JP2008013426A - 低放射化セメント及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】CaOを40〜55部、Al2O3を16〜40部、SiO2を10〜34部含有してなり、Eu含有量が0.3mg/kg未満、Co含有量が15mg/kg未満である低放射化セメント。該低放射化セメント70〜95部とCaO5〜39部、Al2O341〜95部、SiO20〜6部からなるカルシウムアルミネート5〜30部を混合してなり、Eu含有量が0.3mg/kg未満、Co含有量が15mg/kg未満である低放射化セメント。ガラス化率が45%以上であることを特徴とする該低放射化セメント。
【選択図】なし
Description
表1に記載の原材料を組み合わせて所定の割合となるように秤量して混合粉砕を行ない、白金皿に入れて1600℃で1時間溶融させた。1時間溶融した後、溶融試料の入った白金皿をウォーターバス上に入れて急冷却し、試料をガラス化した。一部冷却速度を遅くして、ガラス化率の低い試料も調製した。その後、各試料は、ディスク型ミルを用いてブレーン比表面積が6000cm2/gとなるまで粉砕を行ない、低放射化セメントを調製した。なお、粉砕時に、低放射化セメントとカルシウムアルミネートの混合物100部中、表1に示す量のカルシウムアルミネートを加え、混合・粉砕した低放射化セメントも調製した。各試料中に含まれるEuとCo含有量を所定の方法で測定した結果を表1と表2に示す。なお、参考例として、白色セメントやハイアルミナセメントのEu、Co含有量を示す。
CaO原料1:新潟県糸魚川産、石灰石焼成品
Al2O3原料1:日本軽金属社製、バイヤー法により得られた酸化アルミニウム(原料であるボーキサイトをオートクレーブで苛性ソーダに溶解させ、精製溶液から水酸化アルミニウムを晶出させ、それをロータリーキルン中1200℃以上で焼成することによって得られた酸化アルミニウム)
Al2O3原料2:中国産、ボーキサイト
SiO2原料1:インド産、珪石
白色セメント:太平洋セメント社製、商品名「ホワイトセメント」
ハイアルミナセメント:電気化学工業社製、商品名「ハイアルミナセメント」、ブレーン比表面積4800cm2/g
カルシウムアルミネートI:CaO原料1 7.26kg、Al2O3原料1 5.24kg、SiO2原料1 0.64kgを秤量して振動型ポットミルを用いて混合、粉砕し、1600℃の電気炉中で1時間溶融した後、溶融試料の入った白金皿をウォーターバス上に入れて急冷却し、試料をガラス化し、カルシウムアルミネートを合成した。ブレーン比表面積4800cm2/g
カルシウムアルミネートII:電気化学工業社製、商品名「ハイアルミナセメント」、ブレーン比表面積4800cm2/g
化学組成:JIS R 5202に準じて、CaO、Al2O3、SiO2の組成を求めた。
放射化成分含有量(Eu、Co含有量試験):低放射化セメント中のEuやCo含有量の測定は、まずJIS R 2522に準じてセメントの前処理を行なったあと、ICP−AES(SIIナノテクノロジー社製、VISTA−PRO型)を用いてEu含有量とCo含有量の測定を行なった。
ガラス化率:低放射化セメント4.5部に酸化マグネシウム0.5部を添加し、メノウ乳鉢で十分混合したのち、粉末X線回折測定を実施した。測定結果をSietronics社製定量ソフト「SIROQUANT」で解析し、ガラス化率を求めた。
表2に示す低放射化セメントの残留放射能を所定の方法で測定した。結果を表3に示す。
残留放射能測定試験:熱中性子照射後の残留放射能の測定は、まず試料100mgを石英管(外径7mm、長さ40mm、厚さ1mm、SiO2純度99.99997%)に封入し、JMTR(材料試験炉)にて40分間、熱中性子を照射(公称熱中性子束3.5×1013ncm−2s−1(3.5MW最大出力時))して6ヶ月冷却した後、放射性核種の放射能濃度をGe半導体検出器により測定した。154Eu、152Eu、60Coの各放射性核種由来の放射能が0.3Bq/g未満である場合を良とし、0.4Bq/g未満である場合を可とし、0.4Bq/g以上である場合を不可とした。
表4に示す低放射化セメント100部、JIS標準砂300部、水40部からなるモルタルを20℃環境下で調製した。このモルタルを40×40×160mmに成型して材齢1日後に脱型し、圧縮強度試験を行なった。結果を表4に示す。
砂:JIS標準砂
水:水道水
圧縮強度試験:JIS R 5201に準じて40×40×160mmの供試体を作製し、7日、14日の圧縮強度を測定した。1日で脱型した供試体をビニール袋に入れ、20℃室内で7日間静置して圧縮強度を測定した。その後、さらに供試体を40℃の室内で14日間静置して圧縮強度を測定した。また、得られた結果から、式1で定義される強度比を算出した。
(式1)強度比(%)=圧縮強度(40℃、14日)/圧縮強度(20℃、7日)×100
フロー試験:JIS R 5201に準じてモルタルを調整し、練混ぜ直後、30分後の静置フローを測定した。
Claims (5)
- CaOを40〜55部、Al2O3を16〜40部、SiO2を10〜34部含有してなり、Eu含有量が0.3mg/kg未満、Co含有量が15mg/kg未満である低放射化セメント。
- CaOを40〜55部、Al2O3を16〜40部、SiO2を10〜34部含有してなる組成物70〜95部とカルシウムアルミネートを5〜30部混合してなり、Eu含有量が0.3mg/kg未満、Co含有量が15mg/kg未満である低放射化セメント。
- カルシウムアルミネートがCaO5〜39部、Al2O341〜95部、SiO20〜6部を含有してなる請求項2に記載の低放射化セメント。
- ガラス化率が45%以上であることを特徴とする請求項1〜3のうちの1項に記載の低放射化セメント。
- Eu含有量が0.3mg/kg未満、Co含有量が15mg/kg未満である原料を用いて製造してなることを特徴とする請求項1〜4のうちの1項に記載の低放射化セメントの製造方法。
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