を
０．５〜１．５：７〜９とし、これにＣａＯ（５０．０
〜５３．６％）、Ａｌ２Ｏ３（１２．０〜１５．０）、
ＳＯ３（２７．０〜３１．０）を主成分とするコンクリ
ート用膨張剤膨張剤をそのセメントの３〜５重量％混合
したことにより、膨脹収縮が押さえられ、所定の一軸圧
縮強度を上回る固形化材が得られた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所など
から排出される放射能汚染の廃液（以下において使用済
樹脂溶離廃液とも称す）を固化するために使用するセメ
ント固化剤に関する。
から排出される放射能汚染の廃液（以下において使用済
樹脂溶離廃液とも称す）を固化するために使用するセメ
ント固化剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、上記の放射能汚染廃液はドラ
ム缶の中に投入したセメントに含浸させて固化し、これ
を例えば六か所村に貯蔵することが行われている。
ム缶の中に投入したセメントに含浸させて固化し、これ
を例えば六か所村に貯蔵することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の用途に使用され
る金属製ドラム缶は、その内面をコンクリートで被覆し
た、いわゆる内張のものである。そのドラム缶内に未硬
化のセメント粉末を充填し、そこに上記使用済樹脂溶離
廃液を注ぎ込み、該セメントに吸液せしめて固化するも
のであるが、このようにして凝固した固化体はドラム缶
内において収縮をなし、缶壁または前記の内張部内面と
の間に間隙を生じることになる。
る金属製ドラム缶は、その内面をコンクリートで被覆し
た、いわゆる内張のものである。そのドラム缶内に未硬
化のセメント粉末を充填し、そこに上記使用済樹脂溶離
廃液を注ぎ込み、該セメントに吸液せしめて固化するも
のであるが、このようにして凝固した固化体はドラム缶
内において収縮をなし、缶壁または前記の内張部内面と
の間に間隙を生じることになる。
【０００４】放射能に汚染された諸々の物を貯留する六
か所村などにおいて、前記の廃液を固化封入したドラム
缶を受け入れるに際しては、内容物が完全に固化してい
るか、有害な空隙が残存していないかを知る手段とし
て、缶壁より内容物を通して反対側に達するまでの超音
波の伝播速度を測定する方法が採られているが、ドラム
缶と固化物との間に間隙が存在する（図５参照）と超音
波は内容物を通過することなく缶壁を迂回することにな
り、内容物の正確な性状が判定できず、該廃棄物の受け
入れが拒絶されることになる。
か所村などにおいて、前記の廃液を固化封入したドラム
缶を受け入れるに際しては、内容物が完全に固化してい
るか、有害な空隙が残存していないかを知る手段とし
て、缶壁より内容物を通して反対側に達するまでの超音
波の伝播速度を測定する方法が採られているが、ドラム
缶と固化物との間に間隙が存在する（図５参照）と超音
波は内容物を通過することなく缶壁を迂回することにな
り、内容物の正確な性状が判定できず、該廃棄物の受け
入れが拒絶されることになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】放射能汚染の廃液を吸収
したセメント材料を無収縮の状態で固体化させるための
固化材として、バーミキュライト：セメントを０．５〜
１．５：７〜９（重量比）とし、さらに膨張剤をそのセ
メントの３〜５重量％混合したセメント配合材とし、こ
れをドラム缶内に投入して、ここに前記の廃液を注入し
固化体とする手段を採用した。この場合のセメントは普
通セメント、例えばボルトランドセメントでよい。
したセメント材料を無収縮の状態で固体化させるための
固化材として、バーミキュライト：セメントを０．５〜
１．５：７〜９（重量比）とし、さらに膨張剤をそのセ
メントの３〜５重量％混合したセメント配合材とし、こ
れをドラム缶内に投入して、ここに前記の廃液を注入し
固化体とする手段を採用した。この場合のセメントは普
通セメント、例えばボルトランドセメントでよい。
【０００６】ここに、膨張剤として石灰、石膏、ボーキ
サイトを主成分とする焼成化合物を粉砕したものを使用
する。これには、ＪＩＳ Ａ ６２０２に規定するコン
クリート用膨張剤が含まれる。この膨張剤を前記セメン
トに適量添加することによってコンクリートの乾燥によ
る収縮を抑制し、かつ、コンクリートの長期硬度を増大
せしめると共に水密性の向上が得られる。
サイトを主成分とする焼成化合物を粉砕したものを使用
する。これには、ＪＩＳ Ａ ６２０２に規定するコン
クリート用膨張剤が含まれる。この膨張剤を前記セメン
トに適量添加することによってコンクリートの乾燥によ
る収縮を抑制し、かつ、コンクリートの長期硬度を増大
せしめると共に水密性の向上が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図表
を参照して説明する。本発明において使用するセメント
は前記のボルトランドセメントとバーミキュライトの混
合物で、バーミキュライトセメントと称するものであっ
て、その重量比をバーミキュライト０．５〜１．５に対
してボルトランドセメントを７〜９とした。このセメン
ト材料に、表１に示す膨張剤を該セメントの３〜５重量
％を添加混合した。以後、バーミキュライトセメント及
びこれに膨張剤を混合したものを固形化材料と称する。
を参照して説明する。本発明において使用するセメント
は前記のボルトランドセメントとバーミキュライトの混
合物で、バーミキュライトセメントと称するものであっ
て、その重量比をバーミキュライト０．５〜１．５に対
してボルトランドセメントを７〜９とした。このセメン
ト材料に、表１に示す膨張剤を該セメントの３〜５重量
％を添加混合した。以後、バーミキュライトセメント及
びこれに膨張剤を混合したものを固形化材料と称する。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【実施例】本発明に係る固形化材料の原子炉廃液固化の
性能を実施例によって説明する。まず、原子炉廃液とし
ての使用済樹脂溶離廃液に関しては、ぼう硝１３．８
ｇ、塩化アンモニュウム０．４５ｇを水１リットル中に
混合攪拌した溶液を模擬廃液Ｒとして使用した。
性能を実施例によって説明する。まず、原子炉廃液とし
ての使用済樹脂溶離廃液に関しては、ぼう硝１３．８
ｇ、塩化アンモニュウム０．４５ｇを水１リットル中に
混合攪拌した溶液を模擬廃液Ｒとして使用した。
【００１０】固形化材料として以下の５種類のものを用
い、その固化による膨脹または収縮性とその経時変化、
一軸圧縮強度を検討した。
い、その固化による膨脹または収縮性とその経時変化、
一軸圧縮強度を検討した。
【００１１】実験用の固形化材料（供試体） Ｎｏ．１ ＶＣ１００％ Ｎｏ．２ ＶＣ９５％＋ＣＳＡ５％ Ｎｏ．３ ＶＣ９０％＋ＣＳＡ１０％ Ｎｏ．４ ＶＣ８５％＋ＣＳＡ１５％ Ｎｏ．５ ＶＣ８０％＋ＣＳＡ２０％ （ＶＣ：バーミキュライトセメント ＣＳＡ：コンク
リート膨張剤）
リート膨張剤）
【００１２】固形化材料の膨脹及び収縮の予備実験を図
１に示す容器を用いて行った。すなわち、ドラム缶を模
した直径１２０ｍｍの円筒状容器Ｃに前記のＮｏ．１か
らＮｏ．５の固形化材料Ｍを１００ｍｍの高さにまで充
填し、前記の模擬樹脂溶離廃液Ｒを自然浸透させ、２８
日間の養生期間における膨脹収縮状況を測定した。その
結果、Ｎｏ．１およびＮｏ．２は外観上の変形が見られ
なかったが、Ｎｏ．３からＮｏ．５は順次膨脹が大きく
型枠が膨れる（図１参照）と共に固化体表面にひび割れ
を生じ、実用に適しないことがわかった。これらのう
ち、比較的良好なＮｏ．１およびＮｏ．２における膨脹
および収縮の経時変化を図２に示した。
１に示す容器を用いて行った。すなわち、ドラム缶を模
した直径１２０ｍｍの円筒状容器Ｃに前記のＮｏ．１か
らＮｏ．５の固形化材料Ｍを１００ｍｍの高さにまで充
填し、前記の模擬樹脂溶離廃液Ｒを自然浸透させ、２８
日間の養生期間における膨脹収縮状況を測定した。その
結果、Ｎｏ．１およびＮｏ．２は外観上の変形が見られ
なかったが、Ｎｏ．３からＮｏ．５は順次膨脹が大きく
型枠が膨れる（図１参照）と共に固化体表面にひび割れ
を生じ、実用に適しないことがわかった。これらのう
ち、比較的良好なＮｏ．１およびＮｏ．２における膨脹
および収縮の経時変化を図２に示した。
【００１３】そこで、Ｎｏ．１およびＮｏ．２のＣＳＡ
比率になる固形化材料と 供試体Ｎｏ．６としてＶＣ９
７％＋ＣＳＡ３％ 配合の固形化材料を加えた３種類を
用いてドラム缶による実証実験を行った（図３）。この
場合、ドラム缶１２にはコンクリートによって５ｃｍの
内張１３をしたものと内張のないものとを使用し、そこ
に固形化材料Ｍ（１１）をドラム内容積の９０％まで充
填し、ストレーナー１４を介して模擬使用済樹脂溶離廃
液Ｒを浸透させ固形化を図った。
比率になる固形化材料と 供試体Ｎｏ．６としてＶＣ９
７％＋ＣＳＡ３％ 配合の固形化材料を加えた３種類を
用いてドラム缶による実証実験を行った（図３）。この
場合、ドラム缶１２にはコンクリートによって５ｃｍの
内張１３をしたものと内張のないものとを使用し、そこ
に固形化材料Ｍ（１１）をドラム内容積の９０％まで充
填し、ストレーナー１４を介して模擬使用済樹脂溶離廃
液Ｒを浸透させ固形化を図った。
【００１４】固化後、ドラム缶と固化体との間の間隙の
有無をドラム缶の外径の一方から該缶の中心を挟む対向
側表面までの超音波伝播速度を測定することにより、ま
た、圧縮強度は上記の固形化材料により得られた固化体
を直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍにコアボーリングして
一軸圧縮強度を測定することによって求めた。固形化材
料（供試体）とドラム缶の組み合わせにおける測定値を
表２に示した。
有無をドラム缶の外径の一方から該缶の中心を挟む対向
側表面までの超音波伝播速度を測定することにより、ま
た、圧縮強度は上記の固形化材料により得られた固化体
を直径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍにコアボーリングして
一軸圧縮強度を測定することによって求めた。固形化材
料（供試体）とドラム缶の組み合わせにおける測定値を
表２に示した。
【００１５】表２において、（１）の超音波伝播速度
は、内張なしのドラム缶単体のそれとほぼ同等の値を示
している。これは固化体とドラム缶との間に間隙が存在
するために超音波が固化体内を伝播することができず、
ドラム缶の周壁を伝播したものと考えられる。また、
（４）における超音波伝播速度は内張ドラム缶単体の超
音波伝播速度より小さい値を示しているがＣＳＡ５％添
加の（５）の伝播速度よりも遅く、したがってこの
（４）においては内張との間に僅かながら隙間を生じて
缶壁または内張に回避し伝播しているものである。
は、内張なしのドラム缶単体のそれとほぼ同等の値を示
している。これは固化体とドラム缶との間に間隙が存在
するために超音波が固化体内を伝播することができず、
ドラム缶の周壁を伝播したものと考えられる。また、
（４）における超音波伝播速度は内張ドラム缶単体の超
音波伝播速度より小さい値を示しているがＣＳＡ５％添
加の（５）の伝播速度よりも遅く、したがってこの
（４）においては内張との間に僅かながら隙間を生じて
缶壁または内張に回避し伝播しているものである。
【００１６】
【表２】
【００１７】ＣＳＡ３％の配合の固形化材料（Ｎｏ．
６）における超音波の伝播は、ドラム缶に内張を施した
もの、施さないもの共に供試体Ｎｏ．１のそれより小さ
く（速く）、供試体Ｎｏ．２より大きな（遅い）値が得
られた。したがって、膨張剤の添加量は５％前後が望ま
しく、３ないし６％添加も実用に耐えるものと考えられ
る。
６）における超音波の伝播は、ドラム缶に内張を施した
もの、施さないもの共に供試体Ｎｏ．１のそれより小さ
く（速く）、供試体Ｎｏ．２より大きな（遅い）値が得
られた。したがって、膨張剤の添加量は５％前後が望ま
しく、３ないし６％添加も実用に耐えるものと考えられ
る。
【００１８】また、一軸圧縮強度は、汚染廃液処理に関
する科学技術庁告示第２号に規定された「固形化された
放射性廃棄物の一軸圧縮強度」（１５ｋｇ／ｃｍ２）を
十分に上回る値が得られた。
する科学技術庁告示第２号に規定された「固形化された
放射性廃棄物の一軸圧縮強度」（１５ｋｇ／ｃｍ２）を
十分に上回る値が得られた。
【００１９】また、固形化材料および模擬樹脂溶離廃液
を含浸して１ヶ月後および１３ヶ月後にドラム缶を軸方
向に切断してドラム缶と固化体との間に間隙が存すか否
かを目視によって観察したが、明確な判定ができなかっ
た。したがって、膨張剤の添加量の最適値の決定は前記
の超音波伝播速度による判定によって行った。
を含浸して１ヶ月後および１３ヶ月後にドラム缶を軸方
向に切断してドラム缶と固化体との間に間隙が存すか否
かを目視によって観察したが、明確な判定ができなかっ
た。したがって、膨張剤の添加量の最適値の決定は前記
の超音波伝播速度による判定によって行った。
【００２０】さらに、種々の追加の実証試験から、ＶＣ
９８％＋ＣＳＡ２％ないしＶＣ９４％＋ＣＳＡ６％（い
ずれも重量％）が超音波の伝播速度計測および圧縮強度
において良好であり、最も望ましくはＶＣ９６％＋ＣＳ
Ａ４％（重量％）の配合比率であることがわかった。
９８％＋ＣＳＡ２％ないしＶＣ９４％＋ＣＳＡ６％（い
ずれも重量％）が超音波の伝播速度計測および圧縮強度
において良好であり、最も望ましくはＶＣ９６％＋ＣＳ
Ａ４％（重量％）の配合比率であることがわかった。
【００２１】
【発明の効果】バーミキュライトセメントに石灰、石
膏、ボーキサイトを主成分とする焼成化合物を粉砕した
膨張剤を３〜６％混入した固形化材料をドラム缶に充填
し、これに放射能汚染の廃液を含浸させ固化すると、収
縮が押さえられて当該廃棄物の処分条件、すなわち、缶
内において有害な空隙を生じない結果が得られた。
膏、ボーキサイトを主成分とする焼成化合物を粉砕した
膨張剤を３〜６％混入した固形化材料をドラム缶に充填
し、これに放射能汚染の廃液を含浸させ固化すると、収
縮が押さえられて当該廃棄物の処分条件、すなわち、缶
内において有害な空隙を生じない結果が得られた。
【図１】固形化材料に模擬液を含浸させて固化体する装
置と、膨脹収縮を戯画的に示した断面表示の正面図であ
る。
置と、膨脹収縮を戯画的に示した断面表示の正面図であ
る。
【図２】固形化材料Ｎｏ．１，Ｎｏ．２による固化体の
外径変化を表すグラフである。
外径変化を表すグラフである。
【図３】ドラム缶を使用した実証実験装置を示した断面
表示の正面図である。
表示の正面図である。
【図４】膨張剤の添加量と圧縮強度の関係を示したグラ
フである。
フである。
【図５】放射能汚染の廃液をドラム缶中にて固形化する
一般的な方法を示した中央断面の正面図である。
一般的な方法を示した中央断面の正面図である。
１１ 固形化材料 １２ ドラム缶 １３ コンクリート内張 １４ ストレーナー
Claims (2)
- 【請求項１】バーミキュライト：セメントの重量比を
０．５〜１．５：７〜９とし、これに膨張剤をそのセメ
ントの３〜５重量％混合したことを特徴とする原子炉等
から排出される放射能汚染廃液の固化用セメント材料。 - 【請求項２】膨張剤はＣａＯ（５０．０〜５３．６
％）、Ａｌ２Ｏ３（１２．０〜１５．０）、ＳＯ３（２
７．０〜３１．０）を主成分とするコンクリート用膨張
剤であることを特徴とする請求項１記載の放射能汚染廃
液の固化用セメント材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11146133A JP2000338295A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 原子炉等の廃液固化用セメント材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11146133A JP2000338295A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 原子炉等の廃液固化用セメント材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000338295A true JP2000338295A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15400899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11146133A Pending JP2000338295A (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | 原子炉等の廃液固化用セメント材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000338295A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110491537A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-11-22 | 中国辐射防护研究院 | 一种放射性废物的水泥固化处理方法 |
| CN112321239A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-05 | 佛山市睿德建筑节能材料有限公司 | 一种瓷砖胶及其制备方法 |
| CN114694874A (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-01 | 中广核研究院有限公司 | 核电站中低放废液水泥固化方法 |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP11146133A patent/JP2000338295A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110491537A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-11-22 | 中国辐射防护研究院 | 一种放射性废物的水泥固化处理方法 |
| CN110491537B (zh) * | 2019-06-20 | 2023-06-23 | 中国辐射防护研究院 | 一种放射性废物的水泥固化处理方法 |
| CN112321239A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-05 | 佛山市睿德建筑节能材料有限公司 | 一种瓷砖胶及其制备方法 |
| CN112321239B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-03-08 | 佛山市睿德建筑节能材料有限公司 | 一种瓷砖胶及其制备方法 |
| CN114694874A (zh) * | 2020-12-29 | 2022-07-01 | 中广核研究院有限公司 | 核电站中低放废液水泥固化方法 |
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