KR101393043B1

KR101393043B1 - 붕소 함유 수용액의 코팅용 시멘트계 조성물, 코팅 방법 및시멘트 그라우트 조성물

Info

Publication number: KR101393043B1
Application number: KR1020087030815A
Authority: KR
Inventors: 셀린느 코 디 코메스; 디디에르 모렐; 모드 코디나
Original assignee: 꼼미사리아 아 레네르지 아토미끄 에뜨 옥스 에너지스 앨터네이티브즈
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2014-05-12
Also published as: WO2007135067A1; CN101484401B; EP2024297B1; US20090156878A1; US8153552B2; JP2009537433A; ES2704828T3; KR20090018826A; EP2024297A1; CN101484401A; FR2901270A1; JP5219999B2; FR2901270B1

Abstract

본 발명은 붕소 함유 수용액의 코팅용 시멘트계 조성물에 관한 것으로, 상기 조성물은 선택적으로 석고를 함유하는 설포알루미네이트 시멘트 및 모래로 구성된다. 본 발명은 붕소 함유 수용액의 시멘트화에 의한 코팅용 방법에 관한 것으로, 상기 수용액는 상기 시멘트계 조성물과 혼합된다. 본 발명은 이로부터 얻은 시멘트 그라우트 조성물에 관한 것이다.

붕소 함유 수용액, 엠베딩, 코팅, 설포알루미네이트 시멘트, 시멘트 그라우트

Description

붕소 함유 수용액의 코팅용 시멘트계 조성물, 코팅 방법 및 시멘트 그라우트 조성물{CEMENT-BASED COMPOSITION FOR COATING AN AQUEOUS SOLUTION CONTAINING BORON, COATING METHOD AND COMPOSITION OF CEMENT GROUT}

본 발명은 붕소 함유 수용액의 엠베딩(코팅)용 시멘트계 조성물 및 붕소 함유 수용액의 시멘트화(cementation)에 의한 엠베딩용 방법에 관한 것으로, 상기 수용액은 상기 시멘트계 조성물과 반죽, 혼합된다.

또한, 본 발명은 이로 인해 얻어진 시멘트 그라우트 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따라, 본 발명의 그라우트 제형에 따라, 및 본 발명에 따른 방법에 의해 시멘트계 조성물과의 시멘트화로 엠베딩될 수 있는 붕소 함유 수용액은, 특히 고농도 붕소의 수용액이다. 이러한 수용액은, 특히 산업 공정으로부터 생성된 붕소 함유 수용성 폐기물로 구성될 수 있다; 예를 들어 가압 수형 원자로의 1차 냉각 순환의 배수, 퍼징(purging)으로부터 생기는 수용성 배수액과 같은 핵 산업으로 발생된 수용성 폐기물이 될 수 있다.

용어 "그라우트(grout)"는 흐름이 좋은 리올로지(rheology)의 물/시멘트/모래 혼합물을 의미하는 당업계의 전문 용어이다. 용어 "엠베딩된(코팅된) 생성물"은 폐기물 처리를 위해 사용되는 용어에 속한다. 이는 리올로지와 관계없이 반죽, 혼 합한 후의 폐기물 및 선택적으로 물(폐기물이 수용액이 아닐 경우)/시멘트/모래의 혼합물을 의미한다. 본 발명의 명세서에서, 용어 "그라우트"와 "엠베딩된 생성물"은 일반적으로 동일하다.

본 발명의 기술 분야는 일반적으로 시멘트계 매트릭스에서의 컨디셔닝, 불활성화 또는 엠베딩에 의한 액체 폐기물, 특히 수용성 폐기물의 엠베딩 또는 불활성화로 정의될 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명에 따른 관심 주제는 붕소 함유 수용성 액체 폐기물, 특히 고농도의 붕소를 함유하는 수용성 액체 폐기물의 컨디셔닝, 불활성화 또는 엠베딩이다.

가압 수형 원자로의 1차 냉각 순환에 붕산의 형태로 도입된 붕소는 제어봉을 보완하는 중성자 흡수체(neutron absorber)로 작용한다.

상기 1차 순환이 배수, 퍼징될 때, 붕산염 함유 용액은 수산화나트륨으로 pH를 조절하고 선택적으로 다른 기류와 혼합된 후에 증발 처리된 폐기물이 된다.

얻어진 농축물은 일반적으로 낮은 활성, 예를 들어 1 내지 6*10¹⁰Bq/m³를 나타내지만, 고농도의 붕소는 30 내지 40g/L만큼 높은 수치에 도달한다.

이러한 농축물은 시멘트화에 의해 컨디셔닝되어 처리 및 저장 기준, 표준에 맞는 그라우트를 구성하는 안정한 모놀리식(monolithic) 및 봉쇄된 형태의 고체로 전환될 수 있다. 이러한 경우, 시멘트를 수화시키기 위한 폐기물의 물인 수경성 바인더(hydraulic binder)와 이들을 반죽 혼합하고, 이어서 컨테이너에 붓는다.

폐기물이 무엇이든지 폐기물의 엠베딩(코팅)은 일반적으로 용광로 슬래그, 비산회(fly ash), 천연 또는 인공 화산회, 흄드 실리카, 석회석 등과 같은 첨가제를 선택적으로 함유하는 포틀랜드 타입의 실리카-석회 시멘트인 바인더를 사용하여 실시된다.

본 발명이 특히 관심있는 붕산염 함유 폐기물의 경우, 상기 바인더의 사용은 주된 문제와 직면하게 된다: 폐기물에 존재하는 붕소는 시멘트의 응결을 억제한다[1, 2]. 게다가, 붕사(borax) Na₂B₄O₇·10H₂O는 유정(oil well)을 채우기 위한 주입 그라우트의 응결 지연제(retarder)로 사용되고, 이는 고온에서도 매우 효과적이다[3].

붕소에 의해 유발된 수화의 지연을 설명하기 위하여 일반적으로 유도되는 작용 모드는 두 가지 타입이다:

(ⅰ) 수화에 필수적인 이온 교환을 막는 시멘트 입자 표면에서의 무정형 겔의 형성으로 인한 폐쇄성 침전[1, 4, 5] 또는

(ⅱ) 성장을 차단하는 규산 칼슘 수화물(calcium silicate hydrate; 시멘트 수화물 중 하나)의 사슬 말단에서 붕산염 이온의 화학 흡착(chemisorption)[6].

이러한 어려움은 석회와 폐기물을 처리함으로써 부분적으로 제거될 수 있다[7, 8]. 이는 현재 산업상 이용을 위하여 선택되는 참고 용액이다. 석회는 일반적으로 반죽, 혼합될 때 시멘트 및 모래와 함께 폐기물로 첨가된다.

상기 농축물의 혼합비는 18 내지 20중량%이다. 석회 처리는 붕산염에 의한 응결의 억제를 완전히 피할 수 있도록 하지만, 두 가지 단점을 나타낸다.

우선, 응결 시간이 길고, 일반적으로 약 1주, 응결이 잘못되면 일부 엠베딩된 생성물을 응결시키는 데 수 달이 걸릴 수 있다. 더욱이, 석회의 첨가에 의해 형성된 붕산염 함유 침전:CaO·B₂O₃·6H₂O은 시멘트 매트릭스에서 빠르게 불안정화된다. 이는 붕소가 열역학적으로 안정한 칼슘 보로알루미네이트 수화물(AF_t또는 AF_m타입의 상)의 형성 지연에 참여하기 때문이다.

상기 석회/포틀랜드 시멘트 제형을 대체하기 위한 두 가지 대안이 연구되고 있다:

(ⅰ) 비산회의 알칼리 활성화에 의한 엠베딩 매트릭스의 제조[9]. 제안된 제형은 폐기물의 높은 혼합비(36.67중량%)를 나타내지만, 폐기물 내 붕소의 농도(15g/L)가 가압 수형 원자로에서 발생된 증발 농축물 내에 일반적으로 들어있는 것의 절반이고, 상기 엠베딩 방법은 실시하는 데 비용이 많이 드는 단계 및 85℃에서 24시간 동안 응결하는 단계를 포함한다.

(ⅱ) 시멘트 매질에서 안정한 AF_t 또는 AF_m상의 형태로의 붕산염 이온의 직접 침전을 목표로 하는 석회, 고-알루미나 시멘트 및 선택적으로 포틀랜드 시멘트의 혼합물의 사용.

상기 AF_t 및 AF_m상은 각각 일반식 [Ca₃(Al,Fe)(OH)₆·12H₂O]·X₃·nH₂O 및 [Ca₂(Al,Fe)(OH)₆]·X·nH₂O이고, 여기서 X는 1가 음이온 또는 2가 음이온을 나타낸다. B(OH)₄ ^-(AF_t) 또는 HBO₃ ^2-(AF_m)형태로 붕소와 혼합되는 미네랄의 존재는 Wenda 및 Kuzel이 1986년에 개시하였다[10]. Poellman 등은 황산염-함유 및 붕산염-함유 상들간의 고체 용액의 존재를 보여줌으로써 상기 결과를 일반화하였다[11].

첫 번째 엠베딩 제형은 Roux에 의해 제안되었다[1]. [B] 농도가 35g/L인 붕산염-함유 농축물은 포틀랜드 시멘트, 멜트 타입의 고-알루미나 시멘트, 석회 및 모래의 혼합물과 반죽, 혼합된다. 폐기물의 혼합비는 21중량%로 설정된다. 얻어진 엠베딩 생성물은 유리한 성질을 나타낸다: 엠베딩 생성물은 셀프-레벨링(self-levelling) 물질이고, 이의 응결 시간은 45h이며, 물에서 90일 동안 응결한 후 압축 강도는 48 내지 57MPa이다. 하지만, 제형의 많은 수의 성분은 엠베딩 바인더의 조성물을 복잡하게 한다.

2001년 Goni 등은 고-알루미나 시멘트 및 석회의 혼합물을 사용하여 45g/L의 붕소 농도를 갖는 폐기물 엠베딩의 실현 가능성을 시험하였다[12]. 폐기물의 혼합비는 42중량%로 설정된다. 상기 물질은 7일 미만에 응결하고, 효과적인 확산 계수 De가 약 10^-8cm²/s인 포틀랜드 시멘트 및 석회로 제조된 대조군보다 약 10^-9cm²/s의 효과적인 확산 계수 De를 갖는 붕소의 더 나은 봉쇄를 제공한다. 하지만, 얻어진 물질의 기계적 성능은 제형의 높은 물 투여량(E/C=0.95) 및 수화의 첫 번째 단계에서 형성된 알루미네이트 상의 가능한 장기간 전환의 측면에서 부적절함이 판명될 수 있다. 더욱이, 제형 내 모래의 결핍은 물질에서의 강한 치수 변동(dimensional variation)의 기대를 머지않아 이끌어낸다.

문헌 WO-A-2006/027554은 시멘트 조성물을 사용한 처리에 의한 물질의 캡슐 화(encapsulation), 엠베딩(코팅)용 방법을 기재한다. 캡슐화, 코팅, 엠베딩될 물질은, 예를 들어 금속 뿐만 아니라 폐기물 및 이온 교환 수지이다. 이러한 폐기물은, 특히 핵 산업에서 생성된 폐기물이다. 붕소 함유 수용액의 처리는 언급되지도 제안되지도 않았다. 상기 문헌은 붕소 함유 폐기물의 컨디셔닝에 관한 것이 아니다.

상기와 같이, 붕소 함유 수용액의 엠베딩용 시멘트계 제형, 상기 시멘트 제형을 이용한 붕소 함유 수용액의 시멘트화에 의한 엠베딩용 방법 및 상기 시멘트계 제형과 상기 붕소 함유 수용액을 반죽, 혼합하여 얻은 시멘트 그라우트 제형에 대한 요구가 존재하고 있으며, 상기 방법 및/또는 상기 그라우트 및/또는 시멘트 제형은, 특히:

- 간단하고 신뢰성이 높으며 과도한 이용 비용을 초래하지 않고;

- 석회와의 처리를 포함하지 않고;

- 예를 들어 35g/L 이상의 고농도 붕소를 갖는 수용액, 가압 수형 원자로에서의 폐수 처리를 위해 공장에서 생기는 증발 농축물과 같은 수용액의 엠베딩이 가능하고;

- 출처가 어디든지 모든 타입의 붕소 함유 용액의 엠베딩이 가능하고;

- 폐기물 생성물과 같은 용액에 의해 제공되는 물, 물에 의해 수화되는 시멘트의 추가적인 공급을 필요로 하지 않고;

- 폐기물 생성물과 같은 용액의 혼합비가 폐기물 생성물과 같은 용액이 석회로 처리된 비교 제형의 혼합비인 20중량%을 초과하도록 하고;

- 점도 및 응결 시간에 관한 산업적 수행의 제한이 유사하다. 특히, 본 발명에 따른 시멘트 그라우트 조성물은 반죽기, 혼합기가 쉽게 비어질 수 있고 헹굼 물의 부피를 제한하는 점도를 가져야만 하고; 작동의 파손이 발생할 경우 반죽기, 혼합기 내 응결의 임의의 위험을 제거하기 위해 응결 시간이 5시간을 초과해야 하고, 폐기물을 석회로 처리한 비교 제형의 응결 시간인 1주 미만이여야 하고;

- 붕소의 봉쇄를 제공할 수 있다.

또한, 처리될 용액이 방사성 폐기물 생성물과 같은 방사성 용액인 경우, 본 발명에 따른 시멘트계 조성물과 엠베딩 후 엠베딩된 폐기물 및 본 발명에 따른 시멘트 그라우트 제형은 저-수준 폐기물의 표면 저장 사이트를 허용하는 기준을 만족시켜야 한다[13, 14].

프랑스에서 상기 허용 기준은 하기와 같다:

- 24시간까지 흡수되지 않은 스며나오는 물의 결핍;

- 공기, 물 또는 누설방지백(leaktight bag) 하에서 90일 동안 20℃로 양생(curing)한 후 8MPa을 초과하는 압축 강도.

본 발명의 목적은 상기 필요, 제한, 요구 및 기준을 만족시키는 시멘트계 조성물, 시멘트 그라우트 및 붕소 함유 수용액의 시멘트화에 의한 엠베딩용 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 선행 기술의 조성물 및 방법의 단점, 실패, 제한 및 결점을 나타내지 않고 선행 기술의 조성물 및 방법의 문제점을 해결하는 시멘트계 조성물, 시멘트 그라우트 조성물 및 붕소 함유 수용액의 시멘트화에 의한 엠베딩용 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 통상적인 제형에 관련하여 물질의 모든 유리한 특성, 특히 산업적으로 사용될 수 있고, 이어서 저장 사이트로 허용될 수 있는 물질의 특성을 보유하면서 붕소 함유 시멘트 또는 캡슐화된 그라우트의 응결을 가속화하는 것이다.

이러한 목적 등은 붕소 함유 수용액의 엠베딩용 시멘트계 조성물에 의해 본 발명에 따라 성취되고, 상기 조성물은 선택적으로 석고를 포함하는 설포알루미네이트(sulphoaluminate; sulphoaluminous) 시멘트 및 모래로 구성된다.

붕소 함유 수용액의 엠베딩을 위한 상기 시멘트계 조성물은 선행 기술에 기재되거나 제안되지 않았다.

게다가, 본 발명은 시멘트화에 의한 붕소 함유 수용액의 엠베딩용 방법에 관한 것으로, 상기 수용액은 시멘트계 조성물과 반죽, 혼합된다.

상기 방법 또한 선행 기술에 기재되거나 제안되지 않았다.

마지막으로, 본 발명은 컨디셔닝되기 위한 붕소 함유 수용액을 상기 시멘트계 조성물과 반죽, 혼합하여 제조된 시멘트 그라우트 조성물에 관한 것이다.

상기 시멘트 그라우트 조성물은 또한 선행 기술에 기재되거나 제안되지 않았다.

용어 "시멘트 그라우트"는 시멘트 분야의 숙련인에게 명백한 의미를 갖는 용어이며, 이는 당 기술 분야에 통상적으로 사용된다.

본 발명에 따른 조성물(시멘트계 및 시멘트 그라우트계) 및 방법은 상기 필요, 제한, 요구 및 기준을 만족시키고 선행 기술의 조성물 및 방법의 단점, 실패, 제한 및 결점을 극복할 수 있으며 선행 기술의 조성물 및 방법의 문제점에 대한 해결책을 제공한다.

이는 하기 실시예에서 자세히 설명한다.

특히, 시멘트 그라우트로도 명명할 수 있는 엠베딩된 생성물, 즉 본 발명에 따른 시멘트계 조성물(모래, 시멘트 및 선택적으로 석고)과 붕소 함유 용액을 반죽, 혼합하여 얻은 혼합물은 일반적으로 21.8중량% 내지 30.5중량%의 붕소의 혼합비를 갖고, 이는 석회로 처리하는 선행 기술의 제형에 따라 제조된 엠베딩된 생성물의 혼합비보다 1.1 내지 1.5배 크다. 엠베딩된 생성물의 응결 시간(시멘트의 수화 반응에 의해 발생된 온도 상승이 최대인 시간을 란가반트 반-단열 열량측정(Langavant semi-adiabatic calorimetry)으로 평가)은 일반적으로 26 내지 111시간이고 대부분은 80시간 미만이고, 이는 붕소 함유 폐기물을 석회로 처리하는 선행 기술의 제형에 따라 제조된 엠베딩된 생성물과 비교하여 1.6 내지 8.1배 응결의 가속화를 나타낸다.

또한, 놀랍게도 응결 시 매우 유의한 가속화와 함께 혼합되는 용액, 폐기물중량의 유의한 증가가 엠베딩된 물질의 다른 특성, 특히 유동성, 블리딩(bleeding), 온도 상승 및 기계적 강도에 손상을 입히지 않는다.

그러므로, 24시간에 블리딩이 없음, 응결 동안 60℃ 미만의 온도 상승, 유기 보조제의 추가없이 그라우트 유동성(일반적으로 90s 미만의 12.5mm노즐이 있는 마쉬콘(Marsh corn)을 통한 1리터 물질의 중력 흐름 시간에 의해 정의됨) 및 물, 누설방지백 또는 공기 하에서 주위 온도로 저장한 28일부터 90일 후에도 8MPa의 제한을 초과하는 기계적 압축 강도(응결 후)임을 알 수 있었다.

본 발명에 따라 엠베딩된 물질은 바람직한 특성인 매우 적은 팽창, 특정 경우에는 수축까지도 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 물질은 팽창성 물질이 아니다. 따라서, 본 발명에 따라 엠베딩된 생성물을 공기 하에 저장할 경우, 특히 사용된 시멘트의 성질로 인해 엠베딩된 생성물은 수축 및 팽창을 나타낸다(실시예 1의 제형Ⅱ 참조).

상기와 같이, 본 발명에 따라 엠베딩된 물질은 물에서 매우 적은 팽창을 갖는다(실시예 1의 제형Ⅱ 참조).

본 발명에 따라, 붕소 함유 수용액의 엠베딩을 위한 시멘트계 조성물은 모래 및 설포알루미네이트 시멘트의 특정한, 적당한 혼합물을 포함한다.

본 발명에 따라, 시멘트 그라우트 조성물은 또한 모래, 설포알루미네이트 시멘트 및 붕소 함유 수용액의 특정한, 적당한 혼합물을 포함한다.

임의의 이론에 연관되지 않고, 수화 에트링가이트(ettringite; 설페이트 포함 AF_t상) 및/또는 칼슘 모노설포알루미네이트 수화물(설페이트 포함 AF_m상)에 의해 폐기물과 같은 수용액에 의해 공급된 붕소를 이들의 구조 내에 혼합할 수 있는 설포알루미네이트(sulphoaluminate; sulphoaluminous) 시멘트를 형성한다.

설포알루미네이트 시멘트의 수화에 의해 제공된 이온 치환 가능성은 중금속이 풍부한 불활성 폐기물[15, 16] 또는 소각과 야금 잔여물과 같은 분말성 최종 산업 폐기물[17]에 이미 사용되고 있다.

하지만, 여기에 고려된 폐기물은 본 발명에 따라 처리되는 붕소 함유 폐기물과 매우 상이하다. 또한, 이러한 종류의 폐기물이 갖는 문제점은 붕소 함유 폐기물로 인해 생기는 문제점과 다르다. 상기 문헌들에 기재된 조성물은 모래 및 석고를 모두 언급하지 않는다.

놀랍게도, 본 발명에 따라 선택적으로 0 내지 30%의 석고를 포함하는 설포알루미네이트 시멘트는 단독으로 사용될 수 있고, 즉, 첨가될 포틀랜드 또는 기타(시멘트) 없이 수용액, 예를 들어 선행 기술의 시멘트 조성물 및 방법으로 처리된 것보다 더 높은(예를 들어, 35g/L 이상) 고농도의 붕소를 함유하는 수용성 폐기물의 엠베딩을 위해 모래와 혼합되고, 필요할 경우 폐기물의 pH는 11 이상, 바람직하게는 11 내지 12의 값으로 조절된다.

문헌 [18]은 설페이트 포함 바인더를 기재하고, 이의 조성물(석고 없음, 모래 없음, 붕소 함유 수용액의 혼합 없음)은 본 발명의 제형에 참여하는 시멘트의 것과는 다르고, 이의 기본 기능은 플라스터(plaster)와 같은 통상적인 바인더의 기계적 압축 강도를 향상시키는 것이다.

즉, 본 발명에 따른 시멘트계 조성물, 이 조성물을 사용하는 방법 및 얻어진 그라우트는, 특히 사용된 시멘트의 종류, 모래와의 조합 및 처리된 수용액 또는 수용성 폐기물의 종류로 인하여 선행 기술의 조성물 및 방법과는 상이하다.

또한, 선행 기술의 조성물 및 방법에 의해 얻고자 하는 목적, 즉 폐기물의 수용성 분획을 줄이기 위한 것은 본 발명에서 얻고자 하고 성취한 주된 목적, 무엇보다 산업적으로 사용 가능하고, 이어서 저장 사이트로 허용되는 물질의 특성을 유지하면서 통상의 제형과 비교하여 엠베딩된 생성물의 경화를 가속화하고 용액의 혼합비를 증가시키기 위한 것과는 매우 상이하다.

즉, 본 발명에 따라 붕소로 인한 시멘트의 경화 지연의 문제점이 해결되고, 통상적인 엠베딩과 비교하여 얻어진 물질의 응결 시간이 감소하고 경화 후 좋은 특성을 보장하면서 "붕소 함유" 폐기물의 혼합비가 유의하게 증가할 수 있다.

보다 상세한 설명에서, 본 발명에 따른 시멘트계 조성물은 설포알루미네이트 시멘트를 포함한다. 설포알루미네이트 시멘트 및 칼슘 설포알루미네이트의 차이점은 하기에 상기된다: 설포알루미네이트 시멘트는 일반적으로 클링커의 주상인 칼슘 설포알루미네이트 타입의 상(이리마이트(yeelimite): 4CaO·3Al₂O₃·SO₃ 또는 C₄A₃ S)을 포함하지만, 이러한 시멘트는 디칼슘 설페이트, 페로브스카이트(perovskite), 경석고(anhydrite) 및 칼슘 알루미네이트와 같은 다른 상들도 포함한다.

설포알루미네이트 시멘트는, 예를 들어 하기 광물학적 조성을 갖는 클링커로 구성될 수 있다(중량에 의한): C₄A₃ S 72.8%; C₂S 13.4%; C₃FT 8.0%; C₁₂A₇ 3.1%; MgO 1.7%; CS 0.7%(통상적인 시멘트 표기법에 따라 C= CaO, S= SiO₂, S(밑줄)= SO₃, A= Al₂O₃, F= Fe₂O₃, T= TiO₂).

상기 시멘트는 석고를 30중량%까지(0 내지 30중량%), 바람직하게는 5 내지 20중량%, 예를 들어 10 내지 15중량%로 함유할 수 있다. AF_m상의 손실 시 AF_t상의 형성을 촉진하는 석고는 엠베딩된 생성물의 특성을 조절하는 데 중요한 인자이다.

석고의 비율은 중요한 파라미터이다. 이는 본 발명자들이 "붕소 함유" 용액을 컨디셔닝하는 경우, 30%를 초과하는 석고의 투여량이 경화 후 물질의 크래킹(cracking)을 초래한다는 것을 증명했기 때문이다.

본 발명에 따른 시멘트계 조성물 및 시멘트 그라우트 조성물은 모래, 바람직하게 비-알칼리-반응성 모래, 예를 들어 퐁텐블로 규사(fontainebleau siliceous sand)를 포함한다. 상기 모래는 반죽, 혼합 후 엠베딩된 생성물의 높은 유동성을 제공하기 위해서 바람직하게 0 내지 1mm, 보다 바람직하게는 0 내지 350㎛의 입자 크기를 갖는다.

본 발명에 따른 조성물은 석회를 포함하지 않는다. 석회의 존재는 물질의 비정상적인 팽창을 초래하기 때문에 본 발명에 따른 조성물에서 상기 성분은 고의적으로 생략된다.

보다 상세하게, 붕소 함유 수용액의 시멘트화에 의한 엠베딩 방법에서 하기 연속하는 단계가 실시된다:

- 상기 시멘트계 조성물을 붕소 함유 수용액과 반죽, 혼합하여 엠베딩된 생성물을 구성하는 시멘트 그라우트를 얻는 단계;

- 상기 엠베딩된 생성물을 컨테이너에 넣는(붓는) 단계;

- 상기 엠베딩된 생성물의 응결이 상기 컨테이너에서 일어나는 단계; 및

- 상기 컨테이너를 폐쇄하는 단계.

보다 상세하게, 컨테이너로 상기 엠베딩된 생성물을 넣은(부은) 후, 컨테이너는 엠베딩된 생성물의 응결 및 컨테이너의 폐쇄가 일어나는 숙성 공간으로 옮겨진다.

일반적으로, 시멘트(상기 시멘트는 특정량의 석고를 선택적으로 포함함) 100중량부에 대하여 붕소 함유 수용액의 비율은 60 내지 70중량부이고, 모래의 비율은 50 내지 125중량부이다. 이러한 비율은 일반적으로 제조된 물질 내의 물 함량과 대략 일치하기 때문에 일반적으로 약 60 내지 70중량부이다.

이러한 조건하에서, 엠베딩된 생성물 내 폐기물의 혼합비는 일반적으로 21.8중량% 내지 30.5중량%이고, 상기 엠베딩된 생성물에 예상된 사항들(유동성, 응결, 블리딩, 기계적 강도)을 만족시킨다.

본 발명의 방법에 의해 처리되고 본 발명에 따른 시멘트 그라우트 조성물에 혼합되는 수용액은 붕소를 일반적으로 10 내지 50g/ℓ, 바람직하게 20 내지 40g/ℓ로 포함한다.

본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 시멘트 그라우트 제형은 고농도의 붕소, 예를 들어 35g/ℓ 이상, 예를 들어 35 내지 50g/ℓ를 나타내는 용액을 처리하는 것이 가능하다.

상기 붕소는 붕산 및/또는 붕산염 이온(borate ions) 및/또는 폴리붕소 이온(polyboric ions)의 형태로 존재한다.

붕소 함유 수용액은 임의의 종류의 용액이 될 수 있다; 이는 예를 들어, 공정, 산업 공장, 비움(emptying), 반응기 또는 탱크의 배수, 세척 또는 클리닝 작업 등에서 발생한 액체 수용성 유출물 또는 폐기물이 될 수 있다.

상기 용액은 방사성 용액은, 특히 낮은 활성의 방사성 용액이 될 수 있다.

본 발명에 따른 방법, 시멘트계 조성물 및 시멘트 그라우트 제형은, 특히 가압 수형 원자로(pressurized water nuclear reactor)의 1차 냉각 순환의 배수로부터 생성된 수용액을 처리할 수 있다.

반죽, 혼합하기 전, 붕소 함유 수용액("붕소 함유 용액"으로도 알려짐)의 pH는 11이상, 바람직하게는 11 내지 12, 더욱 바람직하게는 11.2 내지 11.9, 더욱더 바람직하게는 11.5 내지 11.75, 훨씬 더욱더 바람직하게는 11.5초과 내지 11.75의 값으로 조절된다.

상기 pH의 바람직한 값은, 예를 들어 11.2, 11.5, 11.75 및 11.9이다.

이는 폐기물의 pH가 엠베딩된 생성물의 응결 시간에 관하여 매우 중요한 역할을 수행하기 때문이다.

즉, 일반적으로 본 발명에 따라 시멘트 조성물의 pH에 관해서는 요구 사항이 없다.

본 발명에 따라 일반적으로 추천되는 pH 범위 내(예를 들어, 11.2 내지 11.9)에서 붕소 함유 용액으로 제조된 시멘트의 수화열은 순수로 제조된 대조군 시멘트의 수화열과 유사하고, 이는 본 발명에 따른 특정 pH 범위 내에서 수화의 억제를 막는 것을 보여주고, 여기서 수화의 억제는 본 발명에 따라 일반적으로 추천되는 pH 범위 밖에 있는 pH 값, 예를 들어 10.6의 pH에서 존재한다.

상기 pH는 예를 들어, 붕소 함유 수용액으로의 수산화나트륨 첨가에 의해 조절될 수 있다.

붕소 함유 수용액은 일반적으로 10 내지 80℃, 바람직하게는 20 내지 60℃의 온도에서 반죽, 혼합된다. 시멘트화하기 전 60℃의 온도는 반죽, 혼합의 저장 탱크 상류에서 염 재결정화의 임의의 위험을 피할 수 있도록 한다.

하지만 본 발명에 따른 방법, 시멘트계 조성물 및 시멘트 그라우트 제형은 주위 온도(ambient temperature), 일반적으로 10 내지 30℃, 바람직하게는 15 내지 25℃, 예를 들어 18℃에서도 컨디셔닝 또는 엠베딩을 실시할 수 있다.

일반적으로, 분말 성분들(시멘트, 모래, 석고)은 반죽, 미리 혼합되거나 또는 미리 반죽, 미리 혼합되고, 상기의 미리 혼합된 성분들은 이어서 용액과 반죽, 혼합되지만, 임의의 다른 혼합 모드 및 시멘트, 모래 또는 용액의 혼합 순서는 예상 가능하다.

반죽, 혼합이 공지된 반죽, 혼합 장비, 예를 들어 반죽기(kneader), 베셀 바닥에 회전 칼날이 있는 지유(Geudu) 타입 혼합기에서 실시될 수 있다.

응결은 일반적으로 1주 미만, 바람직하게는 26시간 내지 111시간의 기간동안 실시되며, 이는 선행 기술의 응결 시간보다 명확하게 짧다. 더욱이, 바람직한 응결 시간은 특히, 핵폐기물의 컨디셔닝일 경우에 파손(고장)의 발생 시 반죽기, 혼합기 내 엠베딩된 생성물의 응결의 임의의 위험을 제거하기 위하여 6시간을 초과할 수 있다. 이러한 기준은 상기에 언급한 것과 같이 26 내지 111시간의 바람직한 범위 내를 준수한다.

이러한 응결은 일반적으로 60℃미만의 근소한 온도 상승을 동반한다.

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도 1은 18℃에서 폐기물로부터 제형 Ⅵ에 따라 제조되고 란가반트 반-단열 열량측정기에 위치한 엠베딩된 생성물의 중심에서 시간(hours)의 작용에 따른 온도 상승(℃)을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 하기 실시예를 들어 설명되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

실시예 1: 높은 혼합비의 폐기물을 갖는 엠베딩 제형

고려 중인 폐기물을 붕산 H₃BO₃ 200g 및 수산화나트륨 NaOH 46g으로 구성된 수용액 1ℓ부피로 제조하였다. 두 가지 방법에 따라 시멘트화하였다:

- 현재 공장 컨디셔닝에 사용되는 제형에 따라 석회와 폐기물의 처리 및 포틀랜드 시멘트와 엠베딩(제형Ⅰ),

- 본 발명에 따라 설포알루미네이트 시멘트와 엠베딩(제형Ⅱ).

상기 사용된 두 시멘트의 광물학적 조성을 표 1에 정리하였다.

사용된 시멘트의 광물학적 조성

	포틀랜드 시멘트	설포알루미네이트 시멘트
클링커의 광물학적 조성	C₃S: 65.6% C₂S: 16.0% C₃A: 4.04% C₄AF: 5.6%	C₄A₃ S: 72.8% C₂S: 13.4% C₃FT: 8.0% C₁₂A₇: 3.1% MgO: 1.7% CS: 0.7%
바인더의 석고 함유율	3.5%	19.7%

상기 표에서는 통상적인 시멘트 표기법이 사용된다. 즉:

- C = CaO;

- S = SiO₂;

- S(밑줄) = SO₃;

- A = Al₂O₃;

- F = Fe₂O₃;

- T = TiO₂.

공장을 컨디셔닝하는 공정 조건에 도달하기 위해 폐기물을 60℃로 하였다. 설포알루미네이트 시멘트로 엠베딩하는 경우에는 수산화나트륨 83.5g을 1ℓ부피로 첨가하여 폐기물의 pH를 11.5로 조절하였다. 이어서 폐기물을 표 2에 기재된 제형에 따라 미리 혼합된 분말 생성물과 반죽, 혼합하였다. 사용된 모래는 입자 크기가 0~350㎛인 퐁텐블로 규사(Fontainebleau siliceous sand)였다.

엠베딩 제형(시멘트 100g당) 및 얻어진 물질의 특성

	제형Ⅰ	제형Ⅱ
엠베딩된 생성물의 조성	포틀랜드 시멘트 100g 모래 75g 석회 6g 폐기물 40g	설포알루미네이트 시멘트 100g 모래 50g 폐기물 65g
폐기물 중량에 의한 혼합량	18%	30.2%
마쉬콘 유동 시간(12.5mm 노즐)	-	39s
블리딩	1h: 0% 3h: 0% 24h: 0%	1h: 0% 3h: 0% 24h: 0%
가열 응결	185h	57h
최대 온도 상승	37℃	55℃
압축 강도	90d-물: 72MPa 90d-백: 63MPa 90d-공기: 70MPa	28d-물: 53MPa 28d-백: 48MPa 28d-공기: 44MPa
치수 변동	28d-물: +344㎛/m 28d-백: -500㎛/m 28d-공기: -993㎛/m	28d-물: +780㎛/m 28d-백: +44㎛/m 28d-공기: -275㎛/m

얻어진 엠베딩된 생성물은 일련의 특성화 대상을 형성하였다(표 2):

- 12.5mm 노즐로 제공된 마쉬콘을 통한 엠베딩된 생성물 1리터의 유동 시간 측정에 의한 유동성의 평가;

- 기준 NF P 18-507에 따라 엠베딩된 생성물 100ml의 1h, 3h 및 24h에서 블리딩의 측정;

- 기준 NF P 15-436에 의해 정의된 란가반트 반-단열 열량측정기(Langavant semi-adiabatic calorimeter)에 위치한 엠베딩된 생성물 1575g의 온도 상승이 최대인 시간 측정에 의한 응결 시간의 평가;

- 기준 EN 196-1에 따라 물, 백 또는 공기 하에서 주위 온도로 저장한 4*4*16cm 시험 검체에서의 압축 강도의 측정;

- 물, 백 또는 공기에서 주위 온도로 저장한 4*4*16cm 시험 검체의 길이 변동의 측정.

느린 응결 물질의 경우에는 비카트(Vicat) 응결 측정이 매우 부정확하므로 "가열 응결"의 측정이 비카트 응결 측정보다 더 바람직하다.

비교 제형Ⅰ과 비교하여, 본 발명은 물질의 응결을 3.2배 가속화시키면서 엠베딩된 생성물 내 폐기물의 중량에 의한 혼합비를 1.67배 증가시킬 수 있음이 명백하였다. 연구 동안 얻어진 물질은 유리한 특성을 나타내었다:

- 블리딩 없음,

- 60℃ 미만의 온도 상승,

- 유기 보조제의 첨가없이 그라우트 타입의 유동성,

- 28d 기간부터 8MPa의 제한을 크게 초과하는 기계적 강도,

- 누설방지백에서 수축(shrinkage) 상쇄된 적당한 치수 변동.

본 발명에 따라 엠베딩된 생성물(제형Ⅱ)은 공기 하에서 저장되었을 때 수축을 나타내고, 예를 들어 28일 동안 공기 하에서 경화한 후에 매우 낮은 0.028%이었다.

실시예 2: 급속한 응결 제형

고려 중인 폐기물을 붕산 H₃BO₃ 200g 및 수산화나트륨 NaOH 46g으로 구성된 수용액 1ℓ부피로 제조하였다. 본 발명의 세 가지 선택 가능한 형태에 따라 시멘트화하였다.

공장을 컨디셔닝하는 공정 조건에 도달하기 위해 폐기물을 60℃로 하였다. pH를 조절한 후, 폐기물을 표 3에 기재된 제형에 따라 미리 혼합된 분말 생성물과 반죽, 혼합하였다. 사용된 모래는 입자 크기가 0~350㎛인 퐁텐블로 규사였다.

엠베딩 제형 및 얻어진 물질의 특성

	제형 Ⅲ	제형 Ⅳ	제형 Ⅴ
pH 조절값	12	11.75	11.75
첨가된 수산화나트륨의 중량(폐기물 1ℓ당)	94.1g	87.7g	87.7g
설포알루미네이트 시멘트의 석고 함유율	15%	8%	17.3%
엠베딩 제형	시멘트 100g 모래 87.5g 폐기물 65g	시멘트 100g 모래 87.5g 폐기물 65g	시멘트 100g 모래 125g 폐기물 65g
폐기물 중량에 의한 혼합량	25.7%	25.7%	22.4%
마쉬콘 유동 시간 (12.5mm 노즐)	34s	25s	80s
블리딩	1h: 0% 3h: 0% 24h: 0%	1h: 0% 3h: 0% 24h: 0%	1h: 0% 3h: 0% 24h: 0%
가열 응결	26h	35h	44h
최대 온도 상승	47.5℃	56.2℃	47.3℃
압축 강도	28d-물: 51MPa 28d-백: 47MPa 28d-공기: 44MPa	28d-물: 38MPa 28d-백: 36MPa 28d-공기: 32MPa	28d-물: 62MPa 28d-백: 64MPa 28d-공기: 46MPa

얻어진 엠베딩된 생성물은 실시예 1에 기재된 유사한 실험 방법에 따라 특성화 대상을 형성하였다. 연구 기간에 걸쳐 본 발명의 선택 가능한 형태들은 용납할 수 없는 특성의 악화 또는 폐기물 혼합비의 감소없이 비교 제형Ⅰ과 비교하여 엠베딩된 생성물의 응결 시간을 4 내지 7배 감소시킬 수 있음이 명백하였다.

실시예 3: 18℃에서 폐기물의 엠베딩

고려 중인 폐기물을 붕산 H₃BO₃ 200g 및 수산화나트륨 NaOH 130.4g으로 구성된 수용액 1ℓ부피로 제조하였다. 엠베딩시 온도는 18℃이었다.

엠베딩된 생성물은 제형Ⅵ에 따라 석고량이 10.3%인 설포알루미네이트 시멘트 및 0~350㎛ 입자 크기를 갖는 규사의 혼합물과 폐기물을 반죽, 혼합하여 제조하였다.

제형 Ⅵ: 설포알루미네이트 시멘트: 100g

모래 : 150g

폐기물 : 65g

시멘트 수화의 진행은 기준 NF P 15-436에서 정의된 란가반트 열량측정기 내 위치한 엠베딩된 생성물 1575g의 중심에서 온도 상승을 측정하여 모니터하였다. 얻어진 결과는 도 1에 나타내었다.

67h의 기간에서 온도 피크의 관찰은 수화의 진행을 증명하였다. 그러므로 이러한 예는 사전에 가열되지 않은 폐기물 컨디셔닝이 본 발명에 의해 제공될 가능성을 예시하였다.

실시예 4: 설포알루미네이트 시멘트의 붕소 봉쇄 효과

붕소를 봉쇄하는 설포알루미네이트의 효과를 평가하기 위해, 시멘트 100g 및 붕산 9g과 수산화나트륨 NaOH 6.5g을 포함하는 수용액 45g을 혼합하여 페이스트(paste)를 제조하였다. 설포알루미네이트 내의 석고량은 0, 10, 20 또는 30%이었다. 폐기물의 온도는 20℃이었다. 얻어진 물질을 누설방지백에 보관하였다. 분쇄가 필요하다면, 1일 및 28일 기간에 시료를 9㎖/g(물의 부피/고체의 중량)의 비율로 초순수 내 현탁액에 넣었다. 용액 내 방출된 붕소량은 24시간 동안 교반한 후 분석하였다. 얻어진 결과를 표 4에 정리하였다.

설포알루미네이트 시멘트 페이스트로부터 나온 붕소 분획

시료의 나이	석고 0%를 포함하는 시멘트	석고 10%를 포함하는 시멘트	석고 20%를 포함하는 시멘트	석고 30%를 포함하는 시멘트
1d	4.9	4.1	3.2	4.0
28d	3.1	1.3	1.3	1.8

수화의 첫 번째 단계부터 붕소의 중요한 분획이 물질의 고체 구조 내에 삽입되었고, 상기 분획은 약간 불안정함이 명백하였다: 1일된 시료로부터 나온 붕소 분획은 5%미만이다. 더욱이, 석고를 10 또는 20%로 포함하는 바인더는 28일 기간에서 붕소 봉쇄의 최고 성능을 발휘하고, 혼합 용액에 처음 존재하는 붕소 98.7%가 불용성이 되도록 하였다.

이러한 예들은 본 발명에 붕소를 봉쇄하기 위하여 사용된 설포알루미네이트 시멘트의 효과를 설명하였다.

실시예 5: 매우 높은 붕소 농도([B]=50g/ℓ)를 갖는 폐기물 엠베딩

고려 중인 폐기물을 붕산 H₃BO₃ 286.11g 및 수산화나트륨 NaOH 194g으로 구성된 수용액 1ℓ부피로 제조하였다. 60℃에서 pH는 12이었다.

공장을 컨디셔닝하는 공정 조건에 도달하기 위해 폐기물을 60℃로 하였다. 상기 폐기물을 실시예 2에 기재된 제형 Ⅲ에 따라 미리 혼합된 분말 생성물과 반죽, 혼합하였다. 사용된 모래는 입자 크기가 0~350㎛인 퐁텐블로 규사였다.

얻어진 엠베딩된 생성물은 실시예 1에 기재된 유사한 실험 방법에 따라 특성화 대상을 형성하였다(표 5).

	제형 Ⅲ
폐기물의 pH (60℃)	12
설포알루미네이트 시멘트의 석고 함유율	15%
엠베딩 제형	시멘트 100g 모래 87.5g 폐기물 65g
폐기물 중량에 의한 혼합양	25.7%
마쉬콘 유동 시간 (12.5mm 노즐)	77s
블리딩	1h: 0% 3h: 0% 24h: 0%
가열 응결	37.8h
최대 온도 상승	46℃
압축 강도	28d-물: 35MPa 28d-백: 32MPa 28d-공기: 31MPa

연구 기간에 걸쳐, 상기 물질은 유리한 특성을 나타내었다(표 5):

응결 지연제의 과도한 농도에도 불구하고 40h미만 내 응결, 선행 기술에 따른 석회 처리 제형(18~20중량%)보다 더 큰 혼합비(25.7중량%), 90s 미만 내 마쉬콘 유동, 블리딩 없음, 수화 동안 적당한 온도 상승, 및 28d에서 요구되는 8MPa의 최소 한계를 초과하는 압축 강도.

이러한 예는 본 발명에 기재된 시멘트계 조성물로 매우 높은 붕소 함량([B]=50g/ℓ)을 갖는 폐기물을 컨디셔닝할 수 있음을 설명하였다.

실시예 6: 붕소 함유 폐기물 엠베딩용 물질의 응결 시간에 대한 pH의 영향

- 혼합 용액 내 붕소 농도는 35g/ℓ이고,

- 물/시멘트 및 모래/시멘트의 중량비는 각각 0.5 및 3이고,

- 사용된 설포알루미네이트 시멘트는 20%의 석회를 포함하였다.

붕소 함유 폐기물 엠베딩용 물질의 응결 시간에 대한 pH의 영향(실시예 6)

pH	수화열(바인더의 J/g)
8.2	-
9.4	54
10.6	100
11.2	297
11.9	290
순수와 혼합된 대조군	300

상기 표 6은 문헌 WO-A-2006/027554에 기재된 제형의 사용이 붕소 함유 용액의 컨디셔닝에 적합하지 않음을 나타내었다. 상기 문헌에 나타난 최적 부분 내의 pH 10.6에서, 시멘트 수화열은 시멘트의 수화 억제를 증명하는 순수와 혼합된 대조군(300J/g)의 단지 3분의 1로 나타났다. 즉, 본 발명에 따라 일반적으로 추천되는 것과 같이, 11.2 또는 11.9의 pH에서 시멘트의 수화열은 대조군과 유사하고, 이는 수화의 억제를 막는 것을 나타내었다.

Claims

시멘트의 100중량부에 대하여 붕소 함유 수용액의 비율이 60 내지 70중량부이고, 모래의 비율이 50 내지 125중량부이며, 상기 수용액이 붕소를 10 내지 50g/ℓ로 함유하는, 석고를 선택적으로 포함하는 설포알루미네이트(sulphoaluminate) 시멘트 및 모래로 구성되는 시멘트계 조성물과 반죽되는 붕소 함유 수용액의 시멘트화에 의한 엠베딩용 방법.
제1항에 있어서, 상기 설포알루미네이트 시멘트의 클링커(clinker)의 주상이 이리마이트(yeelimite)인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 설포알루미네이트의 클링커 성분이 하기 광물학적 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 방법:

C₄A₃ S 72.8%; C₂S 13.4%; C₃FT 8.0%; C₁₂A₇ 3.1%; MgO 1.7% 및 CS 0.7%(단, C = CaO, S = SiO₂, S(밑줄) = SO₃, A = Al₂O₃, F = Fe₂O₃, T = TiO₂).
제1항에 있어서, 상기 설포알루미네이트 시멘트는 석고를 0 초과 30중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 모래가 비-알칼리-반응성 모래인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 모래가 퐁텐블로 규사(Fontainebleau siliceous sand)인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 모래가 0 초과 내지 1mm 이하의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 연속하는 단계가 실시되는 것을 특징으로 하는 방법:

- 상기 시멘트계 조성물을 상기 붕소 함유 수용액과 반죽하여 엠베딩된 생성물을 구성하는 시멘트 그라우트를 얻는 단계;

- 상기 엠베딩된 생성물을 컨테이너에 넣는 단계;

- 상기 엠베딩된 생성물의 응결이 상기 컨테이너에서 일어나는 단계; 및

- 상기 컨테이너를 폐쇄하는 단계.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붕소가 붕산, 붕산염 이온(borate ions) 및 폴리붕소 이온(polyboric ions)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용액이 방사성 용액인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붕소 함유 수용액이 가압수형 원자로(pressurized water nuclear reactor)의 1차 냉각 순환의 배수로부터 생성된 용액인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 반죽하기 전, 상기 붕소 함유 수용액의 pH가 11 내지 12의 값으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붕소 함유 수용액의 온도가 10 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엠베딩되는 생성물의 응결 시간이 26시간 이상 1주 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
시멘트의 100중량부에 대하여 붕소 함유 수용액의 비율이 60 내지 70중량부이고, 모래의 비율이 50 내지 125중량부이며, 상기 수용액이 붕소를 10 내지 50g/ℓ로 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 시멘트계 조성물 및 붕소 함유 수용액으로 구성된 붕소 함유 수용액의 엠베딩용 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 붕소가 붕산, 붕산염 이온(borate ions) 및 폴리붕소 이온(polyboric ions)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 용액이 방사성 용액인 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제17항에 있어서, 상기 붕소 함유 수용액이 가압수형 원자로의 1차 냉각 순환의 배수로부터 생성된 용액인 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 붕소 함유 수용액의 pH가 11 내지 12의 값으로 조절되는 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 붕소 함유 수용액의 온도가 10 내지 80℃인 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 조성물의 응결 시간이 26시간 이상 1주 미만인 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 그라우트의 유동성을 나타내는 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 24시간에 블리딩(bleeding)을 나타내지 않는 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 응결 후, 물, 누설방지백(leaktight bag) 또는 공기 하에서 주위 온도로 28일 동안 저장한 후에 8MPa 초과의 기계적 압축 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 시멘트 그라우트 내 수용액의 혼합비가 21.8중량% 내지 30.5중량%인 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수용액은 붕소를 20 내지 40g/ℓ로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 설포알루미네이트 시멘트는 석고를 5~20중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 모래가 0 초과 350㎛ 이하의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 반죽하기 전, 상기 붕소 함유 수용액의 pH가 11.5 내지 11.75의 값으로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 붕소 함유 수용액의 온도가 20 내지 60℃인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 엠베딩되는 생성물의 응결 시간이 26시간 내지 111시간인 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 수용액은 붕소를 20 내지 40g/ℓ로 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 붕소 함유 수용액의 pH가 11.5 내지 11.75의 값으로 조절되는 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 붕소 함유 수용액의 온도가 20 내지 60℃인 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.
제15항에 있어서, 상기 조성물의 응결 시간이 26시간 내지 111시간인 것을 특징으로 하는 시멘트 그라우트 조성물.