JPH0656494A

JPH0656494A - 核種吸着セメント組成物

Info

Publication number: JPH0656494A
Application number: JP4216197A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Nagaoka; 誠一長岡; Kyozo Toda; 恭三戸田
Original assignee: Osaka Cement Co Ltd; IHI Corp
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd; IHI Corp
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1992-08-13
Publication date: 1994-03-01

Abstract

(57)【要約】【目的】透水率が低く、放射性核種や有害化合物を吸
着して保持し、これらの廃棄物の漏れを防止する核種吸
着セメント組成物の提供。【構成】結合剤３０〜５０重量％、流動化剤３〜１０
重量％、骨剤３５〜５５重量％、減水剤０．５〜３重量
％、ゼオライト３〜１５重量％を含む核種吸着セメント
組成物。【効果】水密性が良好で固化体中への透水が少ない。
また、放射性核種などの廃棄物をゼオライトが吸着した
状態で保持できるとともに、万一地下水が浸透しても、
溶解した廃棄物を吸着して流出を防ぐことにより、処分
場からの廃棄物の流出を完全に防ぐことができる。ま
た、廃棄物を固化したセメント固化体を多数本埋設する
場合、このセメント組成物で廃棄物流出防止バリヤを形
成して保管設備を簡略化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力工業からの放射
性廃棄物や一般工業からの有害化合物などの廃棄物をセ
メントで固化して処分する場合に使用されるセメントに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、放射性廃棄物や有害廃棄物などを
処分する方法として、コンクリートを用いて廃棄物を固
化安定化させる方法が知られている。図１は、廃棄物を
セメントで固化して処分する廃棄物処理法の一例を示す
もので、ドラム缶などの大型容器１に、廃棄物２を均質
に混ぜたセメント３を入れて固化し、廃棄物含有セメン
ト固化体４を形成する方法である。このセメント固化体
４は、放射性廃液や有害廃液などの液体や粉末状、粒
状、レジン等の廃棄物を固化処理するのに用いられる。

【０００３】また、図２は、同じく廃棄物処理法の他の
例を示すもので、この例は、水密コンクリート５で内張
りした大型容器１内に、塊状の廃棄物６を入れ、さらに
一般コンクリート７を流し込んでセメント固化体８を形
成する方法である。このセメント固化体４は、金属片や
コンクリート塊などの塊状廃棄物の固化処理に用いられ
る。なお、水密コンクリート５としては、レジンコンク
リート、樹脂含浸コンクリート、シリカヒュームコンク
リートなどが用いられている。

【０００４】図３は、図１，２に示したセメント固化体
４，８を多数本埋設して処分するための保管設備の一例
として、低レベル放射性廃棄物保管設備を例示するもの
である。この設備は、地面に穴をあけ、岩盤上に鉄筋コ
ンクリートピット９を設け、このピット９内に多数のセ
メント固化体４，８を入れ、これをセメント系充填材１
０で固め、さらにピット９の周囲に水密性の高いベント
ナイト混合土１１を入れ、これらの上部を覆土１２して
構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなセメント固化体４，８は、地中に埋設して長期に亘
り地下水にさらされると、地下水が固化体内部に浸透
し、水に溶解した廃棄物が処分場から流出するおそれが
ある。万一廃棄物が流出するようであれば、地下水系を
通して生物圏を汚染させることになる。このような問題
に対処するためには、セメント固化体と地中の間に水の
浸透を防止するバリヤ（図３の例ではベントナイト混合
土など）を設ける必要があるが、通常の材料ではかなり
の厚さのバリヤが必要となり、保管設備が大規模化して
しまう問題があった。本発明は上記事情に鑑みてなされ
たもので、透水率が低く、放射性核種や有害化合物を吸
着して保持し、これらの廃棄物の漏れを防止する核種吸
着セメント組成物の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、結合材３０〜
５０重量％、混和材３〜１０重量％、骨材３５〜５５重
量％、減水剤０．５〜３重量％、ゼオライト３〜１５重
量％を含む核種吸着セメント組成物によって上記課題を
解消した。

【０００７】

【作用】本発明の核種吸着セメント組成物は、水密性が
良好であり一般コンクリートに比べてコンクリート中へ
の透水が少ない。また、ゼオライトを配合したので、放
射性核種などの廃棄物をゼオライトが吸着した状態で保
持できるとともに、処分後に地下水が浸透しても、溶解
した廃棄物を吸着して流出を防ぐことにより、処分場か
らの廃棄物の流出を完全に防止される。

【０００８】以下、本発明の核種吸着セメント組成物を
詳細に説明する。本発明の核種吸着セメント組成物は、
結合材３０〜５０重量％、混和材３〜１０重量％、骨材
３５〜５５重量％、減水剤０．５〜３重量％、ゼオライ
ト３〜１５重量％を含むものである。

【０００９】結合材としては水硬性無機材が使用され、
一般にはポルトランドセメントが使用される。この結合
材の配合量は３０〜５０重量％とされる。結合材の配合
量が３０重量％より少ないと、固化体の結合強度が低下
してしまう。また結合材の配合量が５０重量％より多い
と、固化体の収縮率が大きくなるので好ましくない。

【００１０】混和材は、加水混和したセメントの流動性
向上、ポゾラン反応の促進及び水密性の向上を目的とし
て添加されるものであって、フライアッシュ、高炉水滓
粉末等の微粉末材料が用いられる。この混和材の配合量
が３重量％より少ないと、流動性向上、ポゾラン反応促
進及び水密性向上の効果が充分に得られなくなる。また
混和材の配合量が１０重量％より多いと、固化体の強度
低下を招き好ましくない。

【００１１】骨材は、水硬性無機材（結合材）の配合量
を低減させるためと固化体の収縮率を少なくするための
ものであって、川砂、砂利、シャモット粒等が用いられ
る。骨材の配合量が３５重量％より少ないと、結合材の
配合量が多くなって固化体の収縮率が大きくなり好まし
くない。また骨材の配合量が５５重量％より多いと、結
合材の配合量が少なくなって固化体の強度低下を招いて
しまう。

【００１２】減水剤としては、高級アルコールのスルホ
ン酸塩、アルキルスルホン酸塩等の分散剤が用いられ
る。減水剤の配合量が０．５重量％よりも少ないと、セ
メントの分散性、減水性が悪くなる。また減水剤の配合
量を３重量％以上としても分散性、減水性の向上効果が
頭打ちとなる一方、セメント組成物のコストが高くなっ
てしまう。

【００１３】ゼオライトは、廃棄物中に含まれる放射性
核種や有害化合物を吸着して保持することを目的として
添加され、リンデＡ型ゼオライト、合成・天然モルデナ
イト、シャバサイト、ホージャサイトなどの内から１種
あるいは複数種類を混合して用いることができる。この
ゼオライトの配合量が３重量％よりも少ないと、放射性
核種や有害化合物の吸着保持力が充分に得られなくな
る。またゼオライトの配合量が１５重量％より多いと、
固化体の強度低下を招いてしまう。

【００１４】これらを配合した核種吸着セメント組成物
１３は、適量の水あるいは廃液を加えて混合し、その中
に廃棄物を混ぜてドラム缶などの大型容器１に流し込
み、固化させ、図１に示すようなセメント固化体１４を
形成する。また、図２に示すように、大型容器１に核種
吸着セメント組成物１３を内張りし、塊状の廃棄物６を
入れ、さらに核種吸着セメント組成物１３を流し込んで
固化させることによりセメント固化体１５を形成する。

【００１５】また上記セメント固化体１４，１５を多数
本埋設して処分するには、図３に示すような保管設備が
用いられる。この保管設備では、コンクリート固化体１
４，１５に核種吸着セメント組成物１３を用いたことに
より、廃棄物の漏れを長期に亘り防ぐことができるが、
さらに安全性を向上させるための方法として、次の手段
を採用することもできる。セメント系充填材１０の代わりに核種吸着セメント組
成物を使用する。鉄筋コンクリートピット９の周囲に核種吸着セメント
層を設け、その外側にベントナイト層１１を設ける。鉄筋コンクリートピット９自体を核種吸着セメント組
成物で作る。

【００１６】この核種吸着セメント組成物は、結合材３
０〜５０重量％、混和材３〜１０重量％、骨材３５〜５
５重量％、減水剤０．５〜３重量％、ゼオライト３〜１
５重量％を含み、水密性が良好であり一般コンクリート
に比べて固化体中への透水が少ない。また、ゼオライト
を配合したので、放射性核種などの廃棄物をゼオライト
が吸着した状態で保持できるとともに、処分後に地下水
が浸透しても、溶解した廃棄物を吸着して流出を防ぐこ
とにより、処分場からの廃棄物の流出を完全に防ぐこと
ができる。また、廃棄物を固化したセメント固化体を多
数本埋設する場合、核種吸着セメント組成物で廃棄物流
失防止バリヤを形成することにより保管設備を簡略化で
きる。

【００１７】

【実施例】本発明の核種吸着セメント組成物の性能評価
のために、一般セメントと比較して、曲げ・圧縮強度、
透水・吸水試験、放射性核種吸着性を調べた。本発明に
係わる核種吸着セメントモルタルとして表１に示す実施
例１，２を作製した。

【００１８】

【表１】

【００１９】また、比較のために表２に示す組成の一般
セメントモルタルを作製した。

【００２０】

【表２】

【００２１】各セメント固化体の曲げ・圧縮強度を測定
した。その結果を表３に示す。

【００２２】

【表３】

【００２３】表３から明らかなように、本発明に係わる
核種吸着セメントモルタルは、一般セメントモルタルと
同等の曲げ・圧縮強度が得られる。

【００２４】表４に、JIS A 6203 （セメント系ポリマ
ーディスパージョン）により求めた各セメント固化体の
透水率を、また表５には同じく吸水率を示す。

【００２５】

【表４】

【００２６】

【表５】

【００２７】表４から明らかなように、本発明に係わる
核種吸着セメント固化体は、一般セメント固化体の半分
以下の透水量であった。また、吸水率については、核種
吸着セメント固化体と一般セメント固化体の差は見られ
ない。

【００２８】表６に、ＨＯＴ核種（¹³⁷Ｃｓ、⁸⁵Ｓｒの
塩化物を使用。）溶液を用いて各セメント固化体の放射
性核種吸着性の測定結果を示す。なお、表６中の分配係
数ｋｄ＝（セメントに吸着された放射能Ci/g）／（溶液
中に残った放射能Ci/ml）で示した。

【００２９】

【表６】

【００３０】表６から明らかなように、本発明に係わる
核種吸着セメント組成物は、ゼオライトを配合していな
い一般セメントに比べ、高い放射性核種吸着性能を有し
ている。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の核種吸着
セメント組成物は、結合材３０〜５０重量％、混和材３
〜１０重量％、骨材３５〜５５重量％、減水剤０．５〜
３重量％、ゼオライト３〜１５重量％を含み、水密性が
良好である。また、ゼオライトを配合したので、放射性
核種などの廃棄物をゼオライトが吸着した状態で保持で
きるとともに、処分後に地下水が浸透しても、溶解した
廃棄物を吸着して流出が防止できるので、処分場からの
廃棄物の流出を完全に防ぐことができる。また、廃棄物
を固化したセメント固化体を多数本埋設する場合、核種
吸着セメント組成物でバリヤを形成することにより廃棄
物保管設備を簡略化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃棄物をセメント固化して処分するためのセメ
ント固化体の一例を示す断面図である。

【図２】同セメント固化体の他の例を示す断面図であ
る。

【図３】セメント固化体を多数本埋設するための保管設
備の概要を示す断面図である。

【符号の説明】

２，６廃棄物１３核種吸着セメント固化体１４，１５セメント固化体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 14:04）Ｚ 2102−4Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結合材３０〜５０重量％、混和材３〜１
０重量％、骨材３５〜５５重量％、減水剤０．５〜３重
量％、ゼオライト３〜１５重量％を含む核種吸着セメン
ト組成物組成物。