JP6708430B6 - Manufacturing method of waste container - Google Patents
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Description
本発明は、粉体状セメント組成物、該セメント組成物を含むコンクリート、及び該コンクリートからなる廃棄物保管用容器の製造方法に関する。 The present invention relates to a powdery cement composition, concrete containing the cement composition, and a method for producing a waste storage container made of the concrete.
防波堤や消波ブロック等の海洋構造物に用いられるコンクリートや、塩化物系凍結防止剤が散布される環境下で用いられるコンクリートは、可溶性塩素を原因とするコンクリートの劣化が起こりやすいという問題がある。
耐塩害性を備えた高耐久性コンクリート組成物として、特許文献１には、早強ポルトランドセメント３５〜６５質量％と高炉スラグ微粉末３５〜６５質量％とからなる水硬性組成物と、水と、細骨材と、粗骨材と、減水剤とを練り混ぜて製造されたコンクリートであって、水結合材質量が４５％以下、空気量が３．０〜６．０％であることを特徴とする高耐久性コンクリート組成物が記載されている。
Concrete used for offshore structures such as breakwaters and wave-dissipating blocks, and concrete used in an environment where chloride-based antifreezing agents are sprayed has a problem that concrete deterioration due to soluble chlorine is likely to occur. ..
As a highly durable concrete composition with salt damage resistance,
一方、原子力発電所の大きな事故によって外部の環境中に放出された放射性セシウムが廃棄物又は土壌中に含まれている場合があるという問題が起きている。放射性セシウム（セシウム１３７）は、半減期が３０年であり、長期間に亘って人体に悪影響を与えうるため、除染によって発生する放射性物質を含む汚染土や、放射性物質を含む下水汚泥等の焼却により発生する放射性物質が濃縮された焼却飛灰を、長期間に亘り密閉して保管できる廃棄物保管用容器が求められている。
放射性廃棄物を収容するための容器として、例えば、特許文献１には、上部が開放された鉄筋コンクリート構造の容器本体と、同容器本体の内部に充填され該容器本体の中に収容される放射性廃棄物収容容器を埋め込むポーラス状モルタルとを有する放射性廃棄物用複合処分容器が記載されている。
On the other hand, there is a problem that radioactive cesium released to the outside environment due to a major accident at a nuclear power plant may be contained in waste or soil. Radioactive cesium (cesium 137) has a half-life of 30 years and can adversely affect the human body over a long period of time, so it is possible to remove contaminated soil containing radioactive substances generated by decontamination and sewage sludge containing radioactive substances. There is a demand for a waste storage container capable of sealing and storing incinerated fly ash in which radioactive substances generated by incineration are concentrated for a long period of time.
As a container for storing radioactive waste, for example, in
コンクリートからなる廃棄物保管用容器の中に、可溶性塩素を含む廃棄物を入れて、長期間に亘り密閉して保管を行った場合、可溶性塩素がコンクリート内部へ浸透することによって、廃棄物保管用容器を構成するコンクリートの劣化が起こるという問題があった。
特に、放射性物質を含む下水汚泥等の焼却により発生する放射性物質が濃縮された焼却飛灰は、長期間に亘り密閉して保管する必要があるが、該焼却飛灰は可溶性塩素を大量に含むことから、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、劣化が起こりにくいコンクリートからなる廃棄物保管用容器があれば好都合である。
本発明の目的は、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、劣化が起こりにくいコンクリートを製造することができる粉体状セメント組成物、該粉体用セメント組成物を含むコンクリート、及び、該コンクリートからなる廃棄物保管用容器の製造方法を提供することである。
When waste containing soluble chlorine is placed in a waste storage container made of concrete and stored for a long period of time and stored, the soluble chlorine permeates into the concrete to store the waste. There was a problem that the concrete that constitutes the container deteriorates.
In particular, incineration fly ash in which radioactive substances generated by incineration of sewage sludge containing radioactive substances are concentrated, but it is necessary to store the ash in a closed state for a long period of time, but the incineration fly ash contains a large amount of soluble chlorine. Therefore, it would be advantageous to have a waste storage container made of concrete that is unlikely to deteriorate even if it is in contact with waste containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time.
An object of the present invention is to provide a powdery cement composition capable of producing concrete that is unlikely to deteriorate even when it is contacted with a waste containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time, and a cement composition for the powder. It is to provide a method of manufacturing a concrete containing a substance and a container for storing a waste made of the concrete.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポルトランドセメント１００質量部、フライアッシュ２０〜５５質量部、および石灰系膨張材２〜８質量部を含む粉体状セメント組成物によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１０］を提供するものである。
［１］ ポルトランドセメント１００質量部、フライアッシュ２０〜５５質量部、および石灰系膨張材２〜８質量部を含むことを特徴とする粉体状セメント組成物。
［２］ 前記［１］に記載の粉体状セメント組成物、細骨材、粗骨材、減水剤および水を含むコンクリート。
［３］ 上記水と上記粉体状セメント組成物の比（水／粉体状セメント組成物）が、０．２５〜０．３５である前記［２］に記載のコンクリート。
［４］ 空気量が、２．５〜８．０％である前記［２］又は［３］に記載のコンクリート。
［５］ 材齢２８日以降における、コンクリートのペースト部分の水酸化カルシウムの含有率が、９．０質量％以下である前記［２］〜［４］のいずれかに記載のコンクリート。
MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of earnestly studying in order to solve the said subject, this inventor was made into the powdery cement composition containing 100 mass parts of Portland cement, 20-55 mass parts of fly ash, and 2-8 mass parts of lime type expansion materials. According to this, it was found that the above object can be achieved, and the present invention was completed.
That is, the present invention provides the following [1] to [10].
[1] A powdery cement composition comprising 100 parts by mass of Portland cement, 20 to 55 parts by mass of fly ash, and 2 to 8 parts by mass of a lime-based expansive material.
[2] Concrete containing the powdery cement composition according to the above [1], a fine aggregate, a coarse aggregate, a water reducing agent and water.
[3] The concrete according to [2], wherein the ratio of the water and the powdery cement composition (water/powdered cement composition) is 0.25 to 0.35.
[4] The concrete according to [2] or [3], which has an air content of 2.5 to 8.0%.
[5] The concrete according to any one of [2] to [4], wherein the content of calcium hydroxide in the paste portion of the concrete after the age of 28 days is 9.0 mass% or less.
［６］ 前記［２］〜［５］のいずれかに記載のコンクリートからなる廃棄物保管用容器。
［７］ 上記廃棄物保管用容器を構成する壁部の厚みが、５０ｍｍ以上である前記［６］に記載の廃棄物保管用容器。
［８］ 上記廃棄物保管用容器が、放射性物質を含む焼却飛灰を保管するための容器である前記［６］又は［７］に記載の廃棄物保管用容器。
［９］ 前記［６］〜［８］のいずれかに記載の廃棄物保管用容器の製造方法であって、上記ポルトランドセメント、フライアッシュ、石灰系膨張材、細骨材、粗骨材、減水剤および水を混練して、混練物を得る混練工程と、上記混練物を型枠内に収容した後、１時間以上、気中養生する気中養生工程と、気中養生後の上記混練物を、４０℃以上で２時間以上、促進養生する促進養生工程、を含むことを特徴とする廃棄物保管用容器の製造方法。
［１０］ 上記気中養生工程において、２時間以上、気中養生し、上記促進養生工程において、気中養生後の上記混練物を、上記廃棄物保管用容器を構成する壁部の厚み方向の中心点において７０℃以上の温度が２時間以上持続するように、蒸気養生する、前記［９］に記載の廃棄物保管用容器の製造方法。
[6] A waste storage container made of the concrete according to any one of [2] to [5].
[7] The waste storage container according to the above [6], wherein the wall portion of the waste storage container has a thickness of 50 mm or more.
[8] The waste storage container according to the above [6] or [7], wherein the waste storage container is a container for storing incineration fly ash containing a radioactive substance.
[9] The method for manufacturing the waste storage container according to any one of [6] to [8], wherein the portland cement, fly ash, lime-based expansive material, fine aggregate, coarse aggregate, and reduced water content are used. A kneading step in which an agent and water are kneaded to obtain a kneaded product, an air curing step in which the kneaded material is housed in a mold and then air-cured for 1 hour or more, and the kneaded product after air curing A method for producing a waste storage container, which comprises a accelerated curing step of accelerated curing at 40° C. or higher for 2 hours or longer.
[10] In the air curing step, air curing is performed for 2 hours or more, and in the accelerated curing step, the kneaded product after air curing is treated in the thickness direction of the wall portion constituting the waste storage container. The method for producing a waste storage container according to the above [9], wherein steam curing is performed so that a temperature of 70° C. or higher at the central point lasts for 2 hours or longer.
本発明の粉体状セメント組成物によれば、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、劣化が起こりにくいコンクリートを製造することができる。
また、本発明のコンクリートによれば、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等を長期間に亘って保管しても、劣化が起こりにくい廃棄物保管用容器を製造することができる。
According to the powdery cement composition of the present invention, it is possible to produce concrete that is unlikely to deteriorate even if it is contacted with a waste containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time.
Further, according to the concrete of the present invention, it is possible to manufacture a waste storage container that is unlikely to deteriorate even if a waste containing a large amount of soluble chlorine or the like is stored for a long period of time.
［１．粉体状セメント組成物］
本発明の粉体状セメント組成物は、ポルトランドセメント１００質量部、フライアッシュ２０〜５５質量部、および石灰系膨張材２〜８質量部を含むものである。
ポルトランドセメントしては、特に限定されるものではなく、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントを使用することができる。中でも、普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
[1. Powder cement composition]
The powdery cement composition of the present invention contains 100 parts by mass of Portland cement, 20 to 55 parts by mass of fly ash, and 2 to 8 parts by mass of lime-based expansive material.
The Portland cement is not particularly limited, and various Portland cements such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, and low heat Portland cement can be used. Above all, it is preferable to use ordinary Portland cement or early-strength Portland cement.
フライアッシュとしては、「ＪＩＳ Ａ ６２０１（コンクリート用フライアッシュ）」に規定するフライアッシュＩ種、ＩＩ種、ＩＩＩ種、及びＩＶ種等が挙げられる。中でも、Ｉ種又はＩＩ種のフライアッシュを使用することが好ましい。
フライアッシュの配合量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、２０〜５５質量部、好ましくは２５〜５０質量部、より好ましくは３０〜４８質量部、特に好ましくは３５〜４８質量部である。該量が２０質量部未満であると、可溶性塩素を原因とするコンクリートの劣化が起こりやすくなる。該量が５５質量部を超えると、強度発現性が低下する。
フライアッシュのブレーン比表面積は、好ましくは２，５００ｃｍ２／ｇ以上、より好ましく、３，０００〜１２，０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３，２００〜８，０００ｃｍ２／ｇである。該ブレーン比表面積が２，５００ｃｍ２／ｇ以上であれば、強度発現性がより向上する。
Examples of fly ash include fly ash type I, type II, type III, and type IV stipulated in "JIS A 6201 (fly ash for concrete)". Above all, it is preferable to use the type I or type II fly ash.
The blending amount of fly ash is 20 to 55 parts by mass, preferably 25 to 50 parts by mass, more preferably 30 to 48 parts by mass, and particularly preferably 35 to 48 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Portland cement. When the amount is less than 20 parts by mass, deterioration of concrete due to soluble chlorine easily occurs. If the amount exceeds 55 parts by mass, the strength developability decreases.
The Blaine specific surface area of fly ash is preferably 2,500 cm 2 /g or more, more preferably 3,000 to 12,000 cm 2 /g, and particularly preferably 3,200 to 8,000 cm 2 /g. When the Blaine specific surface area is 2,500 cm 2 /g or more, strength development is further improved.
石灰系膨張材としては、セメント組成物を構成する石灰系膨張材として一般的に用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、遊離した酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分とするものが挙げられる。
遊離した酸化カルシウムを主成分とする石灰系膨張材としては、例えば、遊離した酸化カルシウム（ＣａＯ）を４０質量％以上の含有率で含むものが挙げられる。このような石灰系膨張材の市販品としては、例えば、太平洋マテリアル社製の「太平洋エクスパン」、「太平洋Ｎ−ＥＸ」等が挙げられる。
石灰系膨張材の配合量は、ポルトランドセメント１００質量部に対して、２〜８質量部、好ましくは３〜７質量部、特に好ましくは４〜６質量部である。該量が２質量部未満であると、膨張材の収縮応力低減効果が小さくなり、ひび割れが発生しやすくなる。該量が８質量部を超えると、膨張量が大きくなりすぎて、強度発現性が低下する。
The lime-based expansive material is not particularly limited as long as it is generally used as a lime-based expansive material that constitutes a cement composition, and contains, for example, free calcium oxide (CaO) as a main component. There are things.
Examples of the lime-based expansive material containing liberated calcium oxide as a main component include those containing liberated calcium oxide (CaO) at a content rate of 40 mass% or more. Examples of commercially available products of such a lime-based expansive material include "Pacific Expan" and "Pacific N-EX" manufactured by Taiheiyo Materials.
The compounding amount of the lime-based expansive material is 2 to 8 parts by mass, preferably 3 to 7 parts by mass, and particularly preferably 4 to 6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of Portland cement. If the amount is less than 2 parts by mass, the effect of reducing the shrinkage stress of the expansive material becomes small, and cracks are likely to occur. If the amount exceeds 8 parts by mass, the amount of expansion becomes too large, and the strength developability deteriorates.
［２．コンクリート］
本発明のコンクリートは、上述した粉体状セメント組成物（ポルトランドセメント、フライアッシュ、および石灰系膨張材を含む組成物）、細骨材、粗骨材、減水剤および水を含むものである。
コンクリート１ｍ３あたりのポルトランドセメント量（単位セメント量）は、好ましくは２００〜６００ｋｇ／ｍ３、より好ましくは２５０〜５５０ｋｇ／ｍ３、特に好ましくは３００〜５００ｋｇ／ｍ３である。該量が２００ｋｇ／ｍ３以上であれば、強度発現性が向上する。該量が６００ｋｇ／ｍ３以下であれば、コンクリートの収縮率が小さくなる。
[2. concrete]
The concrete of the present invention contains the above-mentioned powdery cement composition (a composition containing Portland cement, fly ash, and a lime-based expansive material), fine aggregate, coarse aggregate, a water reducing agent, and water.
The amount of Portland cement (unit amount of cement) per 1 m 3 of concrete is preferably 200 to 600 kg/m 3 , more preferably 250 to 550 kg/m 3 , and particularly preferably 300 to 500 kg/m 3 . When the amount is 200 kg/m 3 or more, strength development is improved. When the amount is 600 kg/m 3 or less, the shrinkage rate of concrete becomes small.
細骨材としては、川砂、山砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂またはこれらの混合物等を使用することができる。
コンクリート１ｍ３あたりの細骨材量（単位細骨材量）は、好ましくは６００〜１，０００ｋｇ／ｍ３、より好ましくは６５０〜８５０ｋｇ／ｍ３である。該量が６００ｋｇ／ｍ３以上であれば、コンクリートの収縮率が小さくなる。該量が１，０００ｋｇ／ｍ３以下であれば、流動性が向上する。
As the fine aggregate, river sand, mountain sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, or a mixture thereof can be used.
The amount of fine aggregate (unit fine aggregate amount) per 1 m 3 of concrete is preferably 600 to 1,000 kg/m 3 , and more preferably 650 to 850 kg/m 3 . When the amount is 600 kg/m 3 or more, the shrinkage rate of concrete becomes small. When the amount is 1,000 kg/m 3 or less, the fluidity is improved.
粗骨材としては、川砂利、山砂利、陸砂利、砕石またはこれらの混合物等を使用することができる。
コンクリート１ｍ３あたりの粗骨材量（単位粗骨材量）は、好ましくは７００〜１，２００ｋｇ／ｍ３、より好ましくは８００〜１，０００ｋｇ／ｍ３である。該量が７００ｋｇ／ｍ３以上であれば、コンクリートの収縮率が小さくなる。該量が１，２００ｋｇ／ｍ３以下であれば、流動性が向上する。
なお、細骨材率は、好ましくは４０〜５０％、より好ましくは４２〜４８％である。該率が４０％以上であれば、コンクリートのワーカビリティが向上する。該率が５０％以下であれば、流動性が向上する。
As the coarse aggregate, river gravel, mountain gravel, land gravel, crushed stone, or a mixture thereof can be used.
The amount of coarse aggregate (the amount of unit coarse aggregate) per 1 m 3 of concrete is preferably 700 to 1,200 kg/m 3 , and more preferably 800 to 1,000 kg/m 3 . When the amount is 700 kg/m 3 or more, the shrinkage rate of concrete becomes small. When the amount is 1,200 kg/m 3 or less, the fluidity is improved.
The fine aggregate ratio is preferably 40 to 50%, more preferably 42 to 48%. When the ratio is 40% or more, the workability of concrete is improved. When the ratio is 50% or less, the fluidity is improved.
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系等の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。中でも、ナフタレンスルホン酸系又はポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
本発明のコンクリートにおいて、粉体状セメント組成物１００質量部当たりの減水剤の量（固形分換算）は、好ましくは０．１〜２質量部、より好ましくは０．１５〜１質量部である。該量が０．１質量部以上であれば、流動性が向上する。該量が２質量部以下であれば、硬化遅延が起こりにくくなり、また、コストを低くすることができる。
As the water reducing agent, a lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, melamine-based, polycarboxylic acid-based water reducing agent, an AE water reducing agent, a high-performance water reducing agent, or a high-performance AE water reducing agent can be used. Above all, it is preferable to use a naphthalenesulfonic acid-based or polycarboxylic acid-based high-performance water reducing agent or a high-performance AE water reducing agent.
In the concrete of the present invention, the amount (in terms of solid content) of the water reducing agent per 100 parts by mass of the powdery cement composition is preferably 0.1 to 2 parts by mass, more preferably 0.15 to 1 part by mass. .. When the amount is 0.1 part by mass or more, the fluidity is improved. When the amount is 2 parts by mass or less, curing delay is less likely to occur, and the cost can be reduced.
水としては、水道水等を使用することができる。
本発明のコンクリートにおいて、水と粉体状セメント組成物の比（水／粉体状セメント組成物の質量比）は、好ましくは０．２５〜０．３５、より好ましくは０．２７〜０．３３である。該比が０．２５以上であれば、流動性が向上する。該比が０．３５以下であれば、強度発現性が向上する。
As the water, tap water or the like can be used.
In the concrete of the present invention, the ratio of water to the powdery cement composition (mass ratio of water/powdered cement composition) is preferably 0.25 to 0.35, more preferably 0.27 to 0. 33. When the ratio is 0.25 or more, the fluidity is improved. When the ratio is 0.35 or less, strength development is improved.
本発明のコンクリートは、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、劣化が起こりにくいことから、廃棄物保管用容器の材料としての用途に好適である。
また、本発明のコンクリートの空気量は、強度（例えば、圧縮強度）を大きくする観点からは、好ましくは８．０％以下、より好ましくは７．０％以下、特に好ましくは６．０％以下であり、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、劣化をより起こりにくくする観点からは、好ましくは２．５％以上、より好ましくは３．０％以上、特に好ましくは３．５％以上である。
The concrete of the present invention is suitable for use as a material for a container for storing wastes because it is unlikely to deteriorate even when contacted with wastes containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time.
The air content of the concrete of the present invention is preferably 8.0% or less, more preferably 7.0% or less, and particularly preferably 6.0% or less, from the viewpoint of increasing the strength (for example, compressive strength). From the viewpoint of making deterioration less likely to occur even when contacted with a waste containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time, it is preferably 2.5% or more, more preferably 3.0% or more, It is particularly preferably 3.5% or more.
材齢２８日以降における、本発明のコンクリートのペースト部分の水酸化カルシウムの含有率は、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、劣化をより起こりにくくする観点から、好ましくは９．０質量％以下、より好ましくは８．０質量％以下、さらに好ましくは７．０質量％以下、特に好ましくは６．０質量％以下である。
ここで、「コンクリートのペースト部分」とは、コンクリートから細骨材及び粗骨材を除いた部分をいう。
The content of calcium hydroxide in the paste portion of the concrete of the present invention after the age of 28 days is such that deterioration is less likely to occur even when contacted with a waste containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time. Therefore, it is preferably 9.0% by mass or less, more preferably 8.0% by mass or less, further preferably 7.0% by mass or less, and particularly preferably 6.0% by mass or less.
Here, the "concrete paste portion" refers to a portion obtained by removing fine aggregate and coarse aggregate from concrete.
また、コンクリートのペースト部分の水酸化カルシウムの含有率は、例えば、以下の方法１または２によって測定することができる。
［方法１］
（ａ）測定対象であるコンクリートと同じ配合、及び、製造条件で製造されたコンクリートからなるφ１００×１００ｍｍの供試体を作製する。
（ｂ）作製した供試体を半分に割裂して、該供試体の略中心部分からモルタル片（コンクリート中の粗骨材を含まない部分）を採取し、採取したモルタル片を、鋼鉢等を用いて粗粉砕しながら、極力、細骨材を除去して粗粉砕物を得る。
（ｃ）得られた粗粉砕物を、鉢（好ましくはめのう乳鉢）を用いて、粗粉砕物中に残存している細骨材を、極力、砕かないように注意しながら、さらに粉砕して、粉砕物を得る。
（ｄ）得られた粉砕物を、目開き１２５μｍのふるいを用いて分級して、該ふるいを通過したもの（以下、「粉砕分級物」ともいう。）を、相対湿度が１１％以下である環境（例えば、デシケーター内）で１週間以上保管した後、熱重量分析（ＴＧ）または示差熱熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）を用いてＴＧ曲線を作成する。
そして、４００〜５００℃内のＴＧ曲線から得られたΔＴＧ曲線（ＴＧ曲線の微分曲線）の減量ピーク、又は、４００〜５００℃内のＤＴＡ曲線の吸熱ピークから、水酸化カルシウムが脱水する温度範囲を求め、該温度範囲における質量減少率から、水酸化カルシウムの脱水に起因する質量減少率Ａ（質量％）を算出する。
ここで、上記水酸化カルシウムが脱水する温度範囲及び質量減少率Ａを自動で算出できる装置として、例えば、ＢＲＵＫＥＲ社製の商品名「ＴＧ−ＤＴＡ２０００ＳＲ」等が挙げられる。
（ｅ）上記（ｄ）で使用した粉砕分級物を用いて、「セメント協会 コンクリート専門委員会報告 Ｆ−１８（硬化コンクリートの配合推定に関する共同試験報告） ３．１（３）」に準拠して、粉砕分級物の不溶残分（ｉｎｓｏｌ．）Ｂ（質量％）を測定し、下記式（１）を用いて、コンクリートのペースト部分の水酸化カルシウム含有率（質量％）を算出する。
水酸化カルシウム含有率（質量％）＝４．１×Ａ／（１−Ｂ／１００） ・・・（１）
なお、方法１は、測定対象であるコンクリートの配合および製造条件が判明している場合（例えば、自社製品等）に好適である。
The content rate of calcium hydroxide in the paste portion of concrete can be measured by the following
[Method 1]
(A) A test piece of φ100×100 mm made of concrete manufactured under the same composition and manufacturing conditions as the concrete to be measured is prepared.
(B) The prepared specimen is split in half, a mortar piece (a portion not containing coarse aggregate in concrete) is collected from the substantially central portion of the specimen, and the collected mortar piece is put into a steel pot or the like. The coarse aggregate is removed as much as possible while being coarsely pulverized to obtain a coarsely pulverized product.
(C) The obtained coarsely pulverized product is further pulverized using a pot (preferably an agate mortar), and fine aggregate remaining in the coarsely pulverized product is further pulverized while being careful not to crush it. , Crushed material is obtained.
(D) The obtained pulverized product is classified using a sieve having an opening of 125 μm, and the pulverized product that has passed through the sieve (hereinafter, also referred to as “pulverized and classified product”) has a relative humidity of 11% or less. After storage in an environment (for example, in a desiccator) for 1 week or more, a TG curve is prepared using thermogravimetric analysis (TG) or differential thermal analysis (TG-DTA).
Then, from the weight loss peak of the ΔTG curve (differential curve of the TG curve) obtained from the TG curve within 400 to 500°C, or from the endothermic peak of the DTA curve within 400 to 500°C, the temperature range in which calcium hydroxide dehydrates Then, the mass reduction rate A (mass %) due to dehydration of calcium hydroxide is calculated from the mass reduction rate in the temperature range.
Here, as a device capable of automatically calculating the temperature range in which the calcium hydroxide is dehydrated and the mass reduction rate A, for example, there is a trade name “TG-DTA2000SR” manufactured by BRUKER.
(E) Using the crushed and classified material used in (d) above, in accordance with "Cement Association Concrete Expert Committee Report F-18 (Joint test report on estimation of mixture of hardened concrete) 3.1(3)". The insoluble residue (insol.) B (mass %) of the pulverized and classified product is measured, and the calcium hydroxide content (mass %) of the concrete paste portion is calculated using the following formula (1).
Calcium hydroxide content (mass %)=4.1×A/(1-B/100) (1)
The
［方法２］
（ａ）測定対象であるコンクリートの外表面（外気に接触している表面）側からコアを採取する。例えば、廃棄物保管用容器を構成するコンクリートを測定対象にする場合、該容器の側壁の上部（好ましくは容器の内部に収容された廃棄物等の上面よりも高い位置）であって、外表面側からコアを採取する。
該コアの寸法は、好ましくはφ５０〜１５０ｍｍ、高さ３０〜１５０ｍｍである。また、該コアの軸が側壁の厚み方向となるように採取することが好ましい。
（ｂ）採取したコアの、測定対象であるコンクリートの内部に相当する部分（例えば、廃棄物保管用容器を構成するコンクリートを測定対象にする場合、該容器の側壁の厚み方向の略中心部分）からモルタル片を採取し、採取したモルタル片を、鋼鉢等を用いて粗粉砕しながら、極力、細骨材を除去して粗粉砕物を得る。
得られた粗粉砕物を用いる以外は、上記（ｃ）〜（ｅ）と同様にして、コンクリートのペースト部分の水酸化カルシウム含有率（質量％）を算出する。
なお、方法２は、測定対象であるコンクリートの配合および製造条件が不明である場合（例えば、他社製品等）に好適である。
[Method 2]
(A) A core is sampled from the outer surface (surface in contact with the outside air) of the concrete to be measured. For example, in the case of measuring concrete that constitutes a waste storage container, it is the upper part of the side wall of the container (preferably higher than the upper surface of the waste stored in the container) and the outer surface. Collect the core from the side.
The core preferably has a diameter of 50 to 150 mm and a height of 30 to 150 mm. Further, it is preferable to collect the core so that the axis of the core is in the thickness direction of the side wall.
(B) A portion of the collected core that corresponds to the inside of the concrete that is the measurement target (for example, when the concrete that constitutes the waste storage container is the measurement target, a substantially central portion in the thickness direction of the side wall of the container) The mortar pieces are collected from the above, and the collected mortar pieces are coarsely crushed using a steel pot or the like, and the fine aggregate is removed as much as possible to obtain a coarsely crushed product.
The calcium hydroxide content (mass %) of the paste portion of concrete is calculated in the same manner as in (c) to (e) above, except that the obtained coarsely pulverized product is used.
The
［３．廃棄物保管用容器の製造方法］
本発明のコンクリートからなる廃棄物保管用容器の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、ポルトランドセメント、フライアッシュ、石灰系膨張材、細骨材、粗骨材、減水剤および水を混練して得た混練物を、型枠内に収容した後、養生する方法等が挙げられる。
また、製造時間の短縮等の観点から、蒸気養生や温水養生等の促進養生を行うことが好ましい。
本発明のコンクリートからなる廃棄物保管用容器の製造方法の好ましい一例として、ポルトランドセメント、フライアッシュ、石灰系膨張材、細骨材、粗骨材、減水剤および水を混練して、混練物を得る混練工程と、上記混練物を型枠内に収容した後、１時間以上、気中養生する気中養生工程と、気中養生後の上記混練物を、４０℃以上で２時間以上、促進養生する促進養生工程、を含む廃棄物保管用容器の製造方法が挙げられる。以下、各工程について詳しく説明する。
[3. Method for manufacturing waste storage container]
The method for producing a waste storage container made of concrete of the present invention is not particularly limited, and for example, Portland cement, fly ash, lime-based expansive material, fine aggregate, coarse aggregate, water reducing agent and water are kneaded. A method in which the kneaded product obtained in this way is stored in a mold and then cured is exemplified.
From the viewpoint of shortening the manufacturing time, it is preferable to perform accelerated curing such as steam curing and warm water curing.
As a preferred example of the method for producing a waste storage container made of concrete of the present invention, Portland cement, fly ash, lime-based expansive material, fine aggregate, coarse aggregate, water reducing agent and water are kneaded to form a kneaded product. Obtaining the kneading step, and after accommodating the kneaded product in a mold, the air curing step of curing in air for 1 hour or more, and the kneaded product after the air curing is accelerated at 40° C. or more for 2 hours or more. A method for manufacturing a waste storage container including a curing step for curing is included. Hereinafter, each step will be described in detail.
［混練工程］
本工程は、上述した粉体状セメント組成物（ポルトランドセメント、フライアッシュ、及び石灰系膨張材を含む組成物）、細骨材、粗骨材、減水剤および水等を混練して、混練物を得る工程である。
各材料の混練に用いるミキサとしては、特に限定されるものではなく、パン型ミキサ、二軸ミキサ等の慣用のミキサを用いることができる。混練方法としては、特に限定されるものではなく、全ての材料を一括してミキサに投入して混練してもよく、粉体状セメント組成物、細骨材および粗骨材をミキサに投入して空練りを行った後に、水、減水剤等を投入して混練してもよい。
[Kneading process]
This step is a kneaded product by kneading the above-mentioned powdery cement composition (a composition containing Portland cement, fly ash, and a lime-based expansive material), fine aggregate, coarse aggregate, a water reducing agent and water. Is a step of obtaining.
The mixer used for kneading each material is not particularly limited, and a conventional mixer such as a pan mixer or a biaxial mixer can be used. The kneading method is not particularly limited, and all the materials may be put into the mixer at once and kneaded, and the powdery cement composition, the fine aggregate and the coarse aggregate are put into the mixer. After kneading by kneading, water, a water reducing agent and the like may be added and kneading.
［気中養生工程］
本工程は、前工程で得られた混練物を型枠内に収容した後、好ましくは１時間以上、より好ましくは２時間以上、さらに好ましくは３時間以上、特に好ましくは４時間以上、気中養生する工程である。気中養生を行う際の温度は、通常、常温（例えば、５℃以上、４０℃未満、好ましくは１０〜３０℃）である。
[Aerial curing process]
In this step, after the kneaded product obtained in the previous step is housed in the mold, preferably 1 hour or longer, more preferably 2 hours or longer, further preferably 3 hours or longer, particularly preferably 4 hours or longer, in the air. It is a process of curing. The temperature at which the air curing is performed is usually room temperature (for example, 5° C. or higher and lower than 40° C., preferably 10 to 30° C.).
［促進養生工程］
本工程は、気中養生後の混練物を、好ましくは４０℃以上、より好ましくは４５℃以上、さらに好ましくは５０℃以上、特に好ましくは６０℃以上で、好ましくは２時間以上、より好ましくは３時間以上、促進養生（蒸気養生や温水養生等）する工程である。
また、本工程において、廃棄物保管用容器を構成するコンクリートを、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、劣化がより起こりにくいものにする観点から、廃棄物保管用容器を構成する壁部の厚み方向の中心点において、７０℃以上（より好ましくは７５℃以上、さらに好ましくは８０℃以上、特に好ましくは８５℃以上）の温度が、好ましくは２時間以上、より好ましくは３時間以上持続するように、蒸気養生する。
蒸気養生を行う際の相対湿度（ＲＨ）は、特に限定されるものではないが、通常、５０〜９０％である。
上述した製造方法によって得られた廃棄物保管用容器は、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等を容器内に収容して、長期間に亘って保管しても、廃棄物保管用容器を構成するコンクリートの劣化が起こりにくいことから、放射性物質を含む焼却飛灰を保管するための容器として好適である。
[Promotion and curing process]
In this step, the kneaded product after curing in air is preferably 40° C. or higher, more preferably 45° C. or higher, further preferably 50° C. or higher, particularly preferably 60° C. or higher, preferably 2 hours or longer, more preferably This is a process of accelerated curing (steam curing, warm water curing, etc.) for 3 hours or more.
In addition, in this process, even if the concrete that constitutes the waste storage container is contacted with a waste containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time, deterioration is more difficult to occur. At the center point in the thickness direction of the wall portion constituting the storage container, the temperature of 70°C or higher (more preferably 75°C or higher, further preferably 80°C or higher, particularly preferably 85°C or higher) is preferably 2 hours or longer. , And more preferably, steam curing is continued for 3 hours or more.
The relative humidity (RH) at the time of performing steam curing is not particularly limited, but is usually 50 to 90%.
The waste storage container obtained by the above-described manufacturing method constitutes a waste storage container even if the waste containing a large amount of soluble chlorine is stored in the container and stored for a long period of time. Since deterioration of concrete is unlikely to occur, it is suitable as a container for storing incineration fly ash containing radioactive substances.
［４．廃棄物保管用容器の実施形態例］
以下、廃棄物保管用容器の一例について、図１〜２を参照にしながら説明する。
図１〜２中、本発明の粉体状セメント組成物を含むコンクリートからなる容器１は、上部に開口部を有するコンクリート製の本体２と、本体２の上に載置することができる蓋３からなる。なお、容器１（本体２及び蓋３）は、強度の観点から、通常、鉄筋コンクリート製である。
本体２は、矩形の板状の底壁５と、底壁５の周縁から上方に鉛直に延びる側壁４とからなる。蓋３は、容器の密閉性を高める観点から、本体２に嵌合させるための凹部又は凸部を有していてもよい。
容器１を構成する壁部の厚みは、強度や放射線の遮蔽率を高める観点から、好ましくは５０ｍｍ以上、より好ましくは８０ｍｍ以上、特に好ましくは１００ｍｍ以上である。該厚みの上限は特に限定されるものではないが、容器１の質量が必要以上に大きくなりかつ容器１の内容積が小さくなることを防ぐ観点から、好ましくは３００ｍｍ、より好ましくは２５０ｍｍ、特に好ましくは２００ｍｍである。
なお、本明細書中、「壁部」には、図１〜２に示す容器１中の側壁４、底壁５および蓋３が含まれるものとする。
[4. Embodiment Example of Waste Storage Container]
Hereinafter, an example of the waste storage container will be described with reference to FIGS.
1 and 2, a
The
The thickness of the wall portion forming the
In addition, in this specification, the "wall part" shall include the
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［使用材料］
（１）普通ポルトランドセメント；太平洋セメント社製、密度：３．１６ｇ／ｃｍ３
（２）フライアッシュ；「ＪＩＳ Ａ ６２０１（コンクリート用フライアッシュ）」で規定するフライアッシュＩＩ種、密度：２．２６ｇ／ｃｍ３、ブレーン比表面積：３，７３０ｃｍ２／ｇ
（３）石灰系膨張材；太平洋マテリアル社製、商品名「太平洋Ｎ−ＥＸ」（鉱物組成：ＣａＳＯ4：８．８％、ＣａＯ：５２％、Ｃａ（ＯＨ）2：７．７％、Ｃ3Ｓ：１５％、Ｃ2Ｓ：１２％、Ｃ4ＡＦ：３．５％、ＣａＣＯ3：１．１％）、密度：３．１９ｇ／ｃｍ３
（４）細骨材；砕砂、茨城県桜川産、表乾密度：２．６２ｇ／ｃｍ３
（５）粗骨材；砕石２００５、茨城県桜川産、表乾密度：２．６４ｇ／ｃｍ３
（６）高性能減水剤Ａ；ナフタレン系高性能減水剤、ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「レオフィニッシュＮＬ１４４０」
（７）高性能減水剤Ｂ；ポリカルボン酸系高性能減水剤、ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「レオビルド８０００ＳＭ」
（８）焼却飛灰（セメント固化処理を行っていないもの）；密度：２．２２ｇ／ｃｍ３、湿分：１８．６％、Ｃｌ含有率：２１．９質量％（ＮａＣｌ：１０．２質量％、ＫＣｌ：８．５４質量％、ＣａＣｌ２：１２．９質量％）
（９）空気量調整剤；ＢＡＳＦジャパン社製、商品名「マイクロエア２０２」
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Materials used]
(1) Ordinary Portland cement; manufactured by Taiheiyo Cement Co., density: 3.16 g/cm 3.
(2) Fly ash; fly ash type II specified in “JIS A 6201 (fly ash for concrete)”, density: 2.26 g/cm 3 , brane specific surface area: 3,730 cm 2 /g
(3) lime expandable material; Pacific Ocean Material Co., Ltd., trade name "Pacific Ocean N-EX" (mineral composition: CaSO 4: 8.8%, CaO : 52%, Ca (OH) 2: 7.7%, C 3 S: 15%, C 2 S: 12%, C 4 AF: 3.5%, CaCO 3 : 1.1%), density: 3.19 g/cm 3.
(4) Fine aggregate; crushed sand, Sakuragawa, Ibaraki Prefecture, surface dry density: 2.62 g/cm 3
(5) Coarse aggregate: Crushed stone 2005, Sakuragawa, Ibaraki, Surface dry density: 2.64 g/cm 3.
(6) High-performance water-reducing agent A; naphthalene-based high-performance water-reducing agent, manufactured by BASF Japan Ltd., trade name "Reo Finish NL1440"
(7) High-performance water-reducing agent B; polycarboxylic acid-based high-performance water-reducing agent, manufactured by BASF Japan Ltd., product name "Reobuild 8000SM"
(8) Incinerated fly ash (those not subjected to cement solidification treatment); Density: 2.22 g/cm 3 , moisture content: 18.6%, Cl content rate: 21.9 mass% (NaCl: 10.2 mass) %, KCl: 8.54% by mass, CaCl 2 : 12.9% by mass)
(9) Air amount regulator: BASF Japan Ltd., trade name “Micro Air 202”
［実施例１］
恒温室（２０℃、相対湿度：８０％）内において、容量が１．２ｍ３である強制２軸型ミキサを用いて、上記材料を表１に示す配合で混練した。なお、表１中、括弧内の数値は、普通ポルトランドセメントの量を１００質量部とした場合における質量部である。
具体的には、普通ポルトランドセメント、フライアッシュ、石灰系膨張材、細骨材、粗骨材をミキサに投入して、３０秒間空練りを行った後、水、減水剤を投入して、９０秒間混練を行った。
得られたコンクリート（混練物）のフレッシュ性状（スランプ、空気量、温度）、及び圧縮強度を、以下の測定方法によって測定した。
（１）スランプ；「ＪＩＳ Ａ １１０１（コンクリートのスランプ試験方法）」に準拠して、コンクリートのスランプを測定した。
（２）空気量；「ＪＩＳ Ａ １１２８（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法−空気室圧力方法）」に準拠して、コンクリートの空気量を測定した。
（３）温度；「ＪＩＳ Ａ １１５６（フレッシュコンクリートの温度測定方法）」に準拠して、コンクリートの温度を測定した。
（４）圧縮強度；「ＪＩＳ Ａ １１０８（コンクリートの圧縮試験方法）」に準拠して、コンクリートの圧縮強度を測定した。なお、圧縮強度測定用のコンクリート供試体は、該供試体の中心点の温度が、後述する廃棄物保管用容器の壁部の厚み方向の中心点の温度履歴とほぼ同じとなるように養生した。
結果を表２に示す。
[Example 1]
In a thermostatic chamber (20° C., relative humidity: 80%), the above materials were kneaded in the composition shown in Table 1 using a forced biaxial mixer having a capacity of 1.2 m 3 . In Table 1, the values in parentheses are parts by mass when the amount of ordinary Portland cement is 100 parts by mass.
Specifically, ordinary Portland cement, fly ash, lime-based expansive material, fine aggregate and coarse aggregate are put into a mixer, and after kneading for 30 seconds, water and a water-reducing agent are added to make 90 Kneading was performed for a second.
The fresh properties (slump, air content, temperature) and compressive strength of the obtained concrete (kneaded material) were measured by the following measuring methods.
(1) Slump: Concrete slump was measured in accordance with "JIS A 1101 (concrete slump test method)".
(2) Air content: The air content of the concrete was measured in accordance with "JIS A 1128 (Test method by pressure of air content of fresh concrete-Air chamber pressure method)".
(3) Temperature: The temperature of the concrete was measured according to "JIS A 1156 (Method for measuring temperature of fresh concrete)".
(4) Compressive strength: The compressive strength of concrete was measured according to "JIS A 1108 (concrete compression test method)". The concrete sample for compressive strength measurement was aged so that the temperature of the center point of the sample was almost the same as the temperature history of the center point in the thickness direction of the wall portion of the waste storage container described later. ..
The results are shown in Table 2.
混練後、得られたコンクリートを型枠に打設した後、２０℃の条件下で４時間、気中養生を行った。次いで、２時間１５分かけて６５℃まで昇温し、次いで６５℃を３時間保持し、その後、９時間かけて２０℃まで降温するように温度をコントロールして蒸気養生を行った。２０℃に降温後、温度を２０℃に保ったまま、２４時間静置した後、脱型を行い、壁部（側壁４、底壁５、蓋３）の厚みが１００ｍｍである、縦１．５ｍ×横１．５ｍ×高さ１．２ｍ（外寸）の廃棄物保管用容器１、及びコンクリート供試体（３０×３０×５ｃｍの平板２枚）を得た。
容器１の養生においては、容器１を構成する壁部の厚み方向の中心点における温度を測定する目的で、側壁４の一面に熱電対を埋め込み、上記中心点における温度を測定した。その結果、蒸気養生において、容器１を構成する壁部の厚み方向の中心点における最高温度は、９５℃であった。また、蒸気養生の際、上記中心点における温度が７０℃以上を保持している時間は、３時間以上であった。
また、容器１と同様に、コンクリート供試体（３０×３０×５ｃｍの平板２枚）の各々に熱電対を埋め込み、供試体の中心点における温度を測定した。その結果、コンクリート供試体（平板）の２枚のいずれについても、該供試体の厚み方向の中心点の最高温度は、８５℃未満であった。
After the kneading, the obtained concrete was poured into a mold and then cured in air at 20° C. for 4 hours. Next, the temperature was controlled so that the temperature was raised to 65° C. over 2 hours and 15 minutes, then held at 65° C. for 3 hours, and then lowered to 20° C. over 9 hours to perform steam curing. After the temperature was lowered to 20° C., the temperature was kept at 20° C., the mixture was allowed to stand for 24 hours, and then the mold was removed, and the thickness of the wall portion (
In the curing of the
Further, similarly to the
水と上記焼却飛灰を、水と焼却飛灰の比（水／乾燥状態の焼却飛灰の質量比）が０．５となる配合割合で、容量が５０リットルであるモルタルミキサに投入した。さらに、市販の融雪剤（塩化カルシウム２水塩）を、ＣａＣｌ2（融雪剤中の塩化カルシウム；水を含まないもの）と焼却飛灰の比（ＣａＣｌ2／乾燥状態の焼却飛灰の質量比）が０．２となる量で添加して、混練を行い、ペースト状の湿潤飛灰を得た。
なお、一般廃棄物処分場（ストーカー炉の場合）で排出される焼却飛灰の平均的なＣａＣｌ２の含有率は、２０質量％程度である。
Water and the incinerated fly ash were added to a mortar mixer having a volume of 50 liters at a compounding ratio such that the ratio of water to incinerator fly ash (water/dry incinerator fly ash mass ratio) was 0.5. Furthermore, commercial snow melting agent (calcium chloride dihydrate), CaCl 2 (calcium chloride in snow-melting agent; containing no water) and the mass ratio of the incineration fly ash ratio of incineration fly ash (CaCl 2 / dry ) Was added in an amount of 0.2, and kneading was performed to obtain a paste-like wet fly ash.
The average content of CaCl 2 in incinerated fly ash discharged at a general waste disposal site (in the case of a stalker furnace) is about 20% by mass.
［コンクリートの耐久試験］
（１）廃棄物保管用容器の透気係数及びコンクリート抵抗値の測定
得られた湿潤飛灰を、容器１内に、底壁５の上面からの高さが７０ｃｍになるまで投入した後、蓋３を閉じて密閉し、雨が当たらない屋内で保管した。湿潤飛灰の投入前の時点、投入から３９日後の時点、投入から１１７日後の時点、及び投入から３７０日後の時点の各々における、側壁４の外側の表面部分の透気係数およびコンクリート抵抗値を、トレント法による透気試験を用いて測定した。
測定は、容器１を構成する４つの側壁４のうち、３つの側壁については、外側の表面の略中央部分において行った。残り１つの側壁については、該側壁の外側の表面部分の上端から下方に１８５ｍｍの地点、５１０ｍｍの地点、８３５ｍｍの地点の各々において行った。
側壁４の６カ所において得られた透気係数及びコンクリート抵抗値の平均値を表３に示す。
なお、透気係数が小さいほど、コンクリートが緻密であることを意味する。また、コンクリート抵抗値が大きいほど、コンクリートの含水率が小さいことを意味する。コンクリートが緻密であり、かつ、コンクリートの含水率が小さい場合、可溶性塩素がコンクリートの内部に浸透しにくいため、コンクリートの劣化が起こりにくい。
また、投入から１１７日後の時点における、側壁４の内壁面の外観を観察したところ、湿潤飛灰と接触していた部分も含めて、側壁４を構成するコンクリートに劣化は見られなかった。
[Concrete durability test]
(1) Measurement of air permeability coefficient and concrete resistance value of waste storage container The obtained wet fly ash was put into the
The measurement was performed at about the center of the outer surface of three
Table 3 shows the average values of the air permeability coefficient and the concrete resistance value obtained at the six positions on the
Note that the smaller the air permeability coefficient, the denser the concrete. Further, the larger the concrete resistance value, the smaller the water content of the concrete. When the concrete is dense and the water content of the concrete is small, the soluble chlorine hardly penetrates into the concrete, so that the deterioration of the concrete hardly occurs.
In addition, when the appearance of the inner wall surface of the
（２）廃棄物保管用容器のＣｌ浸透深さ及び劣化深さの測定
透気係数等の測定に使用した廃棄物用保管容器１を室内に保管してから１年後、側壁４の内表面（容器１の内側の面）の、底壁５の上面からの高さが４０ｃｍである、湿潤飛灰に接触している部分から、側壁４の外表面に向かって、コアの軸が側壁４の厚み方向となるようにしてφ１００×１００ｍｍのコアを採取した。
採取したコアを、半分となるように軸方向に割裂して、割裂面に０．１Ｎの硝酸銀溶液を噴霧した。噴霧後、コアの割裂面における、側壁４の内表面（湿潤飛灰に接触している面）から、軸方向に向かって白色に変色した部分の長さ（側壁４の内表面からの深さ）を測定し、該長さをＣｌ浸透深さとした。
また、側壁４の内表面から、軸方向に向かって黒色に変色した部分の長さ（側壁４の内表面からの深さ）を測定し、該長さを劣化深さとした。
(2) Measurement of Cl permeation depth and deterioration depth of waste storage container One year after storing the
The sampled core was split in the axial direction so as to be halved, and a 0.1N silver nitrate solution was sprayed on the split surface. After spraying, on the split surface of the core, the length of the portion that has turned white from the inner surface of the side wall 4 (the surface in contact with the wet fly ash) in the axial direction (the depth from the inner surface of the
In addition, the length of the portion that turned black in the axial direction from the inner surface of the side wall 4 (depth from the inner surface of the side wall 4) was measured, and this length was taken as the deterioration depth.
（３）コンクリートのペースト部分の水酸化カルシウムの含有率の測定
透気係数等の測定に使用した廃棄物用保管容器１を室内に保管してから２８日後および１年後の各時点において、側壁４の外表面（容器１の外側の面）の、底壁５の上面からの高さが９０ｃｍである部分（側壁４の内表面において、湿潤飛灰が接触していない部分）から、側壁４の内表面に向かって、コアの軸が側壁４の厚み方向となるようにしてφ１００×５０ｍｍのコアを採取した。
採取したコアを、半分となるように軸方向に割裂して、コアの側壁４の厚み方向の略中心部分に相当する部分からモルタル片を採取した。
採取したモルタル片を、鋼鉢を用いて粗粉砕しながら、極力、細骨材を除去した後、めのう乳鉢を用いて、粗粉砕物中に残存している細骨材を、極力、砕かないように注意しながら、さらに粉砕した。得られた粉砕物を、目開き１２５μｍのふるいを用いて分級して、該ふるいを通過したものを、デシケーターを用いて、相対湿度が１１％以下である環境下で１週間保管した後、ＢＲＵＫＥＲ社製の商品名「ＴＧ−ＤＴＡ２０００ＳＲ」を用いて示差熱熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）を行い、水酸化カルシウムの脱水に起因する質量減少率Ａ（質量％）を算出した。
(3) Measurement of the content rate of calcium hydroxide in the paste portion of concrete The side wall at each time point 28 days and 1 year after the
The collected core was split in the axial direction so as to be halved, and a mortar piece was collected from a portion corresponding to a substantially central portion of the
After removing the fine aggregate as much as possible while coarsely crushing the collected mortar pieces using a steel bowl, do not crush the fine aggregate remaining in the coarsely crushed material as much as possible using an agate mortar. Further crushing, being careful. The obtained pulverized product was classified using a sieve having an opening of 125 μm, and what passed through the sieve was stored for 1 week in an environment with a relative humidity of 11% or less using a desiccator, and then, BRUKER Differential thermal analysis (TG-DTA) was performed using a trade name “TG-DTA2000SR” manufactured by the company, and a mass reduction rate A (mass %) due to dehydration of calcium hydroxide was calculated.
また、上述した目開き１２５μｍのふるいを用いて分級して得られた粉砕分級物を用いて、「セメント協会 コンクリート専門委員会報告 Ｆ−１８（硬化コンクリートの配合推定に関する共同試験報告） ３．１（３）」に準拠して、不溶残分（ｉｎｓｏｌ．）Ｂ（質量％）を測定した。
上述した式（１）と、質量減少率Ａと、不溶残分（ｉｎｓｏｌ．）Ｂから、コンクリートのペースト部分の水酸化カルシウム含有率（質量％）を算出した。結果を表４に示す。
In addition, by using the crushed and classified material obtained by classification using the above-mentioned sieve having an opening of 125 μm, “Cement Association Concrete Expert Committee Report F-18 (Joint test report on estimation of mixture of hardened concrete) 3.1 Insoluble residue (insol.) B (mass %) was measured according to (3).
The calcium hydroxide content rate (mass %) of the paste portion of the concrete was calculated from the above-mentioned formula (1), the mass reduction rate A, and the insoluble residue (insol.) B. The results are shown in Table 4.
（４）コンクリート供試体の外観観察
上述した湿潤飛灰をプラスチック容器に収容した後、コンクリート供試体（平板２枚）を該プラスチック容器内の湿潤飛灰の中に埋設した。埋設から３９日後及び１１７日後の各時点において、コンクリート供試体を取り出して、外観を観察した。その結果、３９日後の時点では、いずれの供試体（平板）においても、外観の変化は見られなかった。一方、１１７日後の時点では、いずれの供試体（平板）においても、一部に若干浮き上がりが生じていた。
(4) Observation of Appearance of Concrete Specimen After the above wet fly ash was stored in a plastic container, the concrete test specimen (two flat plates) was embedded in the wet fly ash in the plastic container. At each time point 39 days and 117 days after burying, the concrete specimen was taken out and the appearance was observed. As a result, at 39 days later, no change in appearance was observed in any of the test pieces (flat plates). On the other hand, after 117 days, in all of the test pieces (flat plates), a part of the test pieces were slightly lifted.
［実施例２］
気中養生を行った後、１時間３０分かけて５０℃まで昇温し、次いで５０℃を３時間保持し、その後、９時間かけて２０℃まで降温するように温度をコントロールして蒸気養生を行う以外は実施例１と同様にして、コンクリート（混練物）及び廃棄物保管用容器を得た。
なお、蒸気養生において、容器１を構成する壁部の厚み方向の中心点における最高温度は、５６℃であり、蒸気養生を行っている際に、上記中心点における温度が７０℃以上となることはなかった。
実施例１と同様にして、コンクリートのフレッシュ性状等を測定した。結果を表２〜４に示す。
[Example 2]
After performing air curing, raise the temperature to 50°C over 1 hour and 30 minutes, then hold 50°C for 3 hours, and then control the temperature so that the temperature decreases to 20°C over 9 hours, and steam curing A concrete (kneaded material) and a waste storage container were obtained in the same manner as in Example 1 except that the above was performed.
In the steam curing, the maximum temperature at the center point in the thickness direction of the wall portion forming the
In the same manner as in Example 1, the fresh properties of concrete and the like were measured. The results are shown in Tables 2-4.
［実施例３］
上記材料を表１に示す配合で混練して気中養生を行った後、２時間かけて６０℃まで昇温し、次いで６０℃を３時間保持し、その後、９時間かけて２０℃まで降温するように温度をコントロールして蒸気養生を行う以外は、実施例１と同様にして、コンクリート（混練物）及び廃棄物保管用容器を得た。
なお、蒸気養生において、容器１を構成する壁部の厚み方向の中心点における最高温度は、８０℃であった。また、蒸気養生の際、上記中心点における温度が７０℃以上を保持している時間は、３時間以上であった。
実施例１と同様にして、コンクリートのフレッシュ性状等を測定した。結果を表２〜４に示す。
[Example 3]
After the above materials were kneaded in the composition shown in Table 1 and cured in air, the temperature was raised to 60° C. over 2 hours, the temperature was maintained at 60° C. for 3 hours, and then the temperature was lowered to 20° C. over 9 hours. A concrete (kneaded material) and a waste storage container were obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature was controlled to perform steam curing.
In steam curing, the maximum temperature at the central point in the thickness direction of the wall portion forming the
In the same manner as in Example 1, the fresh properties of concrete and the like were measured. The results are shown in Tables 2-4.
［実施例４〜５］
上記材料を表１に示す配合で混練する以外は、実施例１と同様にして、コンクリート（混練物）及び廃棄物保管用容器を得た。
なお、蒸気養生において、容器１を構成する壁部の厚み方向の中心点における最高温度は、９５℃であった。また、蒸気養生の際、上記中心点における温度が７０℃以上を保持している時間は、３時間以上であった。
実施例１と同様にして、コンクリートのフレッシュ性状等を測定した。結果を表２〜４に示す。
[Examples 4 to 5]
A concrete (kneaded material) and a waste storage container were obtained in the same manner as in Example 1 except that the above materials were kneaded in the composition shown in Table 1.
In steam curing, the maximum temperature at the center point in the thickness direction of the wall portion forming the
In the same manner as in Example 1, the fresh properties of concrete and the like were measured. The results are shown in Tables 2-4.
［比較例１］
上記材料を表１に示す配合で混練する以外は、実施例１と同様にしてコンクリートを調製した。得られたコンクリートのフレッシュ性状（スランプ、空気量、温度）、及び圧縮強度を、実施例１と同様にして測定した。結果を表２に示す。
また、混練物として、上記コンクリートを用いる以外は、実施例１と同様にして、廃棄物保管用容器及びコンクリート供試体を製造した。
[Comparative Example 1]
Concrete was prepared in the same manner as in Example 1 except that the above materials were kneaded in the composition shown in Table 1. The fresh properties (slump, air content, temperature) and compressive strength of the obtained concrete were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
Further, a waste storage container and a concrete specimen were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the above concrete was used as the kneaded product.
［コンクリートの耐久試験］
（１）廃棄物保管用容器
上記湿潤飛灰を、容器１内に、底壁５の上面からの高さが７０ｃｍになるまで投入し、実施例１と同様にして、湿潤飛灰の投入前の時点、投入から３９日後の時点、投入から１１７日後の時点、及び投入から３７０日後の時点の各々における、側壁４の透気係数およびコンクリート抵抗値を測定した。側壁４の６カ所において得られた透気係数及びコンクリート抵抗値の平均値を表３に示す。
また、投入から１１７日後の時点における、容器１の側壁４の内壁面の外観を観察したところ、湿潤飛灰と接触していた内壁面を形成するコンクリートは、表面が浮き上がり、一部に剥離が生じていた。
また、実施例１と同様にして、廃棄物保管用容器のＣｌ浸透深さ等の測定を行った。結果を表４に示す。
[Concrete durability test]
(1) Waste Storage Container The above-mentioned wet fly ash is charged into the
In addition, when the appearance of the inner wall surface of the
Further, in the same manner as in Example 1, the Cl penetration depth of the waste storage container was measured. The results are shown in Table 4.
（２）コンクリート供試体
実施例１と同様にして、上記コンクリート供試体をプラスチック容器内の湿潤飛灰の中に埋設した。埋設から３９日後及び１１７日後の各時点において、コンクリート供試体を取り出して、外観を観察した。
埋設から３９日後のコンクリート供試体は、いずれも表面が浮き上がり、一部に剥離が生じていた。また、埋設から１１７日後のコンクリート供試体には、いずれも角欠けが生じ、また、コンクリート供試体の表層部分には激しい劣化が見られた。
湿潤飛灰の投入から１１７日後の容器１、及び、湿潤飛灰に埋設してから１１７日後のコンクリート供試体の剥離箇所のコンクリート片を採取して、粉末状にしたコンクリート片について、ＸＲＤ分析を行ったところ、ＣａＣｌ2とセメント水和物の反応によって生じる複塩（３ＣａＯ・ＣａＣｌ2・１５Ｈ2Ｏ）を検出した。
(2) Concrete Specimen In the same manner as in Example 1, the concrete specimen was embedded in wet fly ash in a plastic container. At each time point 39 days and 117 days after burying, the concrete specimen was taken out and the appearance was observed.
In each of the concrete specimens 39 days after the burying, the surface was lifted and a part of the concrete specimen was peeled off. Further, in the concrete specimens 117 days after the burying, corner chipping occurred in all of them, and severe deterioration was observed in the surface layer portion of the concrete specimens.
An XRD analysis was performed on the concrete piece powdered into the
表２〜４から、本発明のコンクリート（実施例１〜５）は、比較例１と比べて、透気係数、Ｃｌ浸透深さ及び劣化深さが小さく、かつ、コンクリート抵抗値が大きいことから、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、コンクリートの劣化が起こりにくいことがわかる。
また、実施例１〜２から、蒸気養生において、廃棄物保管用容器を構成する壁部の厚み方向の中心点において７０℃以上の温度が２時間以上持続する場合（実施例１）、中心点における温度が７０℃以上にならなかった場合（実施例２）と比べて、透気係数、Ｃｌ浸透深さ及び劣化深さが小さく、かつ、コンクリート抵抗値が大きいことから、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、コンクリートの劣化がより起こりにくいことがわかる。
また、実施例１、３〜５から、コンクリートの空気量が３．９〜５．６％の場合（実施例３〜５）、コンクリートの空気量が０．９％の場合（実施例１）と比べて、Ｃｌ浸透深さ及び劣化深さが小さいことから、可溶性塩素を大量に含む廃棄物等と長期間に亘って接触しても、コンクリートの劣化がより起こりにくいことがわかる。
また、外観について、本発明のコンクリート（実施例１）は、変化が見られないのに対して、比較例１のコンクリートは、外観の変化が見られた。このことから、比較例１のコンクリートは劣化が起きていることがわかる。さらに、比較例１のコンクリートは、複塩が生じていることから、ＣａＣｌ2とセメント水和物の反応が起きていることがわかる。
From Tables 2 to 4, the concrete (Examples 1 to 5) of the present invention has a smaller air permeability coefficient, Cl penetration depth and deterioration depth, and a larger concrete resistance value than Comparative Example 1. It can be seen that the concrete is unlikely to deteriorate even if it is contacted with a waste containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time.
Further, from Examples 1 to 2, in steam curing, when the temperature of 70° C. or higher continues for 2 hours or more at the center point in the thickness direction of the wall portion that constitutes the waste storage container (Example 1), the center point In comparison with the case where the temperature at 70° C. or higher did not reach 70° C. or higher (Example 2), a large amount of soluble chlorine was obtained because the air permeability coefficient, the Cl penetration depth and the deterioration depth were small, and the concrete resistance value was large. It can be seen that deterioration of concrete is less likely to occur even if it is in contact with contained wastes for a long time.
Further, from Examples 1, 3 to 5, when the concrete air amount is 3.9 to 5.6% (Examples 3 to 5) and concrete air amount is 0.9% (Example 1). Compared with the above, since the Cl penetration depth and the deterioration depth are small, it can be understood that the deterioration of the concrete is less likely to occur even when contacted with a waste containing a large amount of soluble chlorine for a long period of time.
Regarding the appearance, the concrete of the present invention (Example 1) showed no change, whereas the concrete of Comparative Example 1 showed a change in appearance. From this, it is understood that the concrete of Comparative Example 1 is deteriorated. Further, in the concrete of Comparative Example 1, since double salt is generated, it is understood that the reaction between CaCl 2 and the cement hydrate occurs.
１ 容器（廃棄物保管用容器）
２ 本体
３ 蓋
４ 側壁
５ 底壁
1 container (waste storage container)
2
Claims (3)
上記ポルトランドセメント、上記フライアッシュ、上記石灰系膨張材、上記細骨材、上記粗骨材、上記減水剤および上記水を混練して、混練物を得る混練工程と、
上記混練物を型枠内に収容した後、２時間以上、気中養生する気中養生工程と、
気中養生後の上記混練物を、６０℃以上で３時間以上、促進養生する促進養生工程、
を含み、
上記促進養生工程は、上記混練物を、上記廃棄物保管用容器を構成する壁部の厚み方向の中心点において７０℃以上の温度が２時間以上持続するように、蒸気養生することによって、上記促進養生を行うものであることを特徴とする廃棄物保管用容器の製造方法。 A powdery cement composition containing 100 parts by mass of Portland cement, 20 to 55 parts by mass of fly ash, and 2 to 8 parts by mass of a lime-based expansive material , a fine aggregate, a coarse aggregate, a water reducing agent, and water. The concrete containing water, the ratio of the water to the powdery cement composition (water/powdered cement composition) is 0.25 to 0.35, and the amount of air is 2.5 to 8.0. % Of the concrete, the method for producing a waste storage container in which the thickness of the wall constituting the waste storage container is 50 mm or more,
A kneading step of kneading the Portland cement, the fly ash, the lime-based expansive material, the fine aggregate, the coarse aggregate, the water reducing agent and the water to obtain a kneaded product,
An aerial curing step of curing in air for 2 hours or more after housing the kneaded product in a mold;
An accelerated curing step in which the above kneaded product after curing in air is cured at 60° C. or higher for 3 hours or longer;
Including
In the accelerated curing step, the kneaded material is steam-cured so that a temperature of 70° C. or higher is maintained for 2 hours or longer at the center point in the thickness direction of the wall portion that constitutes the waste storage container. A method for manufacturing a waste storage container, which is characterized by performing accelerated curing .
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