JP4131458B2

JP4131458B2 - Filling material for buried waste, manufacturing method and construction method thereof

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Publication number: JP4131458B2
Application number: JP2002009513A
Authority: JP
Inventors: 卓石井; 健吾岩佐; 均中島
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: JP2003211113A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋設廃棄物の充填材と製造方法及びその施工方法に関し、特に、施工が容易で、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から長期に亘って維持できる埋設廃棄物の充填材と製造方法及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における最大のテーマは、社会産業の発展における結果としての産業廃棄物や一般廃棄物を埋立するための廃棄物処分施設の設置、さらには、原子力発電における高、低レベルの放射性廃棄物に関する数百年に及ぶ廃棄処置を社会生活に障害を与えることなく如何に処理するかである。
【０００３】
産業廃棄物や一般廃棄物を埋立するための処分施設では、産業廃棄物が人間の生活環境に影響を与えないようにするために、そこからの漏出汚水が地下に浸透することで環境汚染を引き起こさないように処置することが義務付けられており、地下に埋設するために、図１２（ａ）に示すような貯蔵施設が計画されている。
【０００４】
このような施設では、これら廃棄物を格納する躯体として、廃棄物格納用躯体２１が計画されており、廃棄物格納用躯体２１と周辺地盤２２との間に地下水を透過し難い粘土系の充填材２３を設置することが考えられている。
【０００５】
この粘土系充填材２３は、地下水が廃棄物格納用躯体２１の内部に侵入するのを大きく遅らせる、或いは廃棄物中の有毒物質が地下水によって漏出することを防止するために、廃棄物格納用躯体２１の全周を十分な厚さで取り囲む形態に設置され、その際には、廃棄物格納用躯体２１の底部にも粘土系の充填材が敷設されることになる。
【０００６】
又、原子力分野における低レベルの放射性廃棄物に関しては、これらの低レベル放射性廃棄物が人間の生活環境に影響を与えないようにするために、図１２（ｂ）に示すように、低レベルの放射性廃棄物２４を放射性廃棄物格納用躯体２５に貯蔵して、地下空洞２６に埋設する施設が計画されている。
【０００７】
このような施設においても、貯蔵した放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物格納用躯体２５と周辺地盤２７との間に地下水を透過しにくい粘土系の充填材２８を設置することが考えられている。
【０００８】
この粘土系充填材２８も、地下水の放射性廃棄物格納用躯体２５の内部に侵入するのを大きく遅らせる、或いは放射性廃棄物２４の中の有毒物質や放射性核種が浸入してきた地下水中に溶出することで施設外に漏出するのを抑止するために、図示のように放射性廃棄物格納用躯体２５の全周を十分な厚さで取り囲む形態で設置され、その際には、放射性廃棄物格納用躯体５の底部にも粘土系の充填材２８が敷設されることになる。
【０００９】
さらに、高レベル放射性廃棄物を人間の生活環境から安全に隔離するためには、高レベル放射性廃棄物を図１２（ｃ）に示すように堅固な金属容器に収納した廃棄体パッケージ２９を、地下数百ｍの以深に掘削された地下坑道３０に縦向きに埋設処分する高レベル放射性廃棄物処分施設も計画されており、このような処分施設でも、廃棄体パッケージ２９と地下坑道３０の隙間に粘土系の充填材３１を設置することが考えられている。
【００１０】
この粘土系充填材３１の場合も、地下水の廃棄体パッケージ２９ヘの接触を抑制すること、廃棄体パッケージ２９から放射性核種が浸入してきた地下水中に溶出することによって施設外へ漏出すること等を抑止するために、図示のように廃棄体パッケージ２９の全周を十分な厚さで取り囲む形態に設置され、その際には、廃棄体パツケージ２９の底部にも粘土系の充填材３１が敷設される。
【００１１】
しかして、上記の産業廃棄物或いは放射性廃棄物の処分施設においては、千年や万年単位の長期間に亘って、施設が所要のバリア機能を有していることが重要とされており、廃棄物格納用躯体や廃棄体パツケージ周囲に設置される粘土系充填材には、長期に亘って遮水性能や放射性核種遅延性能などのバリア機能を維持できることが必要とされている。
【００１２】
このために、廃棄物格納用躯体２１や放射性廃棄物格納用躯体２５、或いは廃棄体パッケージ２９の周辺に充填される粘土系充填材２３、２８、３１としては、ベントナイトに砂あるいは砂礫などの骨材を混合して、１．３〜２．２Ｍｇ／ｍ³程度の密度に締固めた充填材を使うことが考えられている。
【００１３】
ベントナイト系充填材は、透水係数が著しく小さいので地下水が廃棄体に接触する量を抑制できるし、移流現象による放射性核種の漏出も抑制できる。又、廃棄体容器が長期間の腐食によって体積膨張する場合を想定しても、ベントナイト系充填材が力学的な緩衝効果を発揮すると考えられている。
【００１４】
しかるに、１００％配合のベントナイト系充填材の場合に、現場施工によって乾燥密度１．３Ｍｇ／ｍ³以上のベントナイト系充填材として構築することは困難であると言われている。
【００１５】
同様に、骨材配合率２０％の充填材では、現場施工によって乾燥密度１．６Ｍｇ／ｍ³以上のベントナイト系充填材を構築することも困難であると言われている。
【００１６】
以上の実態から、現状では、１００％配合のベントナイト系充填材の場合には、現場施工によって乾燥密度１．３Ｍｇ／ｍ³以上のベントナイト系充填材を構築することや、骨材配合率２０％の充填材では、乾燥密度１．６Ｍｇ／ｍ³以上のベントナイト系充填材を構築するためには、事前に機械成型加工によらなければならないとされていた。
【００１７】
従って、我が国での高レベル放射性廃棄物は、図１３に示すように堅固な金属容器に収納した廃棄体パッケージ２９を、地下数百ｍの以深に掘削された地下坑道３０の処分孔３２に縦向きに埋設処分する処分施設では、廃棄体パッケージ２９と処分孔３２との隙間３３にブロック状に加工された粘土系の充填材３１を設置することが考えられている。
【００１８】
ブロック状の充填材部材を積み重ねる構築方法では、図１４に示すように外側の岩盤との間に少なくとも４０ｍｍの間隙を必要とし、内側の廃棄体パッケージ２９との間に１０ｍｍの間隙を設けることを余儀なくされている。
【００１９】
このために、成形加工されたブロック状のベントナイト系充填材３１を積み重ねて構築する場合には、施工時に生じるブロック３１とプロック３１の間の隙間が水みちとなることの危倶が伴っており、廃棄体パッケージ２９とブロック３１との隙間３４やブロック３１と処分孔３２との間に存在する間隙３３に隙間充填材３５を設置することが必須になっている。
【００２０】
ベントナイト系充填材３１は、本来膨潤作用を有していることによって長期間を経ると当該隙間はシールされることから、最終的には水みちとなる危倶は無くなるとも考えられているが、本質的には、施工直後から隙間のないベントナイト系充填材を構築できることが望ましいことは当然のことである。
【００２１】
さらに、機械成型加工されたプロック状のベントナイト系充填材を積み重ねることで充填構造を構築することは、能率の良い施工が困難であった。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立すると共に長期に亘って維持できる充填材を容易に施工できる埋設廃棄物の充填材と製造方法及びその施工方法を提供している。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である埋設廃棄物の充填材の製造方法は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との間に充填される埋設廃棄物の充填材の製造方法であって、粉末ベントナイトを所定の水と混練してベントナイト・スラリーを練成し、該ベントナイト・スラリーを粒状のベントナイト高密度固状体と混練して流動性のベントナイト・コンクリートを練成することを特徴としており、流動性のベントナイト・コンクリートを練成することで遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持している。
【００２７】
請求項２に記載の発明である埋設廃棄物の充填材の製造方法は、請求項１に記載の充填材の製造方法において、エタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤を前記水と共に前記粉末ベントナイト中に混合することを特徴としており、上記機能に加えて、高濃度のベントナイト・コンクリートを練成している。
【００２８】
請求項３に記載の発明である埋設廃棄物の充填材の製造方法は、請求項１又は２に記載の充填材の製造方法において、骨材を前記粒状のベントナイト高密度固状体と共に混練することを特徴としており、上記機能に加えて、バリア機能や強度を強化している。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明による充填材は、粉末ベントナイトを所定の水と混練してベントナイト・スラリーを練成し、しかる後にベントナイト・スラリーをベントナイト高密度固状体と混練してベントナイト・コンクリートを練成する製造方法で構成している。
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明による充填材を構成する製造方法の工程を示しており、ベントナイト系充填材を粘性流体状に混練することで流体として打設できるものであり、通常のセメントコンクリートと同様の施工方法である一般的なポンプ打設法や流し込み打設法を採用することを可能にしている。
【００３６】
従って、従来のようにブロック状の充填材部材を積み重ねる構築方法と違って、隙間の発生がない。又、流体として打設できることからセメントコンクリートの打設と同程度の施工効率で構築することができる。
【００３７】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１に水２を注入しながら、これを混練３することでベントナイトスラリー４を練成している。
【００３８】
次いで、このベントナイトスラリー４に密度の大きな粒状のベントナイト固状体５を追加して混練６しており、ベントナイトと水を主成分とする複合粘性流体のベントナイト・コンクリート７を練成している。
【００３９】
このベントナイト・コンクリート７は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００４０】
尚、水の添加時期は、1回の場合もあるが、複数回に小分けすることも任意である。
【００４１】
ベントナイト・コンクリートは、練成当初にあって複合粘性流体の状態にあるが、所定の打設後には、所望のベントナイト系充填材として平質化するものであるが、これらの平質化形態は、以下のように説明できる。
【００４２】
即ち、ベントナイトの約半分を占めているモンモリロナイトは、本来的に粘土鉱物特有の膨潤特性を有しているので、水を吸収して体積膨張する性質を有しているが、一方において、ベントナイトは、透水性の著しく小さい充填材でもある。
【００４３】
ベントナイトのこの特性は、図２に示すベントナイトの乾燦密度と透水係数の関係を整理したグラフで確認できる。グラフが提示するように、乾燥密度が約１．８〜２．０Ｍｇ／ｍ³のベントナイトの透水係数は１×１０^-13ｍ／ｓ程度であり、非常に小さいことから、混練直後では粗粒のベントナイトには水は浸入しない。
【００４４】
従って、粒径の小さいベントナイトのみが水の中に分散してベントナイト・スラリーを形成することになり、ベントナイト・スラリーの中には、粗粒のベントナイト固状体が浮遊している状態の流体として挙動することになる。
【００４５】
しかるに、図３に示す時間の経過状態が示すように、高密度粗粒状態のベントナイト固状体は、図３（ａ）においてベントナイト・スラリー中の水をゆっくりと吸収することになり、図３（ｂ）のようにベントナイト固状体５は膨潤する。
【００４６】
このために、ベントナイト・スラリー中では、ベントナイト固状体５が膨潤作用によって含水比を増大させると共に、逆にベントナイト・スラリーの含水比は低下してくることになり、やがては、ベントナイ・スラリーの粘度が激増して流体としては挙動できない状態になってベントナイトは均質化する。
【００４７】
しかして、図３（ｃ）の最終的な状態におけるベントナイ・スラリーは、その含水比関係が、ベントナイト固状体の含水比とベントナイトの含水比とを同等になるように進展し、ついには、均質な含水比と乾燥密度を有するベントナイト系充填材を形成することになる。
【００４８】
従って、本発明による埋設廃棄物の充填材は、ベントナイト中にベントナイト高密度固状体を混合してベントナイト・コンクリートに構成しており、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持している。
【００４９】
以下に、本実施の形態における具体的な実施例について上記の形態を確認する。
【００５０】
（実施例１）
粉末状のベントナイトは、市販されているもので、平均粒径は３０μｍ程度である。この粉末ベントナイトに、水を含水比が７００％以上になるように配合して混練してベントナイト・スラリーを作っている。練成したベントナイト・スラリーの湿潤密度は、約１．０９Ｍｇ／ｍ³であって、乾燥時の密度は、約０．１３Ｍｇ／ｍ³である。
【００５１】
このような含水比のベントナイト・スラリーの粘度は、１００〜３０００ｍＰａ・ｓであり、ポンプ打設が可能な低粘性の充填材である。
【００５２】
次いで、このベントナイト・スラリーに、粒径が２ｍｍ〜数１０ｍｍのベントナイト固状体を追加混入して混練してベントナイト・コンクリートを練成しているが、練成されたベントナイト固状体は、吸水する傾向を有しているが、透水係数は１×１０^-10ｍ／ｓよりもはるかに小さいものであり、短時間では吸水することがない。
【００５３】
例えば、密度が、約２．３Ｍｇ／ｍ³程度であるベントナイト１００％の粒状固状体を、ベントナイト・スラリー中に体積比、スラリー：固状体＝０．３：０．７の比率で混練すると、ベントナイト固状体は、短時間では水に溶けないことからベントナイト・スラリー中に漂う状態になり、混練された充填材全体としては、流体として振る舞うことになる。このような状態は、セメントコンクリートにおける粗骨材・細骨材とセメントミルクとの混練状態に類似した状態であり、ベントナイ.ト・コンクリートは、流体打設が可能である。
【００５４】
又、べントナイト・コンクリートは、混合直後において含水比７００〜８００％のスラリー部と含水比１０％程度のベントナイト固状体部に分かれているが、ベントナイト固状体は、やがては吸水して含水比が増加するものであり、これに従って周囲のスラリー部は逆に水を奪われることによって含水比が低下するので、最終的にはベントナイトと水との組成比は全体的に均質になって、含水比が１００％以下の均質なベントナイト系充填材になる。
【００５５】
例えば、上記の配合例では、空気が全く排除された場合を想定すると、計算上の乾燥密度は、（２．３×０．７＋０．１３×０．３）÷１＝１．６５Ｍｇ／ｍ³程度であり、湿潤密度は２．０４Ｍｇ／ｍ³程度(含水比、２４％程度)になるものであり、混練直後では流体であったベントナイト系充填材は、やがては固体として固まるものである。
【００５６】
（実施例２）
又、密度が約２．０Ｍｇ／ｍ³程度でベントナイト１００％の粒状固状体を、ベントナイト・スラリー中に体積比で、スラリー：固状体＝０．３：０．７の比率にして混練すると、空気が全く排除されたと想定して計算すると、（２．０×０．７＋０．１３×０．３）÷１＝１．４４Ｍｇ／ｍ³程度の乾燥密度であり、湿潤密度は１．９１Ｍｇ／ｍ³程度(含水比、３２％程度)になり、混練直後では流体であったベントナイト系充填材は、やがては固体として固まるものである。図４は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００５７】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１に、水１００％でなくエタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤との混合液９を注入しながら、これを混練３することでベントナイトスラリー１０を練成している。
【００５８】
次いで、このベントナイトスラリー１０に密度の大きな粒状のベントナイト高密度固状体５を追加して混練６しており、ベントナイトと水を主成分とする複合粘性流体のベントナイト・コンクリート１１を練成している。
【００５９】
このベントナイト・コンクリート１１は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００６０】
尚、水の添加時期は、1回の場合もあるが、複数回に小分けすることも任意である。
【００６１】
本発明の充填材を構成する製造方法は、ベントナイトスラリーを練成するために、水とエタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤との混合液を粉末状のベントナイト１に注入しているが、所定の打設後に所望のベントナイト系充填材として平質化する形態は、エタノールにおける例を実施の形態として、以下のように説明できる。
【００６２】
即ち、エタノールは、ベントナイトの約半分を占めているモンモリロナイトの結晶構造中に吸収されても、その物性に変化を生じ難い点が水と異なっており、エタノールの吸収によって発生するベントナイト固状体の膨潤状態は緩慢である。このために、水のみで混練した上記実施の形態と比較して、より高濃度のベントナイト・スラリーに混成することができる。
【００６３】
従って、粒径の小さいベントナイトのみが水の中に分散してベントナイト・スラリーを形成することになり、ベントナイト・スラリーの中には、粗粒のベントナイト固状体が長時間に亘って浮遊する状態にある流体として挙動することになる。
【００６４】
例えば、粉末ベントナイト：水：エタノール＝１００：６０：３２に配合することで混練したべントナイト・スラリーの湿潤密度は、約１．４１Ｍｇ／ｍ³であって、乾燥時の密度は、約０．７１Ｍｇ／ｍ³であり、ベントナイト・スラリーの粘度は、１５００〜４０００ｍＰ・sであることからポンプ打設が可能な低粘性充填材を構成している。
【００６５】
又、このべントナイト・スラリーに、高密度状態にある粒径が２ｍｍ〜数１０ｍｍのベントナイト固状体を追加混入して混練したベントナイト・コンクリートは、吸水する傾向を有しているものの、透水係数は１×１０^-10ｍ／ｓよりもはるかに小さいので短時間では吸水しないものである。
【００６６】
即ち、水のみではなくエタノールを含む混合液を使って製造されたベントナイト・コンクリート１１は、図５に示すように流動状態から時間経過に従って均質化されることになる。
【００６７】
エタノールは、水と異なってモンモリロナイトの結晶構造の中に吸収されても物性の変化が生じ難い特性を有しているので、混練直後では粗粒のベントナイトには液相状態のエタノールは浸入しない。従って、高密度のベントナイト固状体５は、図５（ａ）に示すようにベントナイト・スラリーの液層中に分散して行くが、時間を経ても水のみの場合と異なって高濃度のベントナイト・スラリーを構成している。
【００６８】
しかして、ゆっくりした時間を経るに従って、図５（ｂ）のように粗粒のベントナイト固状体に液相のエタノールが浸透して行き、ベントナイト固状体が液相中に分散していくので、ベントナイト・スラリーの液固比は逆に低下してくる。
【００６９】
そして、ベントナイト・スラリーの液固比とベントナイト固状体の液固比とが同等になるに連れてべントナイトの粘度が激増して行き、エタノール・ベントナイト・スラリーは、もはや流体として挙動しないようになり、この時点でのエタノール・ベントナイト・スラリーは、粘性の大きなベントナイト系充填材になる。
【００７０】
このエタノール・ベントナイト・コンクリート１１が、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に打設された状態になって時間が経過すると、地下水１２が、図５（ｃ）が示すようにベントナイト系充填材に浸透することになり、エタノールは地下水中に移流拡散して行くことでベントナイト系充填材は、最終的にベントナイトと水の組成のみになり、含水比も均質化して固化することになる。
【００７１】
従って、本発明による埋設廃棄物の充填材は、上記発明による埋設廃棄物の充填材において、エタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤を水と共にベントナイト中に混合してベントナイト・コンクリートに構成することを特徴としており、上記発明による埋設廃棄物の充填材における機能に加えて、高濃度のベントナイト・コンクリートを練成している。
【００７２】
以下に、本実施の形態における具体的な実施例について上記の形態を確認する。
【００７３】
（実施例３）
密度が２．３Ｍｇ／ｍ³程度のベントナイト１００％である粒状固状体を、ベントナイト・スラリー中に体積比で、ベントナイト・スラリー：ベントナイト固状体＝０．３：０．７の比率で混練すると、ベントナイト固状体は短時間では水とエタノールに溶けないので、ベントナイト・スラリー中に漂う状態になり、混練された充填材全体としては流体として振る舞う。ちょうどセメントコンクリートにおける粗骨材・細骨材とセメントミルクとの混練状態に類似した状態であることから、このベントナイト・コンクリートは、流体打設が可能である。
【００７４】
このベントナイト・コンクリートは、混合直後において固液比１００〜３００％のエタノール・ベントナイト・スラリー部と含水比１０％程度の高密度固状体部に分かれているが、ベントナイト高密度固状体は、やがては吸水して含水比が増加し、周囲のスラリー部は逆に水とエタノールを奪われることによって含水比が低下すると共に、エタノールは上述のように地下水中に移流拡散して行くので、最終的には、べントナイトと水との組成比は全体に均質になり、含水比が１００％以下の均質なベントナイト系充填材になる。
【００７５】
上記の配合例では、空気が全く排除された場合を想定すると、計算上は、（２．３×０．７＋０．７１×０．３）÷１＝１．８２Ｍｇ／ｍ³程度の乾燥密度であり、湿潤密度は２．１５Ｍｇ／ｍ³程度である。
【００７６】
このようなベントナイト系充填材は、混練直後では流体であったものが、やがては固体として固まるものである。
【００７７】
（実施例４）
密度が２．０Ｍｇ／ｍ³程度のベントナイト１００％の粒状状態であるベントナイト高密度固状体は、エタノール・ベントナイト・スラリー中に体積比で、スラリー：固状体＝０．３：０．７の比率で混練すると、空気が全く排除された場合において、計算上は、（２．０×０．７＋０．７１×０．３）÷１＝１．６１Ｍｇ／ｍ³程度の乾燥密度であり、湿潤密度は２．０１Ｍｇ／ｍ³程度である。
このようなベントナイト系充填材は、混練直後では流体であったものが、やがては固体として固まるものである。
【００７８】
図６は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００７９】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１に、水２もしくは水と親水性有機系液剤との混合液９を注入しながら、これを混練３することでベントナイトスラリー４もしくは１０を練成している。
【００８０】
次いで、このベントナイトスラリー４もしくは１０に、密度の大きな粒状のベントナイト固状体５と骨材とを予め混合した状態の粗粒材１３を追加して混練６しており、ベントナイトと水を主成分とする複合粘性流体のベントナイト・コンクリート１４もしくはベントナイトと水及びエタノールを主成分にする複合粘性流体のベントナイト・コンクリート１４’を練成している。
【００８１】
このベントナイト・コンクリート１４、１４’は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００８２】
尚、水の添加時期は、1回の場合もあるが、複数回に小分けすることも任意である。
【００８３】
従って、本発明による埋設廃棄物の充填材は、上述した各埋設廃棄物の充填材において、骨材をベントナイト高密度固状体と共にベントナイト中に混合してベントナイト・コンクリートに構成することを特徴としており、上記機能に加えて、バリア機能や強度を強化している。
【００８４】
以下に、本実施の形態における具体的な実施例について上記の形態を確認する。
【００８５】
（実施例５）
粉末状のベントナイトは、地下に存在するベントナイト層を粉砕して粒径を調整したもので市販されている。従って、粉末状のベントナイトは、原鉱を粗粒状態に粉砕することで粒径を１０μｍ〜数１０ｍｍの範囲に混在させた粒径が異なっている粒状体にすることが可能である。
表1に示す例は、原鉱を５ｍｍ以下に粉砕した場合の粒径分布の例である。
【００８６】
【表１】

【００８７】
本発明による充填材を構成する製造方法では、このような粒径分布の充填材に水を加えて混練しているので、粒径の小さいべントナイトは、水中に分散してベントナイト・スラリーになっていくが、粒径の大きいベントナイトには水が浸透するまでに長時間を要することから暫くの間は、ベントナイト・スラリー中に粒径の大きいベントナイト固状体が浮遊している状態になる。
【００８８】
このような状態では、ベントナイト・スラリーの含水比の方が大きいので、粘性の小さい液体として挙動することになり、練成されたベントナイト・コンクリートは、通常のセメントコンクリートの場合と同様に流体として打設できるものである。
【００８９】
このように製造したベントナイト・コンクリートは、乾燥密度が１．４Ｍｇ／ｍ³程度になり、粗粒のべントナイト固状体を乾燥密度が２．３Ｍｇ／ｍ³程度の高密度にすると、ベントナイト・コンクリートの乾燥密度は１．６５Ｍｇ／ｍ³程度になる。
【００９０】
図７は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００９１】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５とが予め混合された状態にある混合物１５に、水２を注入しながら、これを混練３することでベントナイト・コンクリート１６を練成しており、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５とを予め混合しておくことで、ベントナイト・コンクリート１６を練成する効率を向上させている。
【００９２】
このベントナイト・コンクリート１６は、上述の各ベントナイト・コンクリートと同様に、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００９３】
図８は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００９４】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５とが予め混合して混合物１５を形成している。
【００９５】
工程は、この混合物１５に、水と親水性有機系液剤との混合液９を注入しながら、これを混練３することでベントナイト・コンクリート１７を練成してしており、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５とを予め混合しておくことで、ベントナイト・コンクリート１６を練成する効率を向上させながら高濃度のベントナイト・コンクリートを練成している。
【００９６】
このベントナイト・コンクリート１７は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００９７】
さらに、図９は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００９８】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５及び骨材１３が予め混合された状態にある混合物１８に、水２を注入しながら、これを混練３することでベントナイト・コンクリート１９を練成しており、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５及び骨材１３が予め混合しておくことで、ベントナイト・コンクリート１９を練成する効率をさらに向上させている。
【００９９】
このベントナイト・コンクリート１９は、上記の各実施の形態と同様に、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に、流し込み法あるいはポンプ打設法によって、流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【０１００】
図１０は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【０１０１】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５及び骨材１３が予め混合された状態にある混合物１８に、水と親水性有機系液剤との混合液９を注入しながら、これを混練３することでベントナイト・コンクリート２０を練成している。
【０１０２】
これによって、本発明の製造方法では、ベントナイト・コンクリートの練成効率を向上させながら、高濃度のベントナイト・コンクリート２０を練成することができる。
【０１０３】
このベントナイト・コンクリート２０は、上記の各実施の形態と同様に、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に、流し込み法あるいはポンプ打設法によって、流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【０１０４】
そして、本発明による埋設廃棄物の充填材における施工方法は、上述してきた各製造方法で練成されたベントナイト・コンクリートを、流し込み打設やコンクリート打設ポンプ圧送によって、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔の間に充填している。
【０１０５】
従って、本発明による埋設廃棄物の充填材における施工方法では、隙間のない充填材を効率良く設置することで、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持させることが可能になる。
【０１０６】
さらに、本発明による埋設廃棄物の充填材における他の施工方法は、図１１に示すように、上述してきた各製造方法で練成されるベントナイトスラリー４とベントナイト高密度固状体５とを充填する直前に混練させてベントナイト・コンクリート７として構成している。
【０１０７】
又、ベントナイトスラリー４とベントナイト高密度固状体５とを充填する直前に混練させてベントナイト・コンクリート７として構成する施工法としては、この他にもベントナイトスラリー４を埋設処分坑道等に予め打設しておいて、その後にベントナイト高密度固状体５をまき出しながら転圧することでベントナイト高密度固状体５の間にベントナイトスラリー４を充填してベントナイト・コンクリート７に構成することも可能である。
【０１０８】
以上のように、本発明による埋設廃棄物の充填材における他の施工方法では、ベントナイト・コンクリートを充填する取扱操作を容易にしながら隙間のない充填材を効率良く設置することで、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持している。
【０１０９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による埋設廃棄物の充填材と製造方法及びその施工方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【０１１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の埋設廃棄物の充填材の製造方法は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との間に充填される埋設廃棄物の充填材の製造方法であって、粉末ベントナイトを所定の水と混練してベントナイト・スラリーを練成し、該ベントナイト・スラリーを粒状のベントナイト高密度固状体と混練して流動性のベントナイト・コンクリートを練成することを特徴としており、流動性のベントナイト・コンクリートを練成することで遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持できる効果を発揮している。
【０１１４】
請求項２に記載の埋設廃棄物の充填材の製造方法は、請求項１に記載の充填材の製造方法において、エタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤を前記水と共に前記粉末ベントナイト中に混合することを特徴としているので、上記効果に加えて、高濃度のベントナイト・コンクリートを練成できる効果を発揮している。
【０１１５】
請求項３に記載の埋設廃棄物の充填材の製造方法は、請求項１又は２に記載の充填材の製造方法において、骨材を前記粒状のベントナイト高密度固状体と共に混練することを特徴としているので、上記効果に加えて、バリア機能や強度を強化できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による埋設廃棄物の充填材における製造方法を示す工程図
【図２】ベントナイト固状体における透水係数と乾燥密度の関係図
【図３】本発明による埋設廃棄物の充填材における均質化状態図
【図４】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【図５】本発明による他の埋設廃棄物充填材における均質化状態図図
【図６】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【図７】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【図８】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【図９】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【図１０】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【図１１】本発明による埋設廃棄物の充填材における施工方法を示す実施の形態図
【図１２】各種埋設廃棄物における諸施設の概要図
【図１３】従来における埋設廃棄物の概要図
【図１４】従来における埋設廃棄物充填材の設置概要図
【符号の説明】
１粉末状ベントナイト、２水、３、６混練、
４、１０ベントナイトスラリー、５ベントナイト固状体、
７、１１、１４、１４’ ベントナイト・コンクリート、８打設、
９混合液、１２地下水、１３粗粒材、１５混合物、
１６、１７ベントナイト・コンクリート、１８混合物、
１９、２０ベントナイト・コンクリート、２１廃棄物格納用躯体、
２２、２７周辺地盤、２３充填材、２４低レベル放射性廃棄物、
２５放射性廃棄物格納用躯体、２６地下空洞、
２８、３１粘土系充填材、２９廃棄体パッケージ、３０地下坑道、
３２処分孔、３３隙間、３４間隙、３５間隙充填材、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a buried waste filling material, a manufacturing method, and a construction method thereof, and more particularly, a buried waste that is easy to construct and can maintain a barrier function such as water shielding performance and radionuclide delay performance over a long period from the beginning. The present invention relates to a filler, a manufacturing method and a construction method thereof.
[0002]
[Prior art]
The biggest theme in recent years is the establishment of waste disposal facilities for landfilling industrial and municipal waste as a result of the development of social industries, as well as the number of high and low level radioactive waste in nuclear power generation. It is how to dispose of disposal for 100 years without causing any obstacle to social life.
[0003]
In a disposal facility for landfilling industrial waste and general waste, in order to prevent industrial waste from affecting the human living environment, spilled sewage from the wastewater penetrates the ground to prevent environmental pollution. It is obliged to treat so as not to cause it, and a storage facility as shown in FIG. 12 (a) is planned to be buried underground.
[0004]
In such a facility, a waste storage housing 21 is planned as a housing for storing these wastes, and a clay-based filling that hardly allows passage of groundwater between the waste storage housing 21 and the surrounding ground 22 is planned. It is considered to install the material 23.
[0005]
This clay-based filler 23 greatly delays the penetration of groundwater into the interior of the waste storage housing 21 or prevents the toxic substances in the waste from leaking out due to the groundwater. In this case, a clay-based filler is also laid on the bottom of the waste storage casing 21.
[0006]
As for low-level radioactive waste in the nuclear field, in order to prevent these low-level radioactive waste from affecting the human living environment, as shown in FIG. A facility is planned in which the radioactive waste 24 is stored in a radioactive waste storage housing 25 and embedded in an underground cavity 26.
[0007]
Even in such a facility, it is considered to install a clay-based filler 28 that hardly transmits groundwater between the radioactive waste storage housing 25 for storing the stored radioactive waste and the surrounding ground 27. .
[0008]
This clay-based filler 28 also greatly delays intrusion into the radioactive waste storage enclosure 25 of groundwater or elutes into the groundwater into which toxic substances and radionuclides in the radioactive waste 24 have entered. In order to prevent leakage outside the facility, the radioactive waste storage casing 25 is installed in a form that surrounds the entire circumference of the radioactive waste storage casing 25 with a sufficient thickness as shown in the figure. The clay-based filler 28 is also laid on the bottom portion of 5.
[0009]
Further, in order to safely isolate the high-level radioactive waste from the human living environment, a waste package 29 in which the high-level radioactive waste is stored in a solid metal container as shown in FIG. A high-level radioactive waste disposal facility that is buried vertically in an underground mine 30 that has been excavated to a depth of several hundred meters is also planned. Even in such a disposal facility, the gap between the waste package 29 and the underground mine 30 is also planned. It is considered to install a clay-based filler 31.
[0010]
Also in the case of this clay-based filler 31, it is possible to suppress contact with the groundwater waste package 29 and to leak out of the facility by elution from the waste package 29 into the groundwater into which the radionuclide has entered. In order to prevent this, as shown in the figure, the waste package 29 is installed in a form that surrounds the entire circumference with a sufficient thickness. At that time, a clay-based filler 31 is also laid on the bottom of the waste package 29. The
[0011]
Therefore, in the industrial waste or radioactive waste disposal facilities described above, it is important that the facilities have the required barrier function for a long period of thousands or thousands of years. The clay-based fillers installed around the enclosure for storing goods and the waste package are required to be able to maintain barrier functions such as water shielding performance and radionuclide delay performance over a long period of time.
[0012]
Therefore, as the clay-based

fillers

23, 28, and 31 filled around the waste storage housing 21, the radioactive waste storage housing 25, or the waste package 29, bentonite, sand, gravel, or the like Mixing materials, 1.3-2.2 Mg / m^ThreeIt is considered to use fillers compacted to a certain degree of density.
[0013]
Since the bentonite filler has a remarkably small water permeability coefficient, the amount of groundwater coming into contact with the waste can be suppressed, and leakage of radionuclides due to advection phenomenon can also be suppressed. Further, even if it is assumed that the waste container expands in volume due to long-term corrosion, it is considered that the bentonite filler exhibits a dynamic buffering effect.
[0014]
However, in the case of a 100% blended bentonite filler, a dry density of 1.3 Mg / m by on-site construction.^ThreeIt is said that it is difficult to construct as the above bentonite filler.
[0015]
Similarly, a filler with an aggregate content of 20% has a dry density of 1.6 Mg / m2 depending on the construction site.^ThreeIt is said that it is difficult to construct the above bentonite filler.
[0016]
From the above facts, at present, in the case of 100% blended bentonite filler, a dry density of 1.3 Mg / m2 by field construction^ThreeFor the above-mentioned bentonite-based fillers or fillers with an aggregate content of 20%, the dry density is 1.6 Mg / m.^ThreeIn order to construct the above bentonite-based filler, it was supposed that it had to be performed in advance by mechanical molding.
[0017]
Therefore, in Japan, high-level radioactive waste is vertically disposed in a disposal hole 32 of an underground tunnel 30 excavated to a depth of several hundred meters below the waste package 29 stored in a solid metal container as shown in FIG. In a disposal facility that embeds and disposes in the direction, it is considered to install a clay-based filler 31 processed into a block shape in a gap 33 between the waste package 29 and the disposal hole 32.
[0018]
In the construction method in which the block-shaped filler members are stacked, as shown in FIG. 14, a gap of at least 40 mm is required between the outer rock mass and a gap of 10 mm is provided between the inner waste package 29. Have been forced.
[0019]
For this reason, when building the block-shaped bentonite-type fillers 31 formed by stacking, there is a danger that the gap between the block 31 and the block 31 generated at the time of construction becomes a water channel. It is essential to install the gap filler 35 in the gap 34 between the waste package 29 and the block 31 or in the gap 33 existing between the block 31 and the disposal hole 32.
[0020]
Since the bentonite filler 31 originally has a swelling action and the gap is sealed after a long period of time, it is considered that there is no danger of becoming a waterway in the end. In essence, it is natural that it is desirable to be able to construct a bentonite-based filler without gaps immediately after construction.
[0021]
Furthermore, it is difficult to construct a filling structure by stacking machine-shaped processed block-like bentonite fillers.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is proposed in view of the above circumstances, and is a buried waste that can easily construct a filler that can maintain a barrier function such as a water shielding performance and a radionuclide delay performance from the beginning and can be maintained over a long period of time. The filler, the manufacturing method and the construction method are provided.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
  The method for producing a buried waste filler according to claim 1 is a method for producing a buried waste filler filled between a buried waste storage enclosure and a buried disposal hole. The bentonite powder is kneaded with predetermined water to knead bentonite slurry, and the bentonite slurry is kneaded with granular bentonite high-density solid to knead fluid bentonite concrete. AndBy kneading fluid bentonite / concrete, the barrier functions such as water shielding performance and radionuclide retardation performance are established from the beginning, and this is maintained for a long time.
[0027]
  The method for producing a buried waste filler according to claim 2 is the method for producing a filler according to claim 1, wherein a hydrophilic organic liquid such as ethanol or methanol is mixed with the water with the powdered bentonite. It is characterized by mixing inside,In addition to the above functions, high-concentration bentonite concrete is smelted.
[0028]
  According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing an embedded waste filler, wherein the aggregate is kneaded together with the granular bentonite high-density solid in the first or second filler production method. It is characterized byIn addition to the above functions, the barrier function and strength are strengthened.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The filler according to the present invention is a manufacturing method in which bentonite is kneaded with predetermined water to knead bentonite slurry, and then bentonite slurry is kneaded with bentonite high-density solid to knead bentonite concrete. It consists of.
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 1 shows the steps of a production method for forming a filler according to the present invention, which can be cast as a fluid by kneading a bentonite filler into a viscous fluid, and is similar to ordinary cement concrete. It is possible to adopt a general pumping method and a casting method that are construction methods.
[0036]
Therefore, unlike the conventional construction method in which block-shaped filler members are stacked, there is no gap. Moreover, since it can be cast as a fluid, it can be constructed with construction efficiency comparable to that of cement concrete.
[0037]
In the present embodiment, bentonite slurry 4 is kneaded by kneading 3 while pouring water 2 into powdered bentonite 1.
[0038]
Next, a bentonite solid body 5 having a high density is added to the bentonite slurry 4 and kneaded 6 to knead bentonite-concrete 7 which is a complex viscous fluid mainly composed of bentonite and water.
[0039]
The bentonite / concrete 7 can be placed 8 evenly and efficiently as a fluid by a pouring method or a pumping method in a gap between a storage case for buried waste and a buried disposal hole.
[0040]
The water may be added once, but it may be divided into multiple times.
[0041]
Bentonite / concrete is in the state of a complex viscous fluid at the beginning of kneading, but after predetermined pouring, it is flattened as a desired bentonite-based filler, but these flattened forms are Can be explained as follows.
[0042]
That is, montmorillonite, which occupies about half of bentonite, inherently has swelling characteristics peculiar to clay minerals, and therefore has the property of absorbing water and volume expansion. It is also a filler with extremely low water permeability.
[0043]
This characteristic of bentonite can be confirmed by a graph in which the relationship between the dry density of bentonite and the hydraulic conductivity shown in FIG. 2 is arranged. As the graph suggests, the dry density is about 1.8-2.0 Mg / m^ThreeThe permeability coefficient of bentonite is 1 × 10^-13Since it is about m / s and is very small, water does not enter the coarse bentonite immediately after kneading.
[0044]
Therefore, only bentonite having a small particle size is dispersed in water to form a bentonite slurry. In the bentonite slurry, a coarse bentonite solid is suspended as a fluid. Will behave.
[0045]
However, as the time-lapse state shown in FIG. 3 shows, the high-density coarse-grained bentonite solid body slowly absorbs the water in the bentonite slurry in FIG. The bentonite solid body 5 swells as shown in (b).
[0046]
For this reason, in the bentonite slurry, the bentonite solid body 5 increases the water content by the swelling action, and conversely, the water content of the bentonite slurry decreases. Ventonite is homogenized by increasing the viscosity so that it cannot act as a fluid.
[0047]
Thus, the bentonite slurry in the final state of FIG. 3 (c) progresses so that the water content ratio of the bentonite solid body is equal to the water content ratio of bentonite. A bentonite filler having a uniform water content and dry density is formed.
[0048]
Therefore, the buried waste filler according to the present invention is composed of bentonite high density solid material in bentonite to constitute bentonite concrete, and has barrier functions such as water shielding performance and radionuclide retardation performance from the beginning. While establishing, this has been maintained for a long time.
[0049]
In the following, the above embodiment will be confirmed for a specific example of the present embodiment.
[0050]
Example 1
Powdered bentonite is commercially available, and the average particle size is about 30 μm. In this powdered bentonite, water is blended so as to have a water content ratio of 700% or more and kneaded to make a bentonite slurry. The wet density of the kneaded bentonite slurry is about 1.09 Mg / m^ThreeThe dry density is about 0.13 Mg / m^ThreeIt is.
[0051]
The viscosity of the bentonite slurry having such a water content is 100 to 3000 mPa · s, and is a low-viscosity filler that can be pumped.
[0052]
Next, bentonite solids having a particle diameter of 2 mm to several tens of millimeters are additionally mixed and kneaded into the bentonite slurry to knead bentonite concrete. The permeability coefficient is 1 × 10^-TenIt is much smaller than m / s and does not absorb water in a short time.
[0053]
For example, the density is about 2.3 Mg / m^ThreeWhen 100% bentonite granular solid is kneaded into bentonite slurry at a volume ratio of slurry: solid = 0.3: 0.7, the bentonite solid is water in a short time. Since it does not dissolve in the bentonite slurry, it floats in the bentonite slurry and the entire kneaded filler behaves as a fluid. Such a state is a state similar to a kneaded state of coarse aggregate / fine aggregate and cement milk in cement concrete, and bentonite / concrete can be fluid-placed.
[0054]
Bentonite concrete is divided into a slurry part with a water content of 700-800% and a bentonite solid part with a water content of about 10% immediately after mixing, but the bentonite solid will eventually absorb water and contain water. The ratio is increased, and the surrounding slurry part is deprived of water, and the water content ratio is lowered by the desorption of the water, so that the composition ratio of bentonite and water finally becomes homogeneous as a whole. A homogeneous bentonite filler having a water content of 100% or less is obtained.
[0055]
For example, in the above blending example, assuming that air is completely excluded, the calculated dry density is (2.3 × 0.7 + 0.13 × 0.3) ÷ 1 = 1.65 Mg / m^ThreeThe wet density is 2.04 Mg / m^ThreeThe bentonite-based filler, which has been a fluid immediately after kneading, eventually solidifies as a solid.
[0056]
(Example 2)
The density is about 2.0 Mg / m^ThreeAssuming that 100% bentonite solid was kneaded into bentonite slurry at a volume ratio of slurry: solid = 0.3: 0.7, air was completely eliminated. When calculated, (2.0 × 0.7 + 0.13 × 0.3) ÷ 1 = 1.44 Mg / m^ThreeThe dry density of about 1.91 Mg / m^ThreeThe bentonite-based filler, which was a fluid immediately after kneading, eventually solidifies as a solid. FIG. 4 shows another process of the manufacturing method constituting the filler according to the present invention, and the bentonite filler in this embodiment can be placed as a fluid while changing the form of kneading into a viscous fluid. is there.
[0057]
In the present embodiment, the bentonite slurry 10 is kneaded 3 by injecting into the powdered bentonite 1 while injecting not only 100% water but a mixed liquid 9 with a hydrophilic organic liquid such as ethanol or methanol. It is made.
[0058]
Next, the bentonite slurry 10 is added with a granular bentonite high density solid body 5 having a high density and kneaded 6, and a bentonite concrete 11 of a complex viscous fluid mainly composed of bentonite and water is kneaded. Yes.
[0059]
The bentonite / concrete 11 can be placed 8 evenly and efficiently as a fluid by a pouring method or a pumping method in a gap between a storage case for buried waste and a buried disposal hole.
[0060]
The water may be added once, but it may be divided into multiple times.
[0061]
In the manufacturing method constituting the filler of the present invention, in order to knead the bentonite slurry, a mixed liquid of water and a hydrophilic organic liquid such as ethanol or methanol is injected into the powdered bentonite 1, The form of flattening as a desired bentonite-based filler after predetermined placement can be described as an example in ethanol as follows.
[0062]
In other words, ethanol is different from water in that even if it is absorbed in the crystal structure of montmorillonite, which accounts for about half of bentonite, its physical properties are unlikely to change. The swelling state is slow. For this reason, compared with the said embodiment knead | mixed only with water, it can hybridize to a higher concentration bentonite slurry.
[0063]
Therefore, only bentonite having a small particle size is dispersed in water to form a bentonite slurry, and in the bentonite slurry, a coarse bentonite solid body floats for a long time. It will behave as a fluid in.
[0064]
For example, the wet density of the bentonite slurry kneaded by blending powdered bentonite: water: ethanol = 100: 60: 32 is about 1.41 Mg / m.^ThreeAnd the density when dried is about 0.71 Mg / m.^ThreeSince the viscosity of bentonite slurry is 1500 to 4000 mP · s, it constitutes a low-viscosity filler that can be pumped.
[0065]
In addition, bentonite concrete kneaded by adding a bentonite solid body having a particle size of 2 mm to several tens of mm in a high density state to this bentonite slurry has a tendency to absorb water, but has a water permeability coefficient. Is 1 × 10^-TenSince it is much smaller than m / s, it does not absorb water in a short time.
[0066]
That is, bentonite concrete 11 produced using a mixed liquid containing not only water but also ethanol is homogenized over time from the fluidized state as shown in FIG.
[0067]
Unlike ethanol, ethanol has a characteristic that even if it is absorbed into the crystal structure of montmorillonite, it does not easily change its physical properties. Therefore, ethanol in a liquid phase does not enter the coarse-grained bentonite immediately after kneading. Accordingly, the high density bentonite solid body 5 is dispersed in the bentonite slurry liquid layer as shown in FIG. 5 (a), but the high concentration bentonite is different from the case of only water over time. -Make up slurry.
[0068]
As the time passes, the liquid phase ethanol penetrates into the coarse bentonite solid as shown in FIG. 5B, and the bentonite solid is dispersed in the liquid phase. On the contrary, the liquid-solid ratio of bentonite / slurry decreases.
[0069]
And, as the liquid-solid ratio of bentonite slurry and the liquid-solid ratio of bentonite solid body become equal, the viscosity of bentonite increases drastically, so that ethanol bentonite slurry no longer behaves as a fluid. Thus, the ethanol / bentonite slurry at this point becomes a highly viscous bentonite filler.
[0070]
When this ethanol / bentonite / concrete 11 is placed in the gap between the housing for storing the buried waste and the buried disposal hole, the ground water 12 is changed as shown in FIG. 5 (c). The bentonite filler will permeate into the bentonite filler, and the ethanol will be advected and diffused into the groundwater, so that the bentonite filler will eventually have only the composition of bentonite and water, and the water content will be homogenized and solidified. become.
[0071]
Therefore, the buried waste filler according to the present invention is composed of bentonite concrete by mixing a hydrophilic organic liquid agent such as ethanol or methanol with bentonite together with water in the buried waste filler according to the present invention. In addition to the function of the buried waste filler according to the present invention, high concentration bentonite concrete is smelted.
[0072]
In the following, the above embodiment will be confirmed for a specific example of the present embodiment.
[0073]
(Example 3)
Density is 2.3 Mg / m^ThreeWhen a solid solid body having a degree of bentonite of 100% is kneaded into a bentonite slurry at a volume ratio of bentonite slurry: bentonite solid body = 0.3: 0.7, the bentonite solid body is short. Since it does not dissolve in water and ethanol over time, it becomes floating in the bentonite slurry, and the entire kneaded filler behaves as a fluid. This bentonite / concrete can be placed by fluid because it is in a state similar to the kneaded state of coarse aggregate / fine aggregate and cement milk in cement concrete.
[0074]
This bentonite-concrete is divided into an ethanol-bentonite-slurry part having a solid-liquid ratio of 100 to 300% and a high-density solid part having a water content of about 10% immediately after mixing. Eventually, the water content increases due to water absorption, and the surrounding slurry part is deprived of water and ethanol, and the water content ratio decreases, and the ethanol advects and diffuses into the groundwater as described above. Specifically, the composition ratio of bentonite and water is uniform throughout, and the resulting bentonite-based filler has a water content of 100% or less.
[0075]
In the above blending example, assuming that air is completely excluded, the calculation is (2.3 × 0.7 + 0.71 × 0.3) ÷ 1 = 1.82 Mg / m.^ThreeThe dry density of the order, the wet density is 2.15 Mg / m^ThreeDegree.
[0076]
Such bentonite fillers are fluids immediately after kneading, but eventually solidify as solids.
[0077]
Example 4
Density is 2.0 Mg / m^ThreeThe bentonite high density solid body in a granular state of about 100% bentonite is kneaded at a volume ratio in the ethanol bentonite slurry at a ratio of slurry: solid = 0.3: 0.7. In the case of being completely excluded, (2.0 × 0.7 + 0.71 × 0.3) ÷ 1 = 1.61Mg / m is calculated.^ThreeThe dry density is about 2.01 Mg / m.^ThreeDegree.
Such bentonite fillers are fluids immediately after kneading, but eventually solidify as solids.
[0078]
FIG. 6 shows another process of the manufacturing method constituting the filler according to the present invention, and the bentonite filler in this embodiment can be placed as a fluid while changing the form of kneading into a viscous fluid. is there.
[0079]
In the present embodiment,

bentonite slurry

4 or 10 is kneaded by injecting water 2 or a mixture 9 of water and a hydrophilic organic liquid agent into powdered bentonite 1 while kneading 3. Yes.
[0080]
Next, the

bentonite slurry

4 or 10 is additionally kneaded 6 with a coarse particle material 13 in a state in which a granular bentonite solid body 5 having a high density and an aggregate are mixed in advance. The bentonite-concrete 14 of the complex viscous fluid or the bentonite-concrete 14 'of the complex viscous fluid mainly composed of bentonite, water and ethanol is kneaded.
[0081]
These bentonite concretes 14 and 14 'can be cast 8 evenly and efficiently as fluids by pouring or pumping into the gap between the housing for storing buried waste and the buried disposal hole.
[0082]
The water may be added once, but it may be divided into multiple times.
[0083]
Accordingly, the buried waste filler according to the present invention is characterized in that in each of the above-mentioned buried waste fillers, the aggregate is mixed into bentonite together with bentonite high-density solid to be bentonite concrete. In addition to the above functions, the barrier function and strength are enhanced.
[0084]
In the following, the above embodiment will be confirmed for a specific example of the present embodiment.
[0085]
(Example 5)
Powdered bentonite is commercially available in which a bentonite layer existing underground is pulverized to adjust the particle size. Therefore, the powdered bentonite can be made into granules having different particle diameters by mixing the raw ore into a coarse particle state and having a particle diameter mixed in the range of 10 μm to several tens of mm.
The example shown in Table 1 is an example of the particle size distribution when the ore is pulverized to 5 mm or less.
[0086]
[Table 1]

[0087]
In the production method of the filler according to the present invention, water is added to the filler having such a particle size distribution and kneaded, so that the bentonite having a small particle size is dispersed in water to become bentonite slurry. However, since it takes a long time for water to penetrate into the bentonite having a large particle size, the bentonite solid body having a large particle size is suspended in the bentonite slurry for a while.
[0088]
In such a state, the moisture content of the bentonite slurry is larger, so that it behaves as a liquid having a low viscosity, and the bentonite concrete that has been knitted is struck as a fluid in the same manner as ordinary cement concrete. It can be set up.
[0089]
The bentonite concrete produced in this way has a dry density of 1.4 Mg / m.^ThreeThe dry density of the coarse-grained bentonite solid body is 2.3 Mg / m^ThreeWhen the density is as high as about 1, the dry density of bentonite concrete is 1.65 Mg / m^ThreeIt will be about.
[0090]
FIG. 7 shows another process of the manufacturing method constituting the filler according to the present invention, and the bentonite filler in this embodiment can be placed as a fluid while changing the form of kneading into a viscous fluid. is there.
[0091]
In the present embodiment, bentonite is obtained by kneading 3 while pouring water 2 into a mixture 15 in which powdery bentonite 1 and high-density granular bentonite solid body 5 are mixed in advance. -The concrete 16 is kneaded, and the efficiency of kneading the bentonite-concrete 16 is improved by mixing the powdered bentonite 1 and the dense and granular bentonite solid body 5 in advance. .
[0092]
This bentonite / concrete 16 is cast evenly and efficiently as a fluid by the pouring method or pumping method in the gap between the housing for storing the buried waste and the buried disposal hole, similarly to the above-mentioned bentonite / concrete. It can be done.
[0093]
FIG. 8 shows another process of the manufacturing method constituting the filler according to the present invention, and the bentonite filler in this embodiment can be placed as a fluid while changing the form of kneading into a viscous fluid. is there.
[0094]
In the present embodiment, the powdered bentonite 1 and the dense and granular bentonite solid body 5 are mixed in advance to form a mixture 15.
[0095]
In the process, bentonite / concrete 17 is kneaded by injecting a mixture 9 of water and a hydrophilic organic liquid agent into the mixture 15 while kneading the mixture 9, and powdered bentonite 1 The bentonite concrete is kneaded at a high concentration while improving the efficiency of kneading the bentonite concrete 16 by previously mixing the high-density and granular bentonite solid body 5.
[0096]
The bentonite / concrete 17 can be placed 8 evenly and efficiently as a fluid by a pouring method or a pumping method in a gap between a housing for storing buried waste and a buried disposal hole.
[0097]
Further, FIG. 9 shows another process of the manufacturing method constituting the filler according to the present invention, and the bentonite filler in the present embodiment can be placed as a fluid while changing the form of kneading into a viscous fluid. Is.
[0098]
In this embodiment, the powdered bentonite 1, the dense and granular bentonite solid body 5 and the aggregate 13 are kneaded 3 while injecting water 2 into a mixture 18 in a premixed state. The bentonite concrete 19 is kneaded, and the bentonite concrete 19 is kneaded by mixing the powdered bentonite 1, the high-density granular bentonite solid body 5 and the aggregate 13 in advance. The efficiency is further improved.
[0099]
This bentonite / concrete 19 is cast evenly and efficiently as a fluid by the pouring method or the pumping method in the gap between the storage case for the buried waste and the buried disposal hole, as in the above embodiments. It can be set 8.
[0100]
FIG. 10 shows another process of the manufacturing method constituting the filler according to the present invention, and the bentonite filler in the present embodiment can be placed as a fluid while changing the form of kneading into a viscous fluid. is there.
[0101]
In the present embodiment, a mixed liquid 9 of water and a hydrophilic organic liquid agent is added to a mixture 18 in which powdery bentonite 1, high-density granular bentonite solid body 5 and aggregate 13 are premixed. The bentonite concrete 20 is kneaded by kneading 3 while injecting.
[0102]
Thereby, in the production method of the present invention, it is possible to knead the bentonite concrete 20 at a high concentration while improving the kneading efficiency of the bentonite concrete.
[0103]
This bentonite / concrete 20 is uniformly and efficiently poured as a fluid by the pouring method or the pumping method in the gap between the housing case for buried waste and the buried disposal hole, as in the above embodiments. It can be set 8.
[0104]
And the construction method in the filling material of the buried waste according to the present invention is a housing for storing the buried waste by pouring the bentonite / concrete kneaded by each of the above-described manufacturing methods by casting or pumping the concrete. And between the buried disposal holes.
[0105]
Therefore, in the construction method of the buried waste filler according to the present invention, the barrier function such as the water shielding performance and the radionuclide delay performance is established from the beginning by efficiently installing the filler without gaps, and for a long time. This can be maintained throughout.
[0106]
Furthermore, as shown in FIG. 11, the other construction method in the buried waste filler according to the present invention is filled with the bentonite slurry 4 and the bentonite high density solid body 5 which are kneaded by the above-described production methods. The bentonite-concrete 7 is formed by kneading immediately before the mixing.
[0107]
In addition, as a construction method in which the bentonite slurry 4 and the bentonite high-density solid body 5 are kneaded immediately before filling to constitute the bentonite concrete 7, the bentonite slurry 4 is previously placed in a buried disposal tunnel or the like. In addition, it is possible to form bentonite concrete 7 by filling the bentonite high density solid body 5 with the bentonite slurry 4 by rolling while rolling out the bentonite high density solid body 5. is there.
[0108]
As described above, in the other construction method for the buried waste filler according to the present invention, it is possible to efficiently install the filler with no gap while facilitating the handling operation of filling bentonite / concrete, While establishing barrier functions such as radionuclide delay performance from the beginning, it has been maintained for a long time.
[0109]
As described above, the present invention has been described in detail based on the embodiment. However, the embedded waste filling material, the manufacturing method, and the construction method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiment. It goes without saying that various modifications can be made by applying what is already known at the time of filing without departing from the spirit of the invention.
[0113]
【The invention's effect】
  The method for producing a buried waste filler according to claim 1 is a method for producing a buried waste filler filled between a storage case for buried waste and a buried disposal hole, wherein powder bentonite Kneading with predetermined water to knead bentonite slurry, kneading the bentonite slurry with granular bentonite high-density solid to knead fluid bentonite concrete,By kneading fluid bentonite / concrete, the barrier functions such as water-blocking performance and radionuclide retarding performance are established from the beginning, and the effect of maintaining it for a long time is exhibited.
[0114]
  The method for producing a filler for embedded waste according to claim 2 is the method for producing a filler according to claim 1, wherein a hydrophilic organic liquid such as ethanol or methanol is mixed with the water in the powdered bentonite. Because it is characterized byIn addition to the above effects, it demonstrates the effect of kneading high-concentration bentonite concrete.
[0115]
  The method for producing a buried waste filler according to claim 3 is characterized in that, in the filler production method according to claim 1 or 2, aggregate is kneaded together with the granular bentonite high-density solid. BecauseIn addition to the above effects, the barrier function and strength can be enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a method for producing a buried waste filler according to the present invention.
[Figure 2] Relationship between hydraulic conductivity and dry density in bentonite solids
[FIG. 3] Homogenization state diagram of buried waste filler according to the present invention
FIG. 4 is a process chart showing another manufacturing method for a buried waste filler according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram of the homogenization of another buried waste filler according to the present invention.
FIG. 6 is a process diagram showing another manufacturing method for a buried waste filler according to the present invention.
FIG. 7 is a process diagram showing another method for manufacturing a buried waste filler according to the present invention.
FIG. 8 is a process diagram showing another manufacturing method for a buried waste filler according to the present invention.
FIG. 9 is a process chart showing another manufacturing method for a buried waste filler according to the present invention.
FIG. 10 is a process chart showing another manufacturing method for a buried waste filler according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of a construction method for a buried waste filler according to the present invention.
[Figure 12] Overview of facilities in various types of buried waste
[Figure 13] Overview of conventional buried waste
[Fig. 14] Fig. 14 is a schematic diagram of conventional installation of buried waste filler.
[Explanation of symbols]
1 powdered bentonite, 2 water, 3, 6 kneading,
4, 10 bentonite slurry, 5 bentonite solid,
7, 11, 14, 14 'Bentonite concrete, 8
9 Mixture, 12 Groundwater, 13 Coarse-grained material, 15 Mixture,
16, 17 Bentonite concrete, 18 Mixture,
19, 20 Bentonite concrete, 21 Waste storage enclosure,
22, 27 Surrounding ground, 23 Filling material, 24 Low-level radioactive waste,
25 radioactive waste storage enclosure, 26 underground cavity,
28, 31 Clay-based filler, 29 Waste package, 30 Underground tunnel,
32 disposal holes, 33 gaps, 34 gaps, 35 gap fillers,

Claims

A method for producing a buried waste filling material filled between a buried waste storage enclosure and a buried disposal hole , wherein a bentonite powder is kneaded with predetermined water to form a bentonite slurry, A method for producing a filler comprising kneading a bentonite slurry with a granular bentonite high-density solid to knead fluid bentonite concrete.

The method for producing a filler according to claim 1 , wherein a hydrophilic organic liquid is mixed with the water together with the powdered bentonite.

Aggregate is kneaded with the granular bentonite high-density solid, The method for producing a filler according to claim 1 or 2 .