JPH0933698A - 結合材料及びその製法 - Google Patents
結合材料及びその製法Info
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- JPH0933698A JPH0933698A JP17819196A JP17819196A JPH0933698A JP H0933698 A JPH0933698 A JP H0933698A JP 17819196 A JP17819196 A JP 17819196A JP 17819196 A JP17819196 A JP 17819196A JP H0933698 A JPH0933698 A JP H0933698A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
- G21F5/005—Containers for solid radioactive wastes, e.g. for ultimate disposal
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/34—Disposal of solid waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 深度地層での高いまたは極めて高い放射能を
有する放射性廃棄物の貯蔵に関して、廃棄物を入れた容
器の貯蔵場所並びにそのような場所へ続いているトンネ
ルの再接合。 【解決手段】 最大寸法がたかだか約１０ｍｍの顆粒
と、大きめの寸法および明確に画定された三次元形状を
有する結合体との混合物を配合する結合材料において、
顆粒と結合体とは圧縮した粘土粉末から形成されてい
る、結合材料、並びに明確に画定された三次元形状を有
する結合体の形態に粘土粉末を圧縮し、結合体の第一の
部分を、最大寸法がたかだか約１０ｍｍである顆粒の形
態に圧潰し、顆粒と、第一の結合体の圧潰されていない
部分とを混合する、段階を含んでなる、結合材料の製
法。
有する放射性廃棄物の貯蔵に関して、廃棄物を入れた容
器の貯蔵場所並びにそのような場所へ続いているトンネ
ルの再接合。 【解決手段】 最大寸法がたかだか約１０ｍｍの顆粒
と、大きめの寸法および明確に画定された三次元形状を
有する結合体との混合物を配合する結合材料において、
顆粒と結合体とは圧縮した粘土粉末から形成されてい
る、結合材料、並びに明確に画定された三次元形状を有
する結合体の形態に粘土粉末を圧縮し、結合体の第一の
部分を、最大寸法がたかだか約１０ｍｍである顆粒の形
態に圧潰し、顆粒と、第一の結合体の圧潰されていない
部分とを混合する、段階を含んでなる、結合材料の製
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】技術分野 本発明は、主としてスメクタイトの種類由来の圧縮粘土
粉末から得られる結合または接合材料に関する。
粉末から得られる結合または接合材料に関する。
【０００２】このような結合材料は、特に放射性廃棄物
貯蔵施設で、廃棄物の入った容器と廃棄物を貯蔵するト
ンネルまたはシャフトの壁との間に存在する残留隙間を
充填し、トンネルを塞ぎまたは再接合するのに用いるこ
とができる。
貯蔵施設で、廃棄物の入った容器と廃棄物を貯蔵するト
ンネルまたはシャフトの壁との間に存在する残留隙間を
充填し、トンネルを塞ぎまたは再接合するのに用いるこ
とができる。
【０００３】本発明は、このような結合材料の製造法に
も関する。
も関する。
【０００４】
【従来の技術】従来の技術 深度地層での高いまたは極めて高い放射能を有する放射
性廃棄物の貯蔵に関して、廃棄物を入れた容器の貯蔵場
所並びにそのような場所へ続いているトンネルを部分的
または全面的に再接合することが考慮されている。この
再接合により、容器のすぐ近くの地下水の循環をできる
だけ少なくすることができると思われる。これにより、
風化作用または容器の部分的破損の結果、経時的に放出
される放射性核種の受容媒体への移動は遅くなると思わ
れる。
性廃棄物の貯蔵に関して、廃棄物を入れた容器の貯蔵場
所並びにそのような場所へ続いているトンネルを部分的
または全面的に再接合することが考慮されている。この
再接合により、容器のすぐ近くの地下水の循環をできる
だけ少なくすることができると思われる。これにより、
風化作用または容器の部分的破損の結果、経時的に放出
される放射性核種の受容媒体への移動は遅くなると思わ
れる。
【０００５】この機能を満たすと考えられる実質的に総
ての充填剤材料ではスメクタイトの種類に由来する膨脹
粘土が用いられ、これはその密度とおよびその飽和度に
よっては数十ＭＰａの膨脹圧を発生することができる。
予想される充填材料の性質がどのようなものであって
も、この材料を設置する方法も完全にコントロールして
その機能を完全に果たすことができるものでなければな
らない。
ての充填剤材料ではスメクタイトの種類に由来する膨脹
粘土が用いられ、これはその密度とおよびその飽和度に
よっては数十ＭＰａの膨脹圧を発生することができる。
予想される充填材料の性質がどのようなものであって
も、この材料を設置する方法も完全にコントロールして
その機能を完全に果たすことができるものでなければな
らない。
【０００６】１９７９年６月にＩＡＥＡによって組織さ
れた会議中にフィンランドのオタニエミで提出された
「大深度の岩盤で放射性廃棄物を隔離するためのベント
ナイトを基剤とする緩衝剤物質」という表題のR. PUSCH
らの報告、４８７〜５０３頁、では、直接積み上げによ
るまたは適当な処理装置を用いることによる密度が２．
００を上回る部分を圧縮しそれらを本来の場所に置く極
めて高圧による生産が意図されている。しかし、この報
告には、用いられた高密度化の手順も配置手順も記載さ
れていない。
れた会議中にフィンランドのオタニエミで提出された
「大深度の岩盤で放射性廃棄物を隔離するためのベント
ナイトを基剤とする緩衝剤物質」という表題のR. PUSCH
らの報告、４８７〜５０３頁、では、直接積み上げによ
るまたは適当な処理装置を用いることによる密度が２．
００を上回る部分を圧縮しそれらを本来の場所に置く極
めて高圧による生産が意図されている。しかし、この報
告には、用いられた高密度化の手順も配置手順も記載さ
れていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】充填材料を所定位置に
置くためのもう一つの手順は、材料を粉末状態ではある
がその機能を果たすことができるようにした十分に高密
度化された形態で直接導入することから成っている。こ
の手順は、ＦＲ−Ａ−２，６９０，４５６号明細書に記
載されている。これにより、その部位を比較的高密度と
することができる。しかし、この材料は３０〜６０％の
粘土粉末を含んでおり、所定位置に置くときにかなりの
量の粉塵を生じる。
置くためのもう一つの手順は、材料を粉末状態ではある
がその機能を果たすことができるようにした十分に高密
度化された形態で直接導入することから成っている。こ
の手順は、ＦＲ−Ａ−２，６９０，４５６号明細書に記
載されている。これにより、その部位を比較的高密度と
することができる。しかし、この材料は３０〜６０％の
粘土粉末を含んでおり、所定位置に置くときにかなりの
量の粉塵を生じる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、主としてＦＲ
−Ａ−２，６９０，４５６号明細書に記載の手順に従っ
て所定位置に置かれる結合材料において、その粒度分布
を最適にして、材料の性能特性が既知の充填材料のもの
と比較してかなり改良され且つ粉塵を生成する粘土粉末
の量が減少している充填材料に関する。
−Ａ−２，６９０，４５６号明細書に記載の手順に従っ
て所定位置に置かれる結合材料において、その粒度分布
を最適にして、材料の性能特性が既知の充填材料のもの
と比較してかなり改良され且つ粉塵を生成する粘土粉末
の量が減少している充填材料に関する。
【０００９】本発明は、そのような結合材料の製造法に
も関する。
も関する。
【００１０】本発明によれば、第一の目的は、最大寸法
がせいぜい約１０ｍｍの顆粒と、大きめの寸法および明
確に画定された三次元形状を有する結合体との混合物を
含んでなり、顆粒および結合体が任意性状のまたはスメ
クタイトの種類由来の圧縮粘土粉末から形成されること
を特徴とする充填材料によって達成される。
がせいぜい約１０ｍｍの顆粒と、大きめの寸法および明
確に画定された三次元形状を有する結合体との混合物を
含んでなり、顆粒および結合体が任意性状のまたはスメ
クタイトの種類由来の圧縮粘土粉末から形成されること
を特徴とする充填材料によって達成される。
【００１１】形状および寸法が類似していることから、
以後「ハンバグ(humbug)」と呼ぶ結合体は、全方向で滑
らかな表面によって画定されて、明確に画定された三次
元形状を与えるようになっている。
以後「ハンバグ(humbug)」と呼ぶ結合体は、全方向で滑
らかな表面によって画定されて、明確に画定された三次
元形状を与えるようになっている。
【００１２】本発明の好ましい態様では、これら総ての
結合体は同一であり、単位容積が５ｃｍ3 である。
結合体は同一であり、単位容積が５ｃｍ3 である。
【００１３】これらの結合体のそれぞれは、長さが約２
５ｍｍであり凸面の間の最大厚みが約１５ｍｍである矩
形を４辺に沿って互いに結合した２つの凸面を有するこ
とができる。
５ｍｍであり凸面の間の最大厚みが約１５ｍｍである矩
形を４辺に沿って互いに結合した２つの凸面を有するこ
とができる。
【００１４】本発明の好ましい態様では、顆粒は、最大
寸法が約３ｍｍ以下の顆粒から形成される第一バッチ、
最大寸法が３〜６ｍｍの顆粒から形成される第二バッ
チ、及び最大寸法が６〜約１０ｍｍの顆粒から形成され
た第三バッチからなっている。
寸法が約３ｍｍ以下の顆粒から形成される第一バッチ、
最大寸法が３〜６ｍｍの顆粒から形成される第二バッ
チ、及び最大寸法が６〜約１０ｍｍの顆粒から形成され
た第三バッチからなっている。
【００１５】有利なことには、第一、第二および第三バ
ッチの顆粒はそれぞれ、前記顆粒の約１３重量％〜約４
１重量％、０重量％〜約１７重量％、および０重量％〜
約１１重量％である。
ッチの顆粒はそれぞれ、前記顆粒の約１３重量％〜約４
１重量％、０重量％〜約１７重量％、および０重量％〜
約１１重量％である。
【００１６】更に、混合物は、好ましくは結合体の約３
０重量％〜約７０重量％である。
０重量％〜約７０重量％である。
【００１７】本発明は結合材料の製造法において、明確
に画定された三次元形状を有する結合体の形態に粘土粉
末を圧縮し、結合体の第一の部分を、最大寸法がたかだ
か約１０ｍｍである顆粒の形態に圧潰し、顆粒と、第二
の結合体の圧潰されていない部分とを混合する、段階を
含んでなる、結合材料の製造法にも関する。
に画定された三次元形状を有する結合体の形態に粘土粉
末を圧縮し、結合体の第一の部分を、最大寸法がたかだ
か約１０ｍｍである顆粒の形態に圧潰し、顆粒と、第二
の結合体の圧潰されていない部分とを混合する、段階を
含んでなる、結合材料の製造法にも関する。
【００１８】本発明の好ましい態様では、結合体の形態
の粘土粉末は、帯筋またはリングを備えた接線ホイール
を有する装置で圧縮される。
の粘土粉末は、帯筋またはリングを備えた接線ホイール
を有する装置で圧縮される。
【００１９】本発明を、以下に本発明の好ましい態様お
よび添付図面であって、本発明による結合または接合材
料を製造するための方法の様々な段階を図解的に示して
いるものに関して、更に詳細に説明する。
よび添付図面であって、本発明による結合または接合材
料を製造するための方法の様々な段階を図解的に示して
いるものに関して、更に詳細に説明する。
【００２０】
【発明の実施の形態】態様の詳細な説明 本発明による結合または接合材料は、スメクタイトの種
類の天然の膨脹粘土から得られる。粘土貯蔵場所の特定
の場合には、通路トンネルや貯蔵場所の掘削によってで
きる土砂の一部を低水硬性性能(lower hydraulic perfo
rmance) であるが更に経済的な結合材料として再使用す
ることが可能であり、その材料は貯蔵場所で生産するこ
とができる。
類の天然の膨脹粘土から得られる。粘土貯蔵場所の特定
の場合には、通路トンネルや貯蔵場所の掘削によってで
きる土砂の一部を低水硬性性能(lower hydraulic perfo
rmance) であるが更に経済的な結合材料として再使用す
ることが可能であり、その材料は貯蔵場所で生産するこ
とができる。
【００２１】図面に示されているように、結合材料製造
の第一段階は、ランダムまたはスメクチックの粘土粉末
１０をリングを備えた接線ホイールを有する圧縮装置１
２で圧縮することからなっている。この装置により、粘
土粉末１０を結合体またはハンバグ１５の形態に圧縮す
ることが可能である。総てのハンバグ１５は同一であ
り、明確に画定された三次元形状を有し、すなわちそれ
らは全方向で滑らかな表面によって画定されて、明確に
画定された三次元形状を与えるようになっている。
の第一段階は、ランダムまたはスメクチックの粘土粉末
１０をリングを備えた接線ホイールを有する圧縮装置１
２で圧縮することからなっている。この装置により、粘
土粉末１０を結合体またはハンバグ１５の形態に圧縮す
ることが可能である。総てのハンバグ１５は同一であ
り、明確に画定された三次元形状を有し、すなわちそれ
らは全方向で滑らかな表面によって画定されて、明確に
画定された三次元形状を与えるようになっている。
【００２２】前記の態様では、この形状は、２つの凸面
が同一平面に配置された４辺に沿って互いに結合してい
ることを特徴としている。これらの４辺はほぼ矩形を形
成しており、その長さおよび幅は非常に接近している。
従って、この矩形は、例えば長さが約２５ｍｍで幅が約
２４ｍｍである。その凸面同士では、ハンバグ１５は最
大厚みが約１５ｍｍであり、その単位容積は約５ｍｍ3
でもある。
が同一平面に配置された４辺に沿って互いに結合してい
ることを特徴としている。これらの４辺はほぼ矩形を形
成しており、その長さおよび幅は非常に接近している。
従って、この矩形は、例えば長さが約２５ｍｍで幅が約
２４ｍｍである。その凸面同士では、ハンバグ１５は最
大厚みが約１５ｍｍであり、その単位容積は約５ｍｍ3
でもある。
【００２３】ハンバグ１５のこの形状およびこれらの寸
法は単に例示のために示したものであり、発明の範囲を
逸脱することなくかなり異なる形状および寸法を有する
ハンバグを製造することが可能である。
法は単に例示のために示したものであり、発明の範囲を
逸脱することなくかなり異なる形状および寸法を有する
ハンバグを製造することが可能である。
【００２４】粘土粉末１０を圧縮するのに用いる装置１
２は、リングを備えた接線ホイールを有する。この型の
装置は既知のものであり、石炭、鉱石、化学または医薬
製品などの粉体材料から様々な寸法を有し、ハンバグま
たはボール状の結合体を形成するのに用いられる。この
ような装置は、横軸を有し、図面の矢印Ｆ１方向に同時
に回転する本質的に２個の接線ホイール１４からなって
いる。それぞれの接線ホイール１４は、縁にキャビティ
１６を有するリングを備えており、リング形状は製造さ
れるハンバグ１５の凸表面の形状と相補的になってい
る。接線ホイール１４が矢印Ｆ１の方向に同じ速度で回
転すると、２個のホイールのキャビティ１６は自動的に
互いに対向する。
２は、リングを備えた接線ホイールを有する。この型の
装置は既知のものであり、石炭、鉱石、化学または医薬
製品などの粉体材料から様々な寸法を有し、ハンバグま
たはボール状の結合体を形成するのに用いられる。この
ような装置は、横軸を有し、図面の矢印Ｆ１方向に同時
に回転する本質的に２個の接線ホイール１４からなって
いる。それぞれの接線ホイール１４は、縁にキャビティ
１６を有するリングを備えており、リング形状は製造さ
れるハンバグ１５の凸表面の形状と相補的になってい
る。接線ホイール１４が矢印Ｆ１の方向に同じ速度で回
転すると、２個のホイールのキャビティ１６は自動的に
互いに対向する。
【００２５】粘土粉末１０を導入し、アルキメデスねじ
２０を配置したホッパー１８によって接線ホイール１４
のリングの間に押し込む。アルキメデスねじ２０によっ
て押し込まれたまたは高密度化された粘土粉末は、リン
グを備えた接線ホイール１４によって凝集してハンバグ
１５を形成するようになる。
２０を配置したホッパー１８によって接線ホイール１４
のリングの間に押し込む。アルキメデスねじ２０によっ
て押し込まれたまたは高密度化された粘土粉末は、リン
グを備えた接線ホイール１４によって凝集してハンバグ
１５を形成するようになる。
【００２６】リングを備えた接線ホイールを有する装置
１２のホッパー１８に粘土粉末１０を導入する前に、粉
末の状態が粉体乾燥操作をしてもよい場合には、この操
作を行うことができることに留意すべきである。この乾
燥段階は、図面では矩形２２で図解的に示されている
が、粘土粉末を例えば約８０℃の温度に数時間上昇させ
て脱水を行い、その水含量を圧縮を効果的に行うことが
できるほど十分高い残存値に達するようにすることが可
能である。粘土の性質によっては、残存水含量は約２〜
５％とすることができる。
１２のホッパー１８に粘土粉末１０を導入する前に、粉
末の状態が粉体乾燥操作をしてもよい場合には、この操
作を行うことができることに留意すべきである。この乾
燥段階は、図面では矩形２２で図解的に示されている
が、粘土粉末を例えば約８０℃の温度に数時間上昇させ
て脱水を行い、その水含量を圧縮を効果的に行うことが
できるほど十分高い残存値に達するようにすることが可
能である。粘土の性質によっては、残存水含量は約２〜
５％とすることができる。
【００２７】リングを備えた接線ホイールを有する装置
１２から排出されて得られるハンバグ１５の約５０重量
％に相当する部分をそのままに保持して、図面の矢印２
４で示されるように、続いて結合材料を形成する混合物
に配合するようにする。
１２から排出されて得られるハンバグ１５の約５０重量
％に相当する部分をそのままに保持して、図面の矢印２
４で示されるように、続いて結合材料を形成する混合物
に配合するようにする。
【００２８】矢印２６で示されるように、ハンバグ１５
の残りの部分は、次に圧潰装置２８に導入される。装置
２８で行われる圧潰操作によって、最大寸法がたかだか
約１０ｍｍである顆粒２９を得ることができる。記載の
態様では、この圧潰操作は前記のハンバグの約５０重量
％に相当するハンバグ１５の部分に関するものである。
の残りの部分は、次に圧潰装置２８に導入される。装置
２８で行われる圧潰操作によって、最大寸法がたかだか
約１０ｍｍである顆粒２９を得ることができる。記載の
態様では、この圧潰操作は前記のハンバグの約５０重量
％に相当するハンバグ１５の部分に関するものである。
【００２９】総て同じ形状および寸法を有するハンバグ
１５とは異なり、装置２８の出口で得られる顆粒２９は
可変形状および寸法を有しており、連続的に間隔を置い
て、それらの最大寸法が０〜約１０ｍｍとなるようにす
る。これらの最大寸法は、いずれの場合にもハンバグ１
５の寸法よりかなり小さいことに留意すべきである。
１５とは異なり、装置２８の出口で得られる顆粒２９は
可変形状および寸法を有しており、連続的に間隔を置い
て、それらの最大寸法が０〜約１０ｍｍとなるようにす
る。これらの最大寸法は、いずれの場合にもハンバグ１
５の寸法よりかなり小さいことに留意すべきである。
【００３０】ハンバグを圧潰するのに用いられる装置２
８は、任意の適当な圧潰装置によって構成することがで
きる。図示されている態様では、装置２８はハンマーク
ラッシャーであり、数個のハンマー３０がホイール３２
によって同時に回転する。ハンマー３０およびホイール
３２はアンビルを形成する壁３６によって画定された圧
潰室３４に収容されている。
８は、任意の適当な圧潰装置によって構成することがで
きる。図示されている態様では、装置２８はハンマーク
ラッシャーであり、数個のハンマー３０がホイール３２
によって同時に回転する。ハンマー３０およびホイール
３２はアンビルを形成する壁３６によって画定された圧
潰室３４に収容されている。
【００３１】ホッパー３８によって室３４に導入される
ハンバグ１５は、ハンマー３０によって壁３６に投げ付
けられる。このようにして、ハンバグ１５は圧潰され
る。この圧潰の結果として得られる顆粒は、重力によっ
て格子４０を通って室３４から出て行く。この格子４０
によって、最大寸法が約１０ｍｍを越える顆粒が排出さ
れないようになっている。従って、装置２８からの出口
で得られる顆粒２９の最大寸法は０〜約１０ｍｍとなる
ようになっている。
ハンバグ１５は、ハンマー３０によって壁３６に投げ付
けられる。このようにして、ハンバグ１５は圧潰され
る。この圧潰の結果として得られる顆粒は、重力によっ
て格子４０を通って室３４から出て行く。この格子４０
によって、最大寸法が約１０ｍｍを越える顆粒が排出さ
れないようになっている。従って、装置２８からの出口
で得られる顆粒２９の最大寸法は０〜約１０ｍｍとなる
ようになっている。
【００３２】次に、装置２８の出口で得られた顆粒２９
を図面において参照符号４２で示されるように整粒し
て、粒度によって３種類の異なるバッチに分ける。
を図面において参照符号４２で示されるように整粒し
て、粒度によって３種類の異なるバッチに分ける。
【００３３】第一バッチは最大寸法が３ｍｍ以下の顆粒
２９ａから形成される。第二バッチは最大寸法が３〜６
ｍｍの顆粒２９ｂから形成される。第三バッチは最大寸
法が６〜約１０ｍｍの顆粒２９ｃから形成される。
２９ａから形成される。第二バッチは最大寸法が３〜６
ｍｍの顆粒２９ｂから形成される。第三バッチは最大寸
法が６〜約１０ｍｍの顆粒２９ｃから形成される。
【００３４】この段階で、未圧潰ハンバグ１５を、顆粒
２９の整粒によって得られた３バッチのそれぞれから抽
出された顆粒２９ａ、２９ｂおよび２９ｃと明確に定義
された比率に従って混合することによって、本発明によ
る結合材料を直接得ることができる。このようにして、
例えば第一バッチの顆粒２９ａを約２０重量％、第二バ
ッチの顆粒２９ｂを約１０重量％、第三バッチの顆粒２
９ｃを約２０重量％、および未圧潰のハンバグ１５を約
５０重量％から構成される混合物を用いて、結合材料を
形成する。
２９の整粒によって得られた３バッチのそれぞれから抽
出された顆粒２９ａ、２９ｂおよび２９ｃと明確に定義
された比率に従って混合することによって、本発明によ
る結合材料を直接得ることができる。このようにして、
例えば第一バッチの顆粒２９ａを約２０重量％、第二バ
ッチの顆粒２９ｂを約１０重量％、第三バッチの顆粒２
９ｃを約２０重量％、および未圧潰のハンバグ１５を約
５０重量％から構成される混合物を用いて、結合材料を
形成する。
【００３５】結合材料４４に関する製造試験は、２種類
の粘土粉末１０に基づいて前記の方法に従って行った。
これらの２種類の粘土粉末は、「Realisation des remb
laiset couches de forme」という標題の１９９２年のL
aboratoire Central des Ponts et Chaussees (LCPC)
の技術ガイドの微細土壌の分類においてそれぞれＡ２お
よびＡ４として分類された粘土質の泥灰土および膨脹粘
土に相当している。
の粘土粉末１０に基づいて前記の方法に従って行った。
これらの２種類の粘土粉末は、「Realisation des remb
laiset couches de forme」という標題の１９９２年のL
aboratoire Central des Ponts et Chaussees (LCPC)
の技術ガイドの微細土壌の分類においてそれぞれＡ２お
よびＡ４として分類された粘土質の泥灰土および膨脹粘
土に相当している。
【００３６】粘土質の泥灰土Ａ２は、Mines de Potasse
d'Alsace (MDPA)の鉱石から抽出されたハイドローブ泥
灰土(hydrobe marl)であり、代表的な用地粘土である。
d'Alsace (MDPA)の鉱石から抽出されたハイドローブ泥
灰土(hydrobe marl)であり、代表的な用地粘土である。
【００３７】膨脹粘土Ａ４は、パリ盆地から抽出された
カルシウムスメクタイト（ＦＯＣａ７）である。これ
は、Societe Francaise des Bentonites et Derives に
よって発売されており、その流体力学的性能特性は良く
知られている。
カルシウムスメクタイト（ＦＯＣａ７）である。これ
は、Societe Francaise des Bentonites et Derives に
よって発売されており、その流体力学的性能特性は良く
知られている。
【００３８】材料Ａ２およびＡ４のそれぞれを用いて、
１０トンのハンバグ１５を製造した。それぞれの場合
に、得られたハンバグ５トンを圧潰して整粒し、最大寸
法が３ｍｍ以下の顆粒２トン、最大寸法が３〜６ｍｍの
顆粒１トン、および最大寸法が６〜１０ｍｍの顆粒２ト
ンを得た。圧縮後に得られたハンバグ１５の形状および
寸法は、上記に例示したやり方で記載されたものであ
る。天然状態およびハンバグの形態での２種類の材料の
それぞれの特徴を表１に示す。
１０トンのハンバグ１５を製造した。それぞれの場合
に、得られたハンバグ５トンを圧潰して整粒し、最大寸
法が３ｍｍ以下の顆粒２トン、最大寸法が３〜６ｍｍの
顆粒１トン、および最大寸法が６〜１０ｍｍの顆粒２ト
ンを得た。圧縮後に得られたハンバグ１５の形状および
寸法は、上記に例示したやり方で記載されたものであ
る。天然状態およびハンバグの形態での２種類の材料の
それぞれの特徴を表１に示す。
【００３９】
【表１】 材料 粒子密度 ハンバグ 水分含量 ハンバグ の見掛け密度 の乾燥密度 Ａ２ ２．８０ ２．２８ ５％ ２．１８ Ａ４ ２．７０ ２．１６ １０％ １．９６
【００４０】試験は、材料Ａ２およびＡ４のそれぞれに
ついても行い、作業操作および応力の影響下での粉末材
料の発生挙動を特定する破砕性係数(fragmentability c
oefficient) ＦＲを決定した。この破砕性係数は、次式
によって示される。 ＦＲ＝Ｄ１０（ｉ）／Ｄ１０（ｆ） （式中、Ｄ１０（ｉ）は、材料の初期状態の１０％整粒
に相当するスクリーン直径であり、Ｄ１０（ｆ）は、試
験の終了時における１０％整粒に相当するスクリーン直
径である。）
ついても行い、作業操作および応力の影響下での粉末材
料の発生挙動を特定する破砕性係数(fragmentability c
oefficient) ＦＲを決定した。この破砕性係数は、次式
によって示される。 ＦＲ＝Ｄ１０（ｉ）／Ｄ１０（ｆ） （式中、Ｄ１０（ｉ）は、材料の初期状態の１０％整粒
に相当するスクリーン直径であり、Ｄ１０（ｆ）は、試
験の終了時における１０％整粒に相当するスクリーン直
径である。）
【００４１】実際の試験は、粒度が１０〜２０ｍｍの試
料に標準的塞栓操作、すなわち通常のプロクターエネル
ギー(Procter energy)（０．５９ｋｇ／ｄｍ3 ）の二倍
に実質的相当する１００回の通常のハンマーブローの適
用（ハンマー重量２．４９６ｋｇ、落下高さ３０．５ｃ
ｍ）を伴う操作を施すことから成っている。破砕性係数
ＦＲが７以下であるときには、この材料は非常に破砕性
に富むものではないと考えられる。
料に標準的塞栓操作、すなわち通常のプロクターエネル
ギー(Procter energy)（０．５９ｋｇ／ｄｍ3 ）の二倍
に実質的相当する１００回の通常のハンマーブローの適
用（ハンマー重量２．４９６ｋｇ、落下高さ３０．５ｃ
ｍ）を伴う操作を施すことから成っている。破砕性係数
ＦＲが７以下であるときには、この材料は非常に破砕性
に富むものではないと考えられる。
【００４２】材料Ａ２の場合には、破砕性試験の結果、
この材料が微細な断片であるか、ハンバグの形状をして
いるかにかかわらず、極めて破砕性が高いことが分かっ
た。しかし、材料Ａ４では、破砕性は遥かに低かった
（ＦＲはたかだか約５）。
この材料が微細な断片であるか、ハンバグの形状をして
いるかにかかわらず、極めて破砕性が高いことが分かっ
た。しかし、材料Ａ４では、破砕性は遥かに低かった
（ＦＲはたかだか約５）。
【００４３】混合物中にハンバグが存在することの有益
な影響を明らかにして、顆粒だけから形成された材料と
比較して乾燥密度の高い結合材料を得るため、圧縮特性
を２種類の混合物について実験的に決定した。
な影響を明らかにして、顆粒だけから形成された材料と
比較して乾燥密度の高い結合材料を得るため、圧縮特性
を２種類の混合物について実験的に決定した。
【００４４】「連続再構成混合物［０〜１０ｍｍ］」と
呼ばれる第一の種類の混合物は、ハンバグ１５を圧潰し
た後、得られた顆粒を整粒して３バッチにすることによ
って得られた顆粒２９ａ、２９ｂおよび２９ｃのような
顆粒だけから形成した。
呼ばれる第一の種類の混合物は、ハンバグ１５を圧潰し
た後、得られた顆粒を整粒して３バッチにすることによ
って得られた顆粒２９ａ、２９ｂおよび２９ｃのような
顆粒だけから形成した。
【００４５】「不連続再構成混合物［０〜２５ｍｍ］と
呼ばれる第二の種類の混合物は、前記混合物にハンバグ
を加えたものから形成した。
呼ばれる第二の種類の混合物は、前記混合物にハンバグ
を加えたものから形成した。
【００４６】このようにして形成した混合物のそれぞれ
について、圧縮特性を２種類の標準化した試験によって
実験的に決定した。
について、圧縮特性を２種類の標準化した試験によって
実験的に決定した。
【００４７】「パラメーターを調整した振動圧縮（ＶＣ
ＣＰ）」と呼ばれる第一の試験は、試料に一軸圧縮およ
び横方向振動の両方を行う圧縮試験である。この試験
は、振動ローラーや振動板のような水平層の形態に顆粒
材料を所定位置に置くのに普通に用いられる工業的手段
の代表的なものである。
ＣＰ）」と呼ばれる第一の試験は、試料に一軸圧縮およ
び横方向振動の両方を行う圧縮試験である。この試験
は、振動ローラーや振動板のような水平層の形態に顆粒
材料を所定位置に置くのに普通に用いられる工業的手段
の代表的なものである。
【００４８】混合物のそれぞれについて行った第二の標
準化した試験は、旋回剪断プレス（ＧＳＰ）を用いる。
この試験では、試料を一軸圧縮と剪断に同時に暴露す
る。このため、材料を試験管に入れ、この試験管が円錐
形に旋回し、その円錐形の先端が試験管の下部で中心に
くる。この試験は、「アイソパクター(isopactor) 」空
気タイヤを取り付けた圧縮機のような水平層の形態に置
くため工業的に使用される手段の代表的なものである。
準化した試験は、旋回剪断プレス（ＧＳＰ）を用いる。
この試験では、試料を一軸圧縮と剪断に同時に暴露す
る。このため、材料を試験管に入れ、この試験管が円錐
形に旋回し、その円錐形の先端が試験管の下部で中心に
くる。この試験は、「アイソパクター(isopactor) 」空
気タイヤを取り付けた圧縮機のような水平層の形態に置
くため工業的に使用される手段の代表的なものである。
【００４９】ＶＣＣＰ試験の結果を、連続再構成混合物
の場合には表２に示し、不連続再構成混合物の場合には
表３に示す。材料Ａ２およびＡ４から得られた顆粒を、
それぞれ記号ＡＧ２およびＡＧ４で表す。
の場合には表２に示し、不連続再構成混合物の場合には
表３に示す。材料Ａ２およびＡ４から得られた顆粒を、
それぞれ記号ＡＧ２およびＡＧ４で表す。
【００５０】
【表２】 混合物ＡＧ２ 組成％ 混合物 顆粒 結合体 湿時 実測水 乾燥密度 参照番号 密度 分含量 0/3 mm 3/6 mm 6/10 mm B15/25 mm W% VCCP AG21 15 25 60 0 1.88 4.0 1.81 AG22 40 30 30 0 2.01 3.8 1.93 AG23 65 20 15 0 2.04 3.8 1.97 AG24 45 55 0 0 1.93 3.8 1.86 混合物ＡＧ４ AG41 15 25 60 0 1.68 10.4 1.52 AG42 40 30 30 0 1.75 9.6 1.60 AG43 65 20 15 0 1.75 8.9 1.61 AG44 45 55 0 0 1.75 8.9 1.61
【００５１】
【表３】 混合物ＡＧ２ 組成％ 混合物 顆粒 結合体 湿時 実測水 乾燥密 参照番号 密度 分含量 度 0/10 0/6 3/6 0/3 B15/25 VCCP mm mm mm mm mm W (%) AG23 AG24 (%) (%) (%) (%) (%) M21 70 30 1.83 4.1 1.75 M22 50 50 2.10 4.3 2.01 M23 30 70 2.09 4.5 2.00 M24 50 50 2.06 4.3 1.98 F22 50 50 2.05 4.3 1.96 F23 50 50 1.96 4.3 1.88 B15/25 100 1.55 4.4 1.48 混合物ＡＧ４ AG43 AG44 M41 70 30 1.84 8.7 1.69 M42 50 50 1.87 8.8 1.73 M43 30 70 1.89 9.4 1.73 M44 30 70 1.89 9.3 1.73 F42 30 70 1.90 9.3 1.73 F43 30 70 1.68 10.4 1.52 B15/25 100 1.35 10.4 1.52 mm
【００５２】それぞれ材料Ａ２およびＡ４から得られた
高密度の２種類の混合物に相当する混合物Ｍ２２および
Ｍ４３の場合には、ＶＣＣＰ試験中の試料に加えた横方
向振動の振動数の影響を検討し、同時に水分含量の影響
も検討した。結果をそれぞれ表４および５に示す。
高密度の２種類の混合物に相当する混合物Ｍ２２および
Ｍ４３の場合には、ＶＣＣＰ試験中の試料に加えた横方
向振動の振動数の影響を検討し、同時に水分含量の影響
も検討した。結果をそれぞれ表４および５に示す。
【００５３】
【表４】
【００５４】
【表５】 混合物 加湿法 圧縮 湿時密度 水分含量 (W%) 乾燥密度 AG2 水噴霧 即時 1.91 10.2 1.74 水噴霧 ２時間後 1.88 9.7 1.71 混合物 気候密閉 1.97 7.9 1.82 M22 閉込め 天然水分 2.09 4.5 2.00 含量 気候密閉 2.07 1.8 2.03 乾燥 AG4 水噴霧 即時 1.67 19.4 1.40 水噴霧 ２時間後 1.52 19.4 1.27 混合物 気候密閉 1.74 17.2 1.48 閉込め 天然水分 1.89 9.4 1.73 含量 気候密閉 1.94 5.6 1.84 乾燥
【００５５】表６に、組成を表２および３に示した混合
物のあるものについて行ったＧＳＰ試験の結果を示す。
物のあるものについて行ったＧＳＰ試験の結果を示す。
【００５６】
【表６】 混合物 組成 水分含量 (W%) 乾燥密度 GSP AG2 AG23 0/10 mm 3.8 2.08 M22 50% 0/10 mm AG23 + 50% B15/25 mm 4.3 2.12 F22 50% 0/3 mm + 50% B 15/25 mm 4.4 2.12AG4 AG43 0/10 mm 8.9 1.67 M43 30% 0/10 mm AG43 + 70% B 15/25 mm 9.4 1.81 F42 30% 0/3 mm + 70% B15/25 mm 9.3 1.78
【００５７】表２、３および６を比較することにより、
ＶＣＣＰおよびＧＳＰ試験のいずれでも、後者で得られ
た密度の値がＶＣＣＰ試験で得られた値より高くとも、
いずれの顆粒も有し且つ約３０％〜約７０％のハンバグ
を有する不連続再構成混合物の乾燥密度は顆粒だけを有
する混合物の乾燥密度より高いことが判る。
ＶＣＣＰおよびＧＳＰ試験のいずれでも、後者で得られ
た密度の値がＶＣＣＰ試験で得られた値より高くとも、
いずれの顆粒も有し且つ約３０％〜約７０％のハンバグ
を有する不連続再構成混合物の乾燥密度は顆粒だけを有
する混合物の乾燥密度より高いことが判る。
【００５８】表４は、横方向振動の振動数が上昇する
と、ＶＣＣＰ試験で得られた乾燥密度は増加することを
示している。試験の種類に関わらず、密度は水分含量が
減少するとき増加する。この特徴はＶＣＣＰ試験の場合
には、表５に示されている。
と、ＶＣＣＰ試験で得られた乾燥密度は増加することを
示している。試験の種類に関わらず、密度は水分含量が
減少するとき増加する。この特徴はＶＣＣＰ試験の場合
には、表５に示されている。
【００５９】また、表２〜６には、粘土Ａ２から得られ
た混合物の密度が、粘土Ａ４から得られた混合物の粘土
より常に大きいことが示されている。これは、粘土Ａ２
が粒子密度（表１を参照）および破砕性係数ＦＲのいず
れも粘土Ａ４より大きいという事実によって容易に説明
することができる。
た混合物の密度が、粘土Ａ４から得られた混合物の粘土
より常に大きいことが示されている。これは、粘土Ａ２
が粒子密度（表１を参照）および破砕性係数ＦＲのいず
れも粘土Ａ４より大きいという事実によって容易に説明
することができる。
【００６０】Ａ２から得られた連続再構成混合物（０〜
１０ｍｍ）の乾燥密度は、高密度化性能特性に関して、
単純に圧潰した天然粘土Ａ２と比較して余り改良されな
いという点に留意すべきである。しかし、表７に示され
るように、ＶＣＣＰ試験では、粘土Ａ２から得られた混
合物がハンバグを含むときにはＶＣＣＰ試験は高い乾燥
密度を示し、これは広汎な水分含量範囲に関して適用さ
れる。
１０ｍｍ）の乾燥密度は、高密度化性能特性に関して、
単純に圧潰した天然粘土Ａ２と比較して余り改良されな
いという点に留意すべきである。しかし、表７に示され
るように、ＶＣＣＰ試験では、粘土Ａ２から得られた混
合物がハンバグを含むときにはＶＣＣＰ試験は高い乾燥
密度を示し、これは広汎な水分含量範囲に関して適用さ
れる。
【００６１】
【表７】 A2 乾燥密度 乾燥密度VCCP フ゜ロクター 通常PN 水分含量 天然粘土 顆粒粘土 天然粘土 顆粒粘土 W% 混合物 混合物 混合物 混合物 0/25 mm 0/10 mm 0/25 mm 0/10 mm M22 AG23 M22 AG23 0.2 1.92 1.1 1.92 1.8 2.03 2.0 1.91 2.2 1.94 3.6 1.86 3.9 1.89 4.3 1.94 4.5 1.88 1.95 2.00 5.8 1.85 7.5 1.83 8.0 1.86 1.73 1.82 9.8 1.85
【００６２】表７には、プロクター通常ＰＮ圧縮試験の
際に得られた結果も示している。これは、到達した乾燥
密度が最大である土壌の最適水分含量を測定することが
できる標準化された圧縮試験である。圧縮は、円筒鋳型
に入っている材料に２．４９６ｋｇのハンマーを３０．
５ｃｍの高さから繰り返し落下させることによって行わ
れる。プロクター通常試験は、０．５９ｋｇ／ｄｍ3 の
圧縮エネルギーに相当する。
際に得られた結果も示している。これは、到達した乾燥
密度が最大である土壌の最適水分含量を測定することが
できる標準化された圧縮試験である。圧縮は、円筒鋳型
に入っている材料に２．４９６ｋｇのハンマーを３０．
５ｃｍの高さから繰り返し落下させることによって行わ
れる。プロクター通常試験は、０．５９ｋｇ／ｄｍ3 の
圧縮エネルギーに相当する。
【００６３】粘土Ａ４から得られた混合物の場合には、
平均水分含量が１０％で測定した乾燥密度を表８に示
す。
平均水分含量が１０％で測定した乾燥密度を表８に示
す。
【００６４】
【表８】 混合物 組成％ 乾燥密度 3 mm 3-6 mm 6-10 mm B15/24 VCCP GSP AG42 40 30 30 0 1.60 AG43 65 20 30 0 1.61 1.67 AG44 45 55 0 0 1.61 M41 40.5 14 10.5 30 1.69 M42 32.5 10 7.5 50 1.73 M43 19.5 6 4.5 70 1.73 1.81 M44 13.5 16.5 0 70 1.73 F42 30 0 0 70 1.73 1.78
【００６５】混合物にハンバグが含まれていないときに
は（混合物ＡＧ４２、ＡＧ４３、ＡＧ４４）、この表で
は、ＶＣＣＰ試験によって得られた乾燥密度は１．６０
に近い。しかし、混合物に３０〜７０％のハンバグが含
まれていると（混合物Ｍ４１、Ｍ４２、Ｍ４３、Ｍ４
４、Ｆ２）、ＶＣＣＰ試験の結果として１．６９〜１．
７３の乾燥密度を得ることができる。
は（混合物ＡＧ４２、ＡＧ４３、ＡＧ４４）、この表で
は、ＶＣＣＰ試験によって得られた乾燥密度は１．６０
に近い。しかし、混合物に３０〜７０％のハンバグが含
まれていると（混合物Ｍ４１、Ｍ４２、Ｍ４３、Ｍ４
４、Ｆ２）、ＶＣＣＰ試験の結果として１．６９〜１．
７３の乾燥密度を得ることができる。
【００６６】この結果は、寸法が３ｍｍ以下の顆粒画分
で得られ、１５〜２０％まで低下させることができ（混
合物Ｍ４４）、これによりこの材料の使用中に粉塵が有
意に制限されることにも留意すべきである。
で得られ、１５〜２０％まで低下させることができ（混
合物Ｍ４４）、これによりこの材料の使用中に粉塵が有
意に制限されることにも留意すべきである。
【００６７】最後に、表９により、粘土Ａ２の場合の表
７と同様に、天然粘土Ａ４、および組成が表２および３
に示されている混合物ＡＧ４３、Ｆ４２およびＭ４３に
適用されたプロクター通常ＰＮ試験およびＶＣＣＰ試験
の結果を比較することができる。
７と同様に、天然粘土Ａ４、および組成が表２および３
に示されている混合物ＡＧ４３、Ｆ４２およびＭ４３に
適用されたプロクター通常ＰＮ試験およびＶＣＣＰ試験
の結果を比較することができる。
【００６８】
【表９】 材料 フ゜ロクター 通常PN試験 VCCP試験 水分含量(%) 乾燥密度 水分含量(%) 乾燥密度 天然粘土Ａ４ 10 1.28 11.4 1.31 ＡＧ４３ 8.4 1.55 8.9 1.61 Ｆ４２ 10.2 1.56 9.3 1.73 Ｍ４３ 9.9 1.55 9.4 1.73
【００６９】粘土Ａ４から得られる連続再構成混合物
（ＡＧ４３）の乾燥密度により、高密度化性能特性は、
単純に圧潰しただけの天然粘土Ａ４と比較して有意に改
良されている。しかし、ハンバグを添加することにより
（混合物Ｆ４およびＭ４３）、ＶＣＣＰ試験によって示
されるように、乾燥密度が更に有意に改良される。
（ＡＧ４３）の乾燥密度により、高密度化性能特性は、
単純に圧潰しただけの天然粘土Ａ４と比較して有意に改
良されている。しかし、ハンバグを添加することにより
（混合物Ｆ４およびＭ４３）、ＶＣＣＰ試験によって示
されるように、乾燥密度が更に有意に改良される。
【図１】本発明による結合または接合材料を製造するた
めの方法の様々な段階を図解的に示したもの。
めの方法の様々な段階を図解的に示したもの。
１０ 粘土粉末 １２ 圧縮装置 １４ 接線ホイール １５ ハンバグ １６ キャビティ １８ ホッパー ２０ アルキメデスねじ ２８ 圧潰装置 ２９ 顆粒 ３０ ハンマー ３２ ホイール ３４ 圧潰室 ３６ 壁 ２８ 圧潰装置 ４０ 格子
Claims (13)
- 【請求項１】 最大寸法がたかだか約１０ｍｍの顆粒
と、大きめの寸法および明確に画定された三次元形状を
有する結合体との混合物を配合する結合材料において、
顆粒と結合体とは圧縮した粘土粉末から形成されてい
る、結合材料。 - 【請求項２】 顆粒と結合体とがスメクタイトの種類の
圧縮粘土粉末から形成されている、請求項１に記載の結
合材料。 - 【請求項３】 顆粒が、最大寸法が３ｍｍを下回る顆粒
から形成された第一バッチ、最大寸法が３〜６ｍｍの顆
粒から形成された第二バッチ、および最大寸法が６〜約
１０ｍｍの顆粒から形成された第三バッチを含む、請求
項１に記載の結合材料。 - 【請求項４】 第一、第二および第三バッチがそれぞれ
材料の約１３重量％〜約４１重量％、０重量％〜約１７
重量％、および０重量％〜約１１重量％である、請求項
３に記載の結合材料。 - 【請求項５】 混合物が約３０重量％〜約７０重量％の
結合体を含む、請求項１に記載の結合材料。 - 【請求項６】 結合体が総て同一である、請求項１に記
載の結合材料。 - 【請求項７】 結合体の単位容積が約５ｃｍ3 である、
請求項６に記載の結合材料。 - 【請求項８】 それぞれの結合体が、矩形を実質的に形
成する４辺に沿って互いに結合した２つの凸面を有す
る、請求項６に記載の結合材料。 - 【請求項９】 矩形の長さが約２５ｍｍであり、凸面の
間の最大厚みが約１５ｍｍである、請求項８に記載の結
合材料。 - 【請求項１０】 明確に画定された三次元形状を有する
結合体の形態に粘土粉末を圧縮し、 結合体の第一の部分を、最大寸法がたかだか約１０ｍｍ
である顆粒の形態に圧潰し、次いで顆粒と、第一の結合
体の圧潰されていない部分とを混合する、段階を含んで
なる、結合材料の製造法。 - 【請求項１１】 最大寸法がそれぞれ、３ｍｍ以下、３
〜６ｍｍ、および６〜約１０ｍｍである顆粒に相当する
第一、第二および第三バッチに分離されるように顆粒の
整粒を行い、これらの３バッチのそれぞれに属する顆粒
を結合体の第二の部分と混合する、請求項１０に記載の
方法。 - 【請求項１２】 結合体の約３０重量％〜約７０重量％
を、第一バッチに属する顆粒の約１３重量％〜約４１重
量％、第二バッチに属する顆粒の０〜約１７重量％、お
よび第三バッチに属する顆粒の０〜約１１重量％と混合
する、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 結合体の形態の粘土粉末を、接線ホイ
ールを有し且つリングを備えた装置で圧縮する、請求項
１０に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR9508240A FR2736357B1 (fr) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Materiau de colmatage et son procede de fabrication |
| FR9508240 | 1995-07-07 |
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|---|---|---|---|
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- 1996-07-08 JP JP17819196A patent/JPH0933698A/ja not_active Abandoned
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