JPS6332399A - 放射性廃棄物等の処理処分容器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射性廃棄物及び重金属スラッジ等の有害物
質の処理処分容器及びその製造方法に関するものである
。

更に詳細には、本発明は、原子力発電所や原子力研究所
などの原子力事業所や、医療関係で用いられる放射線源
で発生する中、低レベル放射性廃棄物並びに化学工場等
で発生するを害物を含む汚泥、メソキ工場から発生する
メンキスラッジ、重金属スラッジ等の処理処分容器及び
その製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、原子力発電所で発生する中、低レベル放射性廃棄
物は、鋼製ドラム缶ないし鋼製ドラム缶を外殻として樹
脂を含浸させたコンクリートを内殻とする容器に収納し
、セメント或いはアスファルト等で固化する方法や、ド
ラム缶をそのまま用いて、セメント或いはアスファルト
等で固化する方法、及び単なるコンクリート製容器に同
様に固化する方法等が発表されている。

これら中、低レベル放射性廃棄物や重金属スラッジ等の
処理用容器に鋼製ドラム缶が用いられている理由は、大
きさや価格が手頃で市場に出回ってそいるため入手し易
く、各種の荷投機械があることにより、取扱が比較的容
易であることによる。

周知のように、放射性廃棄物はコバルト６０などの放射
性物質を含んでおり、ある以上のレベルの放射能は人体
や周辺環境に有害であるし、放射性物質はそれぞれの核
種によって半減期が異なり、人体や周辺環境に安全上支
承のない放射能レベルまで減衰するまでの期間、安全に
隔離、保管する必要がある。

そのためには、安全上支障のないレベルまで減衰するに
要する期間はおおよそ１００年程度と言われている。従
って中、低レベル放射性廃棄物を安全に隔離、保管する
には１００年程度の耐久性を有する容器が必要である。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、現在用いられている鋼製ドラム缶は、鋼十反の
厚さが１　、２ｍｍ〜１６ｍｍと薄く腐食によって１０
０年の長期間の耐久性は全くなく、また深海への投棄、
いわゆる海洋処分を行うとすれば、海水の塩分による腐
食は大きく、銅製ドラム缶容器は全（不向きである。又
処理処分容器には、輸送中や取扱い時の衝撃に対する耐
衝撃性、保管中の火災等に対する耐火性、深海の水圧に
対する耐高水圧性、放射性物質の漏洩防止のための不透
水性が必要である。

従って、従来の鋼製ドラム缶の内面にコンクリートを打
設し、コンクリートに樹脂を含浸させた容器や、通常の
セメントに補強材を添加した特開昭５９−８５９９９号
公報発明の如きコンクリート容器では、前者にあっては
高温になると溶融して強度が低下し、耐火性、耐熱性に
乏しい欠点がある。

また、後者にあっては、深海の高水圧（６００ｋｇ・ｆ
／ｃｍ２程度）に耐える高強度と曲げ、及び引張応力、
耐衝撃性が充分得られないことと、漏洩防止のための不
透水性に乏しい欠点を有している。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、シ
リカヒユーム及び補強材を含有する張緻密なコンクリー
トより構成された不透水性、耐火性、耐衝撃性及び１０
００ｋｇ・ｆ／ｃｍ”以上を持つ超高強度コンクリート
製容器ないし該コンクリート製容器が金属製容器からな
る外殻と一体となす放射性廃棄物等の処理処分容器及び
その製造方法にある。これによって本発明は、耐腐食性
、耐火性及び耐高水圧に優れた放射性廃棄物等の処理処
分容器を提供せんとするものである。

以下本発明について説明すると、本発明の最大の特徴は
、セメントにシリカヒユーム（以下ＳＦと言う）を添加
することにある。

このＳＦを普通のセメントコンクリートに添加すると、
セメントの水和によって生ずる水酸化カルシウムとポヅ
ラン活性の高いＳＦが反応し、セメントのみで生成する
場合以外のカルシウムシリケート化合物を生成すること
＼、セメント粒子間に粒子径の小さいＳＦが入り込み、
微粒子の充填効果が生ずることによって、緻密で強固な
組織となる。よって極めて高い強度と不透水性が得られ
る。すなわち、樹脂含浸コンクリートとは比較にならな
い程高＜　、１０００ｋｇ・ｆ／ｃｍ２以上の高強度が
得られるものである。更に補強材として、ガラス繊維１
銅繊維１鉄筋等を混入することによって耐衝撃性の向上
と、耐高木圧の補強に役立つものである。

このＳＦを添加したコンクリート（以下ＳＦコンクリー
トと言う）からなる容器、ないしこのＳＦコンクリート
製容器を、金属製容器である耐蝕性保護のための防蝕被
覆した銅製ドラム缶などからなる外殻と一体に構成され
た放射性廃棄物等の処理処分容器をなすものである。

次に、その製造方法を第１図に示す工程図に基づいて説
明する。

先ず型枠を清掃し、離型剤を塗布した後組立てるのであ
るが、外殻にドラム缶を用いた容器を製造する場合には
、ドラム缶内に内型枠を設置した後組立てる。

次に、セメント、シリカヒユーム、骨材、補強材を予め
計量し、特に骨材にあっては表面水を測定し水量を補正
した後、ミキサーに投入し空練りを行う。

引続き、水及び減水剤をミキサーに投入し本線りを行う
。この場合に、ＳＦコンクリートは不遇水性、高強度、
耐火性が得られる反面、粘性が高く、ワーカビリティの
低下と、超緻密、高強度を得るための原材料の品質、管
理、混練や養生等の製造技術の面で従来のセメントコン
クリートとは異った方法が必要とされる。

その第１は、硬化に必要な水の量以上は加えないこと、
すなわち、硬化に必要な水の量を加えるのみで、過剰な
余剰水を与えることは好ましくない。このため、減水剤
を添加することにより水の量を最小にして高強度と良好
なワーカビリチーを得ようとするものである。

本線りが完了すると、次は型枠にＳＦコンクリートを打
設する。コンクリートの混練、打設時に混入する空気は
、締固めを十分に行わないと気泡としてコンクリート中
に残る。前述のようにＳＦコンクリートは水量を抑える
こともあって、粘性が高く、気泡が抜けにくい。そこで
振動締固め及び遠心締固めを行うことにより気泡を抜く
方法が採られている。

一般に振動締固めでは、振動周波数が高くなるにつれて
気泡は抜は易（なり、ある周波数以上では逆に抜けにく
くなる。ＳＦコンクリートの振動締固めでは、ａｏｏｏ
〜９ＱＯＯＨ２付近で最も気泡の抜けが良くて強度も大
きい。これに対し、６０００Ｈｚ以下及び１００００Ｈ
ｚ以上の周波数では気泡も抜けにくく強度も小さい。従
って、ＳＦコンクリートの振動締固めでは、約６，００
０〜１０．０ＯＯＨｚの範囲内での振動周波数を用いる
と気泡の抜けが良く又、粒径の微細化がなされる。又遠
心力を利用した遠心締固めを行う場合には、約１００以
上の遠心力を与えると効果がある。

このように、シリカヒユームの添加、過剰な余剰水を出
来る限り与えないで蒸発による水分の喪失を防ぎ、気泡
の除去に有効な振動周波数帯にて振動締固めを行う、又
は遠心力を利用して遠心締固めを行い、超緻密なＳＦコ
ンクリートを得ることができる。すなわち、緻密なコン
クリートを得るためには、内部空隙の少ないコンクリー
トを得ることであり、言い換えれば、気泡の少ないコン
クリートを得ることである。

コンクリート中の気泡は、余剰水の蒸発によって生ずる
もの、或いは振動、遠心力による締固めが不十分である
ために、混錬時及び打設時に混入して生ずる。気泡の存
在する部位は、いわゆる断面欠損となり強度が低下する
のである。したがって、硬化に必要のない余剰水を出来
るだけ与えないよう、Ｗ／Ｃを１５〜３５％に抑えるこ
とにより、余剰水の蒸発による気泡の発生を防ぐことが
必要である。

締固めた後、打設面をコテ等により仕上げを行い、表面
を平滑にした後蒸気養生を行ない、養生後説型する。ま
た脱型後に水中養生、温水養生。

高温高圧蒸気養生等を行っても良い。

第２図、第３図は得られた製品の（イ）は全体斜視図、
（ロ）はその断面図であり、第２図中１は製品本体、２
はＳＦコンクリートの蓋、３は本体１と蓋２とをエポキ
シ等接着剤で溶着された部分を示す。又第３図中４は鋼
製ドラム缶で、該鋼製ドラム缶４を外殻とした容器の内
側に、ＳＦコンクリート本体１を収納し、一体に構成し
た容器である。第４図は、更に別の実施例であり、図中
５は鉄筋で、Ｍ２の部分をＳＦコンクリートで後打ちし
たものである。

（実施例） セメント　・・・・・・・　　　４００ｋｇシリカヒユ
ーム・・・・・　　　８０に＋ｒ骨材（砂、砂利）・・
・・　　１７９４ｋｇ鋼繊維　・・・・・・・・　　　
１５６ｋｇ水　　・　・　・　・　・　・　・　・　・
　　　　１１０ｋｇ減水剤（マイティー１５０）・　　
　１２ｋｇを配し、ミキサーにより混練し、これを外型
枠と内型枠中に流し込んだ後、振動成型を行い、２時間
放置後６０℃３時間蒸気養生を施した。

その後脱型して円筒型ＳＦコンクリートを取出した。コ
ンクリートの平均肉厚３０ｍｍであった。

この供試体についての外圧試験を行った結果、　４゜１
２００ｋｇ−ｆ／ｃｍ”であり、また１、５ｍからの水
平落下試験を行った。その結果は、水漏れや、破壊、落
下衝撃によるクランクの発生や蓋のシール用部分のはず
れは全く生じなかった。

（作用・効果） 以上詳述したように、放射性廃棄物及び重金属スラッジ
等存害物質を含む廃棄物の処理処分容器として、コンク
リートの性能を生かし放射線の遮蔽効果は高く、又シリ
カヒユームを添加することによって極めて緻密な構造か
ら不透水性、耐火性に極めて優れ、更にはガラス繊維、
銅繊維等の混入によって耐衝撃性の向上を図り、且つＳ
Ｆコンクリートの持つ高強度、耐高水圧が顕著に高く、
外殻にドラム缶を用いる場合には、ドラム缶用の荷投機
械が使用出来、既存の処理設備を利用する顕著な効果が
得られるものである。

よって安全性の高い放射性廃棄物の収納が可能となるな
ど、その実用性と有用性は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造工程図、第２図及び第３図は本発
明により得られた製品を示し、（イ）は全体斜視図、　
（ロ）はその縦断面図、第４図は他の実施例の製品の縦
断面図である。 １・・本体、　　２・・ＳＦコンクリート蓋、３・・接
着部、　４・・鋼製ドラム缶からなる外殻、　５・・鉄
筋。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリカヒューム及び補強材を含有する超緻密なコ
   ンクリートより構成した不透水性、耐火性、耐衝撃性並
   びに１０００ｋｇ・ｆ／ｃｍ＾２以上を持つ超高強度コ
   ンクリート製容器ないし該コンクリート製容器が金属製
   容器からなる外殻と一体となすことを特徴とする放射性
   廃棄物等の処理処分容器。
2. （２）外型枠ないし金属製容器からなる外殻と内型枠か
   ら成る型枠に、主としてセメント、シリカヒューム、骨
   材、水、減水剤および補強材から成る原材料を混練して
   打設し、その後振動締固めを行った後に養生、脱型を行
   い、又は脱型、養生の順で行って、シリカヒューム添加
   による超緻密なコンクリートを構成した不透水性、耐火
   性、耐衝撃性並びに超高強度を有するコンクリート製容
   器ないし、外殻と一体に構成せしめたことを特徴とする
   放射性廃棄物等の処理処分容器の製造方法。
3. （３）外型枠ないし金属製容器からなる外殻と内型枠か
   ら成る型枠に、主としてセメント、シリカヒューム、骨
   材、水、減水剤および補強材から成る原材料を混練して
   その底部に打設し、振動締固めを行った後に養生を行い
   、引続き遠心締固め用型枠に設置して胴部に該コンクリ
   ートを打設し、養生、脱型又は脱型、養生の順で行うか
   、又は胴部を先に遠心成形し、その後底部の振動成形を
   行ってなるシリカヒューム添加及び遠心締固めによる超
   緻密なコンクリートを構成した不透水性、耐火性、耐衝
   撃性並びに超高強度を有するコンクリート製容器ないし
   外殻と一体に構成せしめたことを特徴とする放射性廃棄
   物等の処理処分容器の製造方法。