JP5193737B2 - 粘土系材料の圧縮成形装置、粘土系材料の圧縮成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法に関し、さらに詳しくは、ベントナイトなどの粘土系材料からなり、放射性廃棄物処分用緩衝材として用いられるブロックを形成する粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法に関するものである。

放射性廃棄物の処分では、放射性廃棄物の周囲に低透水場を形成することなどを目的として、放射性廃棄物と処分孔壁または処分坑道壁との間に、放射性廃棄物処分用緩衝材を設置する。放射性廃棄物処分用緩衝材の設置方法の１つとして、ベントナイト成形体のブロックを配置する方法がある。

従来、上記の緩衝材の製造方法としては、可撓性の成形用容器内に原料を充填し、原料が充填された成形用容器を冷間静水圧プレスによって加圧成形することによって放射性廃棄物処分用緩衝材を形成する方法において、成形用容器の継ぎ目の間隙にブチルゴムを装着し、この継ぎ目をその外側からブチルゴムを粘着材とする第一粘着テープによって封止し、第一粘着テープを含む成形用容器の外側面にゴム系粘着材を有する第二粘着テープを貼付する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、圧縮成形装置の型枠内に、合成ゴムや天然ゴムからなる伸縮性膜材を配置し、この型枠内に粘土系難透水性材料を投入し、型枠の内側側面と、粘土ブロックの側面との間に伸縮性膜材が挟まれた状態で存在するように、圧縮成形装置で粘土系難透水性材料を圧縮成形する粘土系難透水性材料の圧縮成形方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−３１３０７４号公報 特開２００６−３２７０９２号公報

特許文献１に記載されている製造方法では、圧縮成形を行う前に、成形用容器の継ぎ目の間隙にブチルゴムを装着するとともに、この継ぎ目に粘着テープを貼付する工程があり、一方、特許文献２に記載されている製造方法では、圧縮成形装置の型枠内に、合成ゴムや天然ゴムからなる伸縮性膜材を配置する工程があるため、緩衝材ブロックの圧縮成形と、緩衝材ブロックからの型枠の脱型との間に余分な工程が存在し、ブロックの製造時間が長くなり、ひいては製造コストが増加するという問題があった。

これらの製造方法では、型枠の取り外し方法については特に検討されておらず、型枠を脱型する際にブロックが欠けたり、割れたりするおそれがあった。
特許文献１に記載されている製造方法では、型枠を脱型する際に、型枠の継ぎ目に装着したブチルゴムがブロックや粘着テープを取り除く必要があり、脱型に時間が掛かるという問題があった。また、型枠を脱型した後に圧縮成形体の表面を切削加工して所定の形状に補正する必要があり、加工に時間がかかるという問題もある。
特許文献２に記載されている製造方法では、型枠を脱型した後、ブロックから伸縮性膜材を剥離する必要があり、その作業に時間が掛かるばかりでなく、伸縮性膜材の剥離時にブロックに欠けや割れが生じる可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、工程を簡略化し、作業時間の短縮を図ることができるとともに、粘土系材料を成形してなるブロックに欠けや割れが生じることのない粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法を提供することを目的とする。

本発明は、粘土系材料を圧縮成形することにより、前記粘土系材料からなるブロックを形成するための粘土系材料の圧縮成形装置であって、前記粘土系材料を投入するために用いられ、前記粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向に複数の枠部材に分割可能な型枠と、前記型枠の外周に設けられた反力枠と、該反力枠と前記型枠との間に介在し、前記枠部材のそれぞれの外側面に当着させた、前記枠部材と同数の油圧ジャッキとを備え、前記油圧ジャッキは、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸側に前記枠部材を加圧し、また、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸とは反対の方向に前記ブロックから前記枠部材を脱型し、前記油圧ジャッキの全てが連動して、前記枠部材の全てを同時に、かつ同一の力で前記枠部材同士の合わせ目に隙間が生じないように加圧し、また、前記ブロックから前記枠部材の全てを同時に、かつ同一の力で脱型する粘土系材料の圧縮成形装置を提供する。

本発明は、型枠内に粘土系材料を投入する材料投入工程と、前記型枠内に投入した粘土系材料を圧縮成形することにより、前記粘土系材料からなるブロックを形成する圧縮工程と、前記ブロックから前記型枠を脱型する脱型工程とを有する粘土系材料の圧縮成形方法であって、前記型枠として、前記粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向に複数の枠部材に分割可能なものを用い、前記型枠の外周に反力枠を設け、該反力枠と前記型枠との間に、前記枠部材と同数の油圧ジャッキを介在させ、それぞれの油圧ジャッキを前記枠部材のそれぞれの外側面に当着させて、前記圧縮工程において、前記油圧ジャッキにより、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸側に前記枠部材を加圧し、前記脱型工程において、前記油圧ジャッキにより、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸とは反対の方向に前記ブロックから前記枠部材を脱型し、前記油圧ジャッキの全てが連動して、前記枠部材の全てを同時に、かつ同一の力で前記枠部材同士の合わせ目に隙間が生じないように加圧し、また、前記ブロックから前記枠部材の全てを同時に、かつ同一の力で脱型する粘土系材料の圧縮成形方法を提供する。

本発明の粘土系材料の圧縮成形装置によれば、粘土系材料を圧縮成形することにより、前記粘土系材料からなるブロックを形成するための粘土系材料の圧縮成形装置であって、前記粘土系材料を投入するために用いられ、前記粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向に複数の枠部材に分割可能な型枠と、前記型枠の外周に設けられた反力枠と、該反力枠と前記型枠との間に介在し、前記枠部材のそれぞれの外側面に当着させた、前記枠部材と同数の油圧ジャッキとを備え、前記油圧ジャッキは、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸側に前記枠部材を加圧し、また、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸とは反対の方向に前記ブロックから前記枠部材を脱型するので、粘土系材料からなるブロックの成形工程を簡略化し、作業時間の短縮を図ることができるとともに、そのブロックに欠けや割れが生じることを防止できる。

本発明の粘土系材料の圧縮成形方法によれば、型枠内に粘土系材料を投入する材料投入工程と、前記型枠内に投入した粘土系材料を圧縮成形することにより、前記粘土系材料からなるブロックを形成する圧縮工程と、前記ブロックから前記型枠を脱型する脱型工程とを有する粘土系材料の圧縮成形方法であって、前記型枠として、前記粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向に複数の枠部材に分割可能なものを用い、前記型枠の外周に反力枠を設け、該反力枠と前記型枠との間に、前記枠部材と同数の油圧ジャッキを介在させ、それぞれの油圧ジャッキを前記枠部材のそれぞれの外側面に当着させて、前記圧縮工程において、前記油圧ジャッキにより、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸側に前記枠部材を加圧し、前記脱型工程において、前記油圧ジャッキにより、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸とは反対の方向に前記ブロックから前記枠部材を脱型するので、粘土系材料からなるブロックの成形工程を簡略化し、作業時間の短縮を図ることができるとともに、そのブロックに欠けや割れが生じることを防止できる。

本発明の粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

（１）第一の実施形態
図１は、本発明の粘土系材料の圧縮成形装置の第一の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
この実施形態の粘土系材料の圧縮成形装置（以下、「圧縮成形装置」と略すこともある。）１０は、円筒形状の型枠１１と、型枠１１の外周に設けられた反力枠１２と、反力枠１２と型枠１１との間に介在し、型枠１１に当着させた３つの油圧ジャッキ１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）と、型枠１１の一端１１ａに当接し、この一端１１ａを塞ぐ底板１４とから概略構成されている。

型枠１１は、粘土系材料を投入するために用いられる型枠であり、粘土系材料を圧縮する方向（図１（ｂ）の矢印方向）に対して垂直方向に、すなわち、円筒形の型枠１１を底板１４の一方の面１４ａに立設した状態でその長手方向に対して垂直方向に、３つの枠部材１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）に分割可能となっている。
３つの枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは、型枠１１をその長手方向に沿って均等に分割してなるものであり、その長手方向と垂直な断面形状は、円弧状をなしている。
そして、枠部材１５Ａの一方の端面１５ｂと枠部材１５Ｂの他方の端面１５ｃが接触し、枠部材１５Ｂの一方の端面１５ｂと枠部材１５Ｃの他方の端面１５ｃが接触し、かつ、枠部材１５Ｃの一方の端面１５ｂと枠部材１５Ａの他方の端面１５ｃが接触することにより、３つの枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃからなる型枠１１が形成されている。

反力枠１２は、平面視した場合、外形が正方形状をなしている。
また、反力枠１２は、型枠１１の長手方向の中央部の外周に、型枠１１とは所定の間隔を置いて設けられている。

油圧ジャッキ１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）は、型枠１１と反力枠１２との間に介在し、型枠１１を構成する３つ枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのそれぞれの外側面１５ａに当着されている。
これにより、３つの油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはそれぞれ、粘土系材料を圧縮する方向（図１（ｂ）の矢印方向）に対して垂直方向、かつ、型枠１１の中心軸側に枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃをそれぞれ加圧できるようになっている。また、３つの油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはそれぞれ、粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向、かつ、型枠１１の中心軸とは反対の方向に、粘土系材料を圧縮成形してなるブロック２０から枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃをそれぞれ脱型し、枠部材１１を３つの枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃに分割できるようになっている。

ここで、型枠１１の中心軸とは、型枠１１の中心を、型枠１１の長手方向に貫く軸のことである。

また、圧縮成形装置１０は、油圧ジャッキ１３の動作を制御する制御部（図示略）を備えており、この制御部により、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全てが連動して、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの全てを均等に加圧し、また、ブロック２０から枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの全てを均等に脱型するようになっている。

ここで、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全てが連動して、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの全てを均等に加圧するとは、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのそれぞれによる、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのそれぞれに対する加圧が同時に行われるとともに、この加圧が同一の力で行われることを示している。
また、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全てが連動して、ブロック２０から枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの全てを均等に脱型するとは、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのそれぞれによる、ブロック２０から枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのそれぞれの脱型が同時に行われるとともに、この脱型に要する力を同一にすることを示している。

型枠１１、すなわち、枠部材１５の材質は、型枠１１を用いた粘土系材料の圧縮成形時に破壊されないものであれば特に限定されないが、金属材料が好ましい。

反力枠１２の材質は、油圧ジャッキ１３を支持することができるとともに、油圧ジャッキ１３による枠部材１５の加圧、および、ブロック２０からの枠部材１５の脱型という操作によって変形したり、破壊されないものであれば特に限定されないが、金属材料が好ましい。

油圧ジャッキ１３としては、枠部材１５を加圧する力を微調整可能であるとともに、各種制御装置を用いて、その操作を電気的に制御することができるものであれば特に限定されないが、例えば、インバーター制御の油圧ユニット、さらにはジャッキに送り出す作動油の流量を制御する電子制御バルブを使用した油圧ジャッキなどが用いられる。

底板１４の材質は、型枠１１を用いた粘土系材料の圧縮成形時に変形したり、破壊されないものであれば特に限定されないが、金属材料が好ましい。

この圧縮成形装置１０によれば、３つの油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはそれぞれ、粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向、かつ、型枠１１の中心軸側に枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃをそれぞれ加圧できるようになっており、また、３つの油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはそれぞれ、粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向、かつ、型枠１１の中心軸とは反対の方向に、粘土系材料を圧縮成形してなるブロック２０から枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃをそれぞれ脱型できるようになっているので、粘土系材料からなるブロック２０の成形工程を簡略化し、作業時間の短縮を図ることができるとともに、そのブロック２０に欠けや割れが生じることを防止できる。

次に、圧縮成形装置１０を用いた粘土系材料の圧縮成形方法を説明する。
まず、底板１４の一方の面１４ａ上にて、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、型枠１１の中心軸側に枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを加圧して、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを合わせて、図１に示すような円筒形の型枠１１を組み立てる。
この時、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃによって枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを加圧する力を、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ同士の合わせ目に隙間が生じない程度でれば十分とする。

また、型枠１１が粘土系材料に接着するのを防止するために、型枠１１の内面には、潤滑剤を塗布してもよい。

次いで、型枠１１内に粘土系材料を投入する（材料投入工程）。

粘土系材料としては、ベントナイト単体、あるいは、ベントナイトと砂や砂利などを混練したものが用いられる。

次いで、圧縮装置（図示略）により、型枠１１内に投入した粘土系材料を、型枠１１の長手方向（図１（ｂ）の矢印方向）に圧縮して、粘土系材料からなるブロック２０を形成する（圧縮工程）。
この時、型枠１１内の粘土系材料は、その上面（最表面）の全面が、圧縮装置の圧縮面に均等に接触した状態で圧縮される。
また、圧縮装置によって粘土系材料を圧縮する力を、１０ＭＰａ〜１００ＭＰａとすることが好ましい。この圧縮する力は、粘土系材料の配合や含水比などにより適宜決定することができる。

また、この圧縮工程において、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、圧縮装置による型枠１１内に投入した粘土系材料の圧縮方向に対して垂直方向、かつ、型枠１１の中心軸側に、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを加圧する力を増加する。
この時、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃによって枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを加圧する力は、型枠１１を組み立てた時の力よりもさらに大きくする必要がある。その力の大きさは限定されないが、圧縮装置により粘土系材料を圧縮した際に、型枠１１から粘土系材料が漏れ出さない程度にする必要がある。すなわち、圧縮工程において、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃによって枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを加圧する力は、圧縮装置により粘土系材料を圧縮する力に応じて、適宜調整される。

さらに、圧縮工程において、上記の制御部（図示略）による制御によって、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全てを連動させて、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの全てを均等に加圧する。
ここで、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全てを連動させて、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの全てを均等に加圧するとは、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのそれぞれによる、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのそれぞれに対する加圧を同時に行うとともに、この加圧を同一の力で行うことを示している。

次いで、図２に示すように、圧縮成形され、粘土系材料からなるブロック２０から、型枠１１を脱型する（脱型工程）。
この脱型工程において、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、圧縮装置による型枠１１内に投入した粘土系材料の圧縮方向に対して垂直方向、かつ、型枠１１の中心軸とは反対の方向に、ブロック２０から型枠１１を脱型し、円柱状のブロック２０を得る。

また、脱型工程において、上記の制御部（図示略）による制御によって、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全てを連動させて、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、ブロック２０から枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの全てを均等に脱型する。
ここで、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全てを連動させて、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、ブロック２０から枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの全てを均等に脱型するとは、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのそれぞれによる、ブロック２０から枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのそれぞれの脱型を同時に行うとともに、この脱型を同一の力で行うことを示している。

この実施形態の粘土系材料の圧縮成形方法によれば、粘土系材料からなるブロック２０を形成する圧縮工程において、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、圧縮装置による型枠１１内に投入した粘土系材料の圧縮方向に対して垂直方向、かつ、型枠１１の中心軸側に、枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを加圧し、また、粘土系材料からなるブロック２０から型枠１１を脱型する脱型工程において、油圧ジャッキ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃにより、圧縮装置による型枠１１内に投入した粘土系材料の圧縮方向に対して垂直方向、かつ、型枠１１の中心軸とは反対の方向に、ブロック２０から型枠１１を脱型するので、粘土系材料からなるブロック２０の成形工程を簡略化し、作業時間の短縮を図ることができるとともに、そのブロック２０に欠けや割れが生じることを防止できる。

なお、この実施形態では、円筒形状の型枠１１を３つの枠部材１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃに分割する場合を例示したが、本発明の粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法はこれに限定されない。本発明の粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法にあっては、円筒形の型枠を２つ、あるいは、４つ以上に分割可能としてもよい。

（２）第二の実施形態
図３は、本発明の粘土系材料の圧縮成形装置の第二の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
この実施形態の粘土系材料の圧縮成形装置（以下、「圧縮成形装置」と略すこともある。）３０は、その長手方向と垂直な断面形状が正方形状である筒形状の型枠３１と、型枠３１の外周に設けられた反力枠３２と、反力枠３２と型枠３１との間に介在し、型枠３１に当着させた４つの油圧ジャッキ３３（３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ）と、型枠３１の一端３１ａに当接し、この一端３１ａを塞ぐ底板３４とから概略構成されている。

型枠３１は、粘土系材料を圧縮する方向（図３（ｂ）の矢印方向）に対して垂直方向に、すなわち、筒形の型枠３１を底板３４の一方の面３４ａに立設した状態でその長手方向に対して垂直方向に、４つの枠部材３５（３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ）に分割可能となっている。
４つの枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄは、型枠３１をその長手方向に沿って均等に分割してなるものであり、その長手方向と垂直な断面形状は長方形状をなし、その外形が平板状をなしている。
そして、枠部材３５Ａの一方の端面３５ｂが枠部材３５Ｂの内側面３５ｃに当接し、枠部材３５Ｂの一方の端面３５ｂが枠部材３５Ｃの内側面３５ｃに当接し、枠部材３５Ｃの一方の端面３５ｂが枠部材３５Ｄの内側面３５ｃに当接し、かつ、枠部材３５Ｄの一方の端面３５ｂが枠部材３５Ａの内側面３５ｃに当接することにより、４つの枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄからなる型枠３１が形成されている。

反力枠３２は、平面視した場合、外形が正方形状をなしている。
また、反力枠３２は、型枠３１の長手方向の中央部の外周に、型枠３１とは所定の間隔を置いて設けられている。

油圧ジャッキ３３（３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ）は、型枠３１と反力枠３２との間に介在し、型枠３１を構成する４つ枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄのそれぞれの外側面３５ａに当着されている。
これにより、４つの油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄはそれぞれ、粘土系材料を圧縮する方向（図３（ｂ）の矢印方向）に対して垂直方向、かつ、型枠３１の中心軸側に枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄをそれぞれ加圧できるようになっている。
また、４つの油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄはそれぞれ、粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向、かつ、型枠３１の中心軸とは反対の方向に、粘土系材料を圧縮成形してなるブロック４０から枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄをそれぞれ脱型し、枠部材３１を４つの枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄに分割できるようになっている。

言い換えれば、４つの油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄはそれぞれ、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄをそれぞれ、対向する反力枠３２の一辺に対して平行な状態を保ちながら、型枠３１の中心軸側に加圧できるようになっている。
また、４つの油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄはそれぞれ、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄをそれぞれ、対向する反力枠３２の一辺に対して平行な状態を保ちながら、ブロック４０から脱型し、枠部材３１を４つの枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄに分割できるようになっている。

ここで、型枠３１の中心軸とは、型枠３１の中心を、型枠３１の長手方向に貫く軸のことである。

また、圧縮成形装置３０は、油圧ジャッキ３３の動作を制御する制御部（図示略）を備えており、この制御部により、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの全てが連動して、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの全てを均等に加圧し、また、ブロック４０から枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの全てを均等に脱型するようになっている。

ここで、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの全てが連動して、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの全てを均等に加圧するとは、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄのそれぞれによる、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄのそれぞれに対する加圧が同時に行われるとともに、この加圧が同一の力で行われることを示している。
また、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの全てが連動して、ブロック４０から枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの全てを均等に脱型するとは、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄのそれぞれによる、ブロック４０から枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄのそれぞれの脱型が同時に行われるとともに、この脱型に要する力を同一にすることを示している。

型枠３１の材質、反力枠３２の材質、油圧ジャッキ３３、底板３４の材質としては、上述の第一の実施形態と同様のものが用いられる。

この圧縮成形装置３０によれば、４つの油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄはそれぞれ、粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向、かつ、型枠３１の中心軸側に枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄをそれぞれ加圧できるようになっており、また、４つの油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄはそれぞれ、粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向、かつ、型枠３１の中心軸とは反対の方向に、粘土系材料を圧縮成形してなるブロック４０から枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄをそれぞれ脱型できるようになっているので、粘土系材料からなるブロック４０の成形工程を簡略化し、作業時間の短縮を図ることができるとともに、そのブロック４０に欠けや割れが生じることを防止できる。

次に、圧縮成形装置３０を用いた粘土系材料の圧縮成形方法を説明する。
まず、底板３４の一方の面３４ａ上にて、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄのそれぞれにより、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄをそれぞれ、対向する反力枠３２の一辺に対して平行な状態を保ちながら、型枠３１の中心軸側に加圧して、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄを合わせて、図３に示すような筒形の型枠３１を組み立てる。
この時、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄによって枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄを加圧する力を、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ同士の合わせ目に隙間が生じない程度とする。

また、型枠３１が粘土系材料に接着するのを防止するために、型枠３１の内面には、潤滑剤を塗布してもよい。

次いで、型枠３１内に粘土系材料を投入する（材料投入工程）。

次いで、圧縮装置（図示略）により、型枠３１内に投入した粘土系材料を、型枠３１の長手方向（図３（ｂ）の矢印方向）に圧縮して、粘土系材料からなるブロック４０を形成する（圧縮工程）。

また、この圧縮工程において、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、圧縮装置による型枠３１内に投入した粘土系材料の圧縮方向に対して垂直方向、かつ、型枠３１の中心軸側に、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄを加圧する力を増加する。
この時、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄによって枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄを加圧する力は、型枠３１を組み立てた時の力よりもさらに大きくする必要がある。その力の大きさは、限定されないが、圧縮装置により粘土系材料を圧縮した際に、型枠３１から粘土系材料が漏れ出さない程度にする必要がある。すなわち、圧縮工程において、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄによって枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄを加圧する力は、圧縮装置により粘土系材料を圧縮する力に応じて、適宜調整される。

さらに、圧縮工程において、上記の制御部（図示略）による制御によって、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの全てを連動させて、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの全てを均等に加圧する。
ここで、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの全てを連動させて、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの全てを均等に加圧するとは、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄのそれぞれによる、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄのそれぞれに対する加圧を同時に行うとともに、この加圧を同一の力で行うことを示している。

次いで、図４に示すように、圧縮成形され、粘土系材料からなるブロック４０から、型枠３１を脱型する（脱型工程）。
この脱型工程において、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、圧縮装置による型枠３１内に投入した粘土系材料の圧縮方向に対して垂直方向、かつ、型枠３１の中心軸とは反対の方向に、ブロック４０から型枠３１を脱型し、四角柱状のブロック４０を得る。

また、脱型工程において、上記の制御部（図示略）による制御によって、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの全てを連動させて、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、ブロック４０から枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの全てを均等に脱型する。
ここで、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの全てを連動させて、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、ブロック４０から枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄの全てを均等に脱型するとは、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄのそれぞれによる、ブロック４０から枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄのそれぞれの脱型を同時に行うとともに、この脱型を同一の力で行うことを示している。

この実施形態の粘土系材料の圧縮成形方法によれば、粘土系材料からなるブロック４０を形成する圧縮工程において、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、圧縮装置による型枠３１内に投入した粘土系材料の圧縮方向に対して垂直方向、かつ、型枠３１の中心軸側に、枠部材３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄを加圧し、また、粘土系材料からなるブロック４０から型枠３１を脱型する脱型工程において、油圧ジャッキ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄにより、圧縮装置による型枠３１内に投入した粘土系材料の圧縮方向に対して垂直方向、かつ、型枠３１の中心軸とは反対の方向に、ブロック４０から型枠３１を脱型するので、粘土系材料からなるブロック４０の成形工程を簡略化し、作業時間の短縮を図ることができるとともに、そのブロック４０に欠けや割れが生じることを防止できる。

なお、この実施形態では、長手方向と垂直な断面形状が正方形状である筒形状の型枠３１を例示したが、本発明の粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法はこれに限定されない。本発明の粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法にあっては、筒形状の型枠の長手方向と垂直な断面形状が長方形状であってもよい。

次に、図５を参照して、上述のようにして圧縮成形された粘土系材料からなるブロックの実用例を示す。
図５は、放射性廃棄物処分用緩衝材として用いられる粘土系材料からなるブロックを用いた余裕深度処分施設であるトンネル型処分施設の一例を示す概略断面図である。
このトンネル型処分施設５０は、保管場所として、岩盤５１を掘削した表面（内面）に、コンクリートを吹き付けた支保工５２および二次覆工５３を施工したトンネル５４が備えられている。

トンネル５４の内部には、廃棄体５５と、廃棄体５５をその周囲から保持するコンクリートピット５６と、廃棄体５５とコンクリートピット５６との間の隙間を埋める充填材５７と、コンクリートピット５６の周囲を覆う低拡散層５８と、低拡散層５８の周囲を覆う低透水層５９と、低透水層５９と二次覆工５３との間を埋める埋戻し材（埋戻し土）６０とが埋設されている。
また、低透水層５９が、粘土系材料からなるブロックを配列して形成されている。
また、トンネル５４の下部の埋戻し材６０には、排水管などからなる排水設備６１が設けられている。

廃棄体５５は、例えば、原子炉の炉内構造物や制御棒などの放射化金属および放射化樹脂を切断し、減容し、セメントあるいはガラスで固化したものである。また、廃棄体５５は、複数段に積み重ねられたものが、互いに所定の間隔を置いて複数列配置されている。

本発明の粘土系材料の圧縮成形装置および粘土系材料の圧縮成形方法は、放射性廃棄物の地層処分施設であるトンネル型処分施設に用いられる低透水層を形成する粘土系材料からなるブロックの成形だけでなく、この粘土系材料からなるブロックにより放射性廃棄物を直接包囲（被覆）する場合にも好適に用いられる。

本発明の粘土系材料の圧縮成形装置の第一の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の粘土系材料の圧縮成形装置の第一の実施形態の使用方法を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の粘土系材料の圧縮成形装置の第二の実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の粘土系材料の圧縮成形装置の第二の実施形態の使用方法を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 放射性廃棄物処分用緩衝材として用いられる粘土系材料からなるブロックを用いた余裕深度処分施設であるトンネル型処分施設の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１０・・・粘土系材料の圧縮成形装置（圧縮成形装置）、１１・・・型枠、１２・・・反力枠、１３・・・油圧ジャッキ、１４・・・底板、１５・・・枠部材、２０・・・ブロック、３０・・・粘土系材料の圧縮成形装置（圧縮成形装置）、３１・・・型枠、３２・・・反力枠、３３・・・油圧ジャッキ、３４・・・底板、３５・・・枠部材、４０・・・ブロック。

Claims (2)

1. 粘土系材料を圧縮成形することにより、前記粘土系材料からなるブロックを形成するための粘土系材料の圧縮成形装置であって、
   前記粘土系材料を投入するために用いられ、前記粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向に複数の枠部材に分割可能な型枠と、前記型枠の外周に設けられた反力枠と、該反力枠と前記型枠との間に介在し、前記枠部材のそれぞれの外側面に当着させた、前記枠部材と同数の油圧ジャッキとを備え、
   前記油圧ジャッキは、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸側に前記枠部材を加圧し、また、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸とは反対の方向に前記ブロックから前記枠部材を脱型し、
   前記油圧ジャッキの全てが連動して、前記枠部材の全てを同時に、かつ同一の力で前記枠部材同士の合わせ目に隙間が生じないように加圧し、また、前記ブロックから前記枠部材の全てを同時に、かつ同一の力で脱型することを特徴する粘土系材料の圧縮成形装置。
2. 型枠内に粘土系材料を投入する材料投入工程と、前記型枠内に投入した粘土系材料を圧縮成形することにより、前記粘土系材料からなるブロックを形成する圧縮工程と、前記ブロックから前記型枠を脱型する脱型工程とを有する粘土系材料の圧縮成形方法であって、
   前記型枠として、前記粘土系材料を圧縮する方向に対して垂直方向に複数の枠部材に分割可能なものを用い、
   前記型枠の外周に反力枠を設け、該反力枠と前記型枠との間に、前記枠部材と同数の油圧ジャッキを介在させ、それぞれの油圧ジャッキを前記枠部材のそれぞれの外側面に当着させて、
   前記圧縮工程において、前記油圧ジャッキにより、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸側に前記枠部材を加圧し、
   前記脱型工程において、前記油圧ジャッキにより、前記圧縮方向に対して垂直方向かつ前記型枠の中心軸とは反対の方向に前記ブロックから前記枠部材を脱型し、
   前記油圧ジャッキの全てを連動させて、前記圧縮工程において前記枠部材の全てを同時に、かつ同一の力で前記枠部材同士の合わせ目に隙間が生じないように加圧し、前記脱型工程において前記ブロックから前記枠部材の全てを同時に、かつ同一の力で脱型することを特徴とする粘土系材料の圧縮成形方法。

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