JP3372684B2 - Cement inorganic admixture for nuclear waste - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、原子力施設で発生する
廃棄物に添加して使用する原子力廃棄物用セメント無機
混和材に関する。 【０００２】 【従来の技術】原子力発電所の様な原子力施設で発生す
る廃棄物としては、濃縮廃液を乾燥して得られた粉体を
ペレット状に成形した物や、金属の切断片、フィルタ
ー、パッキンの様な雑廃棄物がある。特に雑廃棄物につ
いては、その種類が多く、形状も複雑である。 【０００３】この様な雑廃棄物は２００リットルドラム
缶に充填可能な様に適当な大きさに切断して保管される
ことになっている。そこで、固型化のために、廃棄物を
充填した２００リットルドラム缶中にセメント系材料を
ペースト状にして流し込み、ドラム缶と廃棄物間の空間
や廃棄物同志の空間を固型化材で埋めてしまう方法が提
案されている。 【０００４】セメント系材料は、セメントに水を混ぜて
ペーストを作成して使用する方法、セメントに砂と水を
混ぜモルタルのペーストにして使用する方法、あるいは
セメントに砂と砂利と水を混ぜてコンクリートのペース
トにして使用する方法等が提案されている。その場合、
建築土木業界で使用されるセメント系材料が有力視され
ている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】セメント系材料は前述
の空隙を完全に充填する必要がある。それゆえ、一般的
なセメントペースト、砂、砂利を添加したモルタルやコ
ンクリートペーストでは流動性が悪いために空隙を完全
に充填することは不可能であった。このため、一般建築
や土木業界では、セメント系材料の流動性を良くするた
めに混和材としてリグニンスルホン酸、ナフタリンスル
ホン酸等の有機系添加剤が使用されている。 【０００６】放射性廃棄物の充填材として、このような
有機混和材を添加したセメントが現在検討されている。 【０００７】しかし、長期安定性が最大の要求項目であ
るセメントにとっては、有機系混和材の添加は耐久性と
共に放射性核種の吸着性を低下させる原因となると言わ
れている。 【０００８】前述のように、建築土木業界で用いられて
いる混和材あるいは固化材は主に有機物からなっている
が、有機系の分散剤は、長期的に見ると劣化しやすく、
かつ、その際にガスを発生し構造物自体の緻密性を低下
させる恐れがある。それと同時に核種吸着性も欠如す
る。 【０００９】そこで、本発明者等は、縮合リン酸ナトリ
ウム塩やリン酸ガラスを混和材として使用することを知
見した特開昭６２−２６７６９９号、特開昭６２−２６
７７００号、特開昭６３−１６７２９７号および特願平
５−１３７４６９号に示す様な放射性廃棄物の固化処理
技術を提案した。 【００１０】しかし、これらによって提供される固型化
材では、ポットライフの問題や亀裂発生の問題、また、
凝結時間が著しく長くなるなどの問題が完全に解消され
ず、そのためシステム構成が非常に複雑となったり、シ
ステム化が不可能であるという問題がある。 【００１１】本発明の目的は、長期的に見て劣化等の変
質が少なく、また仮に変質が生じても、ガスなどが発生
しない原子力廃棄物用セメント無機混和材を提供するこ
とである。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、縮合リ
ン酸ナトリウム０．１〜２重量部、炭酸塩化合物０．１
〜２重量部、ホウ酸０．０５〜１重量部、ベントナイト
０．５〜５重量部、アルミナセメント０．５〜４重量部
からる原子力廃棄物用セメント無機混和材である。 【００１３】 【実施例】本発明者等はシステム構成化を容易に行える
セメントの開発を主眼として検討を行った。そして多大
の研究の結果、以下に示す様なシステム構成上まったく
問題を生ぜず、優れた特性を有する原子力廃棄物用セメ
ント無機混和材を発明した。 【００１４】本発明の放射性廃棄物の固型化材料は、主
として縮合リン酸ナトリウム、炭酸塩、ホウ酸、ベント
ナイト、アルミナセメントの５種を混合してなる混和材
をセメント（たとえば高炉セメント）に添加して、セメ
ントペーストの流動性を著しく改善せしめる、有機物を
全く含有しない原子力廃棄物用セメント無機混和材であ
る。 【００１５】本発明のセメント用混和材は、普通セメン
トや高炉セメントなどの水硬性セメントと混合して用い
るだけでなく、水硬性セメントの一部を耐火骨材（例え
ばシャモット質、鋳物砂等）で置き換えて用いて放射性
廃棄物用充填固化材としてもよい。 【００１６】本発明の混和材は粉末状であり、前述のよ
うに主として５種の原料から構成されている。各原料の
主な添加役割は次のとおりである。 【００１７】縮合リン酸ナトリウムはセメントに分散性
を付与するために添加する添加剤である。一般にポルト
ランドセメントや高炉セメントに水を添加して得られた
ペーストは著しく流動性に欠け、狭い間隙を充填する機
能は有しない。従って放射性廃棄物の固型化のためには
流動性を付与するための添加剤が必要となってくる。そ
のために分散剤としてヘキサメタリン酸ナトリウム、ウ
ルトラポリリン酸ナトリウムの名称で知られる縮合リン
酸ナトリウムが添加される。これは、試薬並びに工業用
のいずれのグレードのものを添加してもよい。また、そ
の添加量は０．１〜２重量部であり、好ましくは０．３
〜１．０重量部が添加される。添加量の範囲を０．１〜
２重量部に限定した理由は、０．１重量部未満では流動
性は全く示さず、また２重量部超では著しい硬化遅延を
及ぼし、硬化に７日間以上の時間を要するためである。 【００１８】炭酸塩は流動可使時間を著しく延長させる
目的で添加される。上記縮合リン酸ナトリウムを添加し
たセメントペーストは、初期粘度を１５分間保持する
が、更に時間が経過すると粘性が急激に増して、３０分
経過すると自然流動が困難となる。例えばセメントペー
ストの充填注入度の評価方法の手段として行われるＰロ
ート（すなわち土木学会基準のロート）を用いた流下値
の測定においては、混練後ペーストの流下時間が１６秒
であったものがペーストの放置時間が経過すると共に粘
性が次第に上昇し、混練１５分後ではロートから全量流
出するのに６０秒以上を要し、混練３０分後ではロート
から流出しないという事態が生じる。 【００１９】このように、縮合リン酸ナトリウムの添加
においては、セメントの分散性に効果は示すものの、２
００リットルドラム缶を完全に均一に充填するのに必要
な流動可使時間を得るには縮合リン酸ナトリウム単独の
添加によっては困難である。そこで、流動可使時間を延
長させる目的で種々の添加剤を検討した結果、縮合リン
酸ナトリウムと炭酸塩を併用添加すると、分散性が更に
向上すると共に流動可使時間が著しく延びることが判明
したのである。 【００２０】炭酸塩としては炭酸カリウム及び炭酸ナト
リウムが使用される。これは、試薬と工業用のいずれに
ついても限定がなく、両方とも使用が可能である。その
添加量は０．１〜２重量部である。好ましくは、炭酸塩
は、縮合リン酸ナトリウムと同様に０．３〜１．０重量
部が添加される。炭酸塩の添加量の範囲を０．１〜２重
量部に限定した理由を述べると、０．１重量部未満では
全く効をなさず、縮合リン酸ナトリウムを単独添加した
ペーストの特性しか得られない。また、逆に添加量が２
重量部を超えると、縮合リン酸ナトリウム単独の添加品
よりもペースト流動可使時間が短かくなったり、異常硬
化（たとえば瞬結）を招くというトラブルが生じた。 【００２１】縮合リン酸ナトリウムと炭酸塩を併用添加
したセメントペーストは、分散性の向上と流動可使時間
の延長が図られ、混練直後と３０分静置保持したペース
トの流下値はいずれも１６秒という結果であった。しか
し、６０分静置保持したペーストには流下特性の低下が
認められ、ロート中のペーストが完全に流下するまでに
３０秒以上の時間を要した。 【００２２】ホウ酸は流動可使時間を更に延長する目的
で添加する。放射性廃棄物の固型化材は、充填性（流動
性）が要求されるだけでなく、流動可使時間が長いこと
が強く要求される。仮に、流動可使時間が短く、硬化時
間が速い固型化材を使用した場合、充填中や充填後にミ
キサー内やペースト搬送ホース中においてセメントが硬
化してしまうというトラブルを招きかねない。また、硬
化したセメントの除去も、管理区域内での作業を強いら
れるために簡単には行えず、装置全体の稼動を中止して
行うという大きなトラブルを誘発する原因ともなりかね
ない。 【００２３】従って、セメントペーストは、流動可使時
間が長ければ長いほど、安心して使用できるわけであ
る。そのため混練後３時間程度初期の流動性（流下値）
を有する様なセメントが最適である。 【００２４】ホウ酸は、ペーストの流動可使時間を著し
く延長させるのに大きな効果を持たらす添加剤である。
その添加量は０．０５〜１重量部である。０．０５重量
部未満だと、期待された流動可使時間の延長は認められ
ず、逆に１重量部を超えて添加すると、固化体の収縮率
が大きくなり、亀裂発生の原因となりやすい。ホウ酸添
加における流動可使時間について述べると、１．５時間
以上の初期流動性を可能とすると共に、３時間経過した
ペーストにおいても僅かに流下値が上昇するに留るもの
が好ましい。 【００２５】ペーストの体積収縮や空隙を充填すること
を目的としてベントナイトが添加される。ベントナイト
は白亜紀から第三期層の大昔に海底や湖底に堆積した火
山灰が火山性の熱水作用や地圧続成作用などにより生成
されたもので、粘土鉱物モンモリロナイト結晶を主成分
とするものである。ベントナイトは、潤滑性、懸濁性、
粘性、チクソトロピー性の性質に優れ、土木建築工事
用、鋳物砂粘結剤用、農業土木用として広く使用されて
いる。これを添加すると、粘度が細かくてセメントミル
クのみでは浸透し得ない空隙部にも浸透するため、高い
充填性が得られやすい。ベントナイトの添加量は０．５
〜５重量部である。０．５重量部未満では上記添加効果
は認められず、５重量部を超えて添加すると、ペースト
の粘性が異常に上昇し、流動性が極端に低下する結果を
招く。 【００２６】前述のセメントペーストによって充填固化
したドラム缶は、ある所定の時間静置養生した後（たと
えば２４〜３６時間後）、所定の保管個所へ移動され
る。 【００２７】移動保管時は、ドラム缶に若干の振動や衝
撃が加わることが予測されることから、固化体として十
分な強度を発現しておく必要がある。仮りに硬化せず十
分な強度を発現していない固化体を移動したりすると、
亀裂割れの発生と共に廃棄物がドラム缶中を移動する等
の問題が発生する。それは、放射性核種の洩れにつなが
り、安定性に欠ける固化体となってしまう。 【００２８】アルミナセメントはセメントペーストにド
ラム缶移動が可能な強度を付与するために添加される。
アルミナセメントは急硬性セメントの分類に属し、普通
ポルトランドセメントの２８日強度が僅か１日で得られ
る。アルミナセメントは、カルシウム・アルミネートを
主成分とするため耐熱性に優れるという特性から耐火物
用結合バインダーを主に急硬性という点で見直されて、
様々な用途の展開が検討されている材料である。本来、
ポルトランドセメントや高炉セメントにアルミナセメン
トまたはその混合鉱物系を添加すると、急結性を示すこ
とが知られており、アルミナセメントの添加量によって
は数分にて粘性を失い、発熱して固結する。 【００２９】このようなことを勘案して、本発明のセメ
ント用無機混和材は、縮合リン酸ナトリウム、炭酸カル
シウム、ホウ酸の相互作用やそれらの添加量を詳細に検
討した結果発明されたものであり、３時間に及ぶ流動可
使時間を有しながらも２４時間後には移動可能な強度
（たとえば貫入抵抗強度が３００ｋｇｆ／ｃｍ² 以上）
を示したり、凝結時間をアルミナセメントの添加で容易
に調整したりすることを可能とした。 【００３０】アルミナセメントは、０．５〜４重量部が
添加される。この範囲を逸脱すると、セメントペースト
の流動性と凝結時間に大きな影響を与え、０．５重量部
未満では凝結時間の調整にさしたる効果が認められず、
４重量部を超えると凝結時間が極端に短くなると共に流
動可使時間の短縮にも影響する結果となる。 【００３１】アルミナセメントは、ＪＩＳで規格されて
いる１級〜５級のいずれのグレードのものも使用が可能
である。 【００３２】本発明のセメント用無機混和材は粉末状で
あるが、それについて説明する。 【００３３】予め縮合リン酸塩と炭酸塩を水溶液として
添加するのではなく、粉末状の無機混和材を添加する
と、分散作用が良好となる。たとえば、縮合リン酸ナト
リウムと炭酸塩を同時に加え、強いアルカリ性を保持
し、流動性を著しく延長させる。本発明の混和材の粉末
の粒度は特に限定するものではないが、好ましくは０．
２５ｍｍ以下とする。さらに、縮合リン酸ナトリウム
は、白色結晶の粉末又は結晶粒が好ましく、特に１００
メッシュ以下の粉末が最適であり、炭酸塩は、粒径３０
０ミクロン以下の白色粒状物又は１００メッシュ以下の
白色微粉末が好ましく、とくに溶解性の観点から白色微
粉末が最適であり、ホウ酸は粒径３００ミクロン以下の
白色結晶粉末が好ましく、ベントナイトは粒径３００メ
ッシュ以下の黄白色微粉末が細密充填の観点から好まし
く、アルミナセメントはグレー白色や白色微粉末が好ま
しい。 【００３４】また、本発明のセメント用混和材を耐火骨
材と一緒に用いるのであれば、セメント用混和材１．２
５〜１４重量部、水硬性セメント４０〜６０重量部およ
び耐火骨材６０重量部以下を混合し、放射性廃棄物用充
填固化材とすることが望ましい。 【００３５】この場合、放射性廃棄物用充填固化材の各
原料の主な添加役割は、次の通りである。 【００３６】セメント用無機混和材の役割は前記の通り
である。１．２５〜１４重量部の範囲をはずれると、セ
メント用無機混和材の十分な効果が得られない。 【００３７】本発明で用いる水硬性セメントとは、例え
ば普通ポルトランドセメントや高炉セメント等であり、
特にＪＩＳＲ５２１０、ＪＩＳＲ５２１１等が好まし
い。 【００３８】水硬性セメントは４０〜６０重量部とする
ことが望ましい。４０重量部以下では、水硬性セメント
の機能が十分得られず、６０重量部以上ではセメント用
無機混和材の効果が十分に得られない。 【００３９】耐火骨材が６０重量部以下であることが好
ましいとしたのは、６０重量部より多いと低水分化はは
かれるものの骨材が沈降し、材料分離を発生する原因に
なるからである。 【００４０】耐火骨材として例えばシャモット質耐火骨
材を用いるならば、その組成はＡｌ₂ Ｏ₃ ３５〜５５重
量％、ＳｉＯ₂ ６５〜４５重量％であることが好まし
い。本発明のシャモット質耐火骨材は、例えばＡｌ₂ Ｏ
₃ ３５〜５５重量％、ＳｉＯ₂６５〜４５重量％の組成
からなる粘土を１０００℃以上の高温で焼固して緻密化
させたのち任意の粒径にクラッシャーやミルで粉砕した
もの等である。本発明のシャモット質耐火骨材の粒径
は、最大粒径１．０ｍｍ以下、粒径０．５〜１．０ｍｍ
のものが５５％以上であることがのぞましい。この粉度
構成からはずれると添加水量が増減するなど固型化した
際の特性にバラツキを生じやすい。嵩比量は、２．４５
〜２．６５、見掛気孔率１．５〜３．５％であることが
好ましい。嵩比量がこの範囲からはずれるとシャモット
質耐火骨材の沈降やペーストの流動性の定価を生じやす
くなり、気孔率がこの範囲をはずれるとペースト特性、
固化体特性に悪影響を与える原因になりやすい。 【００４１】以下、実施例１〜１７と比較例１〜１７を
示し、本発明のセメント用無機混和材についてさらに具
体的に説明する。 【００４２】実施例１ ＪＩＳＢ種高炉セメント１００重量部に、ヘキサメタリ
ン酸ナトリウム、炭酸カリウム各々０．５重量部、ホウ
酸０．２重量部、ベントナイト２．５重量部、アルミナ
セメント１重量部を予め混合した混和材を添加して混合
し、さらに外率にて水４５重量部を添加し、セメントペ
ーストを得た。このセメントペーストの粘度は１０Ｐａ
・ｓで、フロー値３２０ｍｍ、Ｐロートによる流下時間
については、混練直後で１４秒を示し、１８０分後にて
も１６秒と特性的な低下はほとんど認められなかった。
固化体の２８日経過後の強度は４４．１ＭＰａを示し、
ＪＩＳＲ５２１１の規格値を上回った。 【００４３】実施例２ 高炉セメントＢ種１００重量部に、ヘキサメタリン酸ナ
トリウム、炭酸カリウム各々１．０重量部、ホウ酸０．
５重量部、ベントナイト１．５重量部、アルミナセメン
ト２．０重量部を予め混合した混和材を添加して混合し
た。それに外率にて水４５重量部を添加しセメントペー
ストを得た。このセメントペーストの粘度は１２Ｐａ・
ｓで、フロー値３２０ｍｍ、Ｐロートによる流下時間に
ついては、混練直後１６秒で流下して、１８０分経過し
ても１８秒と良好な流下特性を示し、固化体強度も２８
日で４２．４ＭＰａであった。 【００４４】実施例３ ＪＩＳＲ５２１０の普通セメント１００重量部に、ウル
トラポリリン酸ナトリウム１．０重量部、炭酸カリウム
１．５重量部、ホウ酸０．１重量部、ベントナイト２．
０重量部、アルミナセメント１．０重量部の構成にて混
合したものを添加して混合し、さらに外率にて水４５重
量部を加え、セメントペーストを得た。このセメントペ
ーストの特性は、１５Ｐａ・ｓの粘度で、フロー値３０
０ｍｍ、流下時間は混練直後１８秒で、１８０分後でも
２０秒の特性を示した。また固化体の圧縮強度も２８日
経過後で４３．５ＭＰａであった。 【００４５】実施例４ 高炉セメントＢ種１００重量部に、ヘキサメタリン酸ナ
トリウム、炭酸ナトリウム各々０．２重量部、ホウ酸
０．０７５重量部、ベントナイト１．０重量部、アルミ
ナセメント０．５重量部を予め混合したものを添加混合
して、外率にて４５重量部の水を添加してセメントペー
ストを得た。粘度は１１Ｐａ・ｓで、フロー値３１０ｍ
ｍで、流下時間は混練直後１５秒で３時間経過後も２０
秒という流下特性を示した。また、圧縮強度も２８日経
過後で４４．５ＭＰａを示した。 【００４６】実施例５ 高炉Ｂ種セメントに、ヘキサメタリン酸ナトリウム２重
量部、炭酸カリウム２重量部、ホウ酸０．７５重量部、
ベントナイト２．０重量部、アルミナセメント３．０重
量部を予め混合したものを添加混合して、外率にて４５
重量部の水を添加してセメントペーストを得た。ペース
トの粘度は１２Ｐａ・ｓ、フロー値は３００ｍｍを示し
た。Ｐロートによる流下時間は混練直後で１８秒の特性
を示し、１８０分経過してもその特性はほとんど変化せ
ず２０秒という結果であった。固化体特性としては、２
８日経過した固体化に４２．１ＭＰａの圧縮強度を得
た。実施例６ 高炉Ｂ種セメント１００重量部に、ヘキサメタリン酸ナ
トリウム０．１重量部、炭酸カリウム０．１重量部、ホ
ウ酸０．０５重量部、ベントナイト５．０重量部、アル
ミナセメント０．５重量部を予め混合したものを添加混
合して、外率にて４５重量部の水を添加してセメントペ
ーストを得た。ペーストの粘度は１１Ｐａ・ｓ、フロー
値は３００ｍｍで、流下時間は混練直後が１８秒、１８
０分後で２３秒の結果を示した。固化体の圧縮強度は、
２８日養生後にて４５．２ＭＰａであった。 【００４７】実施例７ 普通セメント１００重量部に、ヘキサメタリン酸ナトリ
ウム０．５重量部、炭酸ナトリウム０．５重量部、ホウ
酸０．２重量部、ベントナイト２．５重量部、アルミナ
セメント１．０重量部を予め混合したものを添加混合し
て外率にて４５重量部の水を添加してセメントペースト
を得た。ペースト粘度は１０Ｐａ・ｓ、フロー値３２０
ｍｍであり、流下時間は混練直後で１５秒、１８０分後
にて１６秒という結果を示し、固化体の圧縮強度も２８
日養生後で４３．８ＭＰａという結果を得た。 【００４８】実施例８ 高炉Ｂ種セメント１００重量部に、ウルトラポリリン
酸、炭酸ナトリウムを各々０．５重量部、ホウ酸０．２
重量部、ベントナイト２．５重量部、アルミナセメント
１．０重量部を予め混合したものを添加混合し、外率に
て４５重量部の水を添加してセメントペーストを得た。
ペースト粘度は１０Ｐａ・ｓ、フロー値３２０ｍｍで、
流下時間は混練直後で１６秒、１８０分後で１８秒とい
う結果を示した。固化体の２８日養生後の圧縮強度は４
４．４ＭＰａであった。 【００４９】比較例１ 高炉Ｂ種セメント１００重量部に、外率にて水４５重量
部を添加してセメントペーストを得た。ペーストの粘度
２５Ｐａ・ｓで、フロー値２３０ｍｍを示し、流下時間
は混練直後で２３秒を示したものの、時間経過と共に流
下時間も長くなり、１８０分後にはロートから流出しな
いという結果に終わった。尚、圧縮強度は２８日養生後
で４２．７ＭＰａの特性を示した。 【００５０】比較例２ 高炉Ｂ種セメント１００重量部に、ヘキサメタリン酸ナ
トリウム０．５重量部、ホウ酸０．２重量部、ベントナ
イト２．５重量部、アルミナセメント１重量部を予め混
合したものを添加混合し、外率にて４５重量部の水を添
加してセメントペーストを得た。 【００５１】１４Ｐａ・ｓの粘度と２８０ｍｍのフロー
値を示し、流下特性は混練直後１４秒という結果を示し
たものの１５分後では４５秒を要し、３０分後ではロー
ト中から流下はなくなった。圧縮強度は２８日養生後で
２５．６ＭＰａという結果であった。 【００５２】比較例３ 高炉Ｂ種セメント１００重量部に、炭酸カリウム０．５
重量部、ホウ酸０．２重量部、ベントナイト２．５重量
部、アルミナセメント１．０重量部を予め混合したもの
を添加混合し、外率にて４５重量部の水を添加しセメン
トペーストを得た。粘度５５Ｐａ・ｓ、フロー値２００
ｍｍで、混練直後の流下値は４５秒であったが、１５分
後には凝結し経時変化における流下値は得られなかっ
た。固化体の圧縮強度は２８日養生後で４３．７ＭＰａ
であった。 【００５３】比較例４ 普通セメント１００重量部に、ヘキサメタリン酸ナトリ
ウム、炭酸カリウムを各々０．５重量部、ベントナイト
２．５重量部、アルミナセメント１．０重量部を予め混
合したものを添加混合し、外率にて水４５重量部を添加
してセメントペーストを得た。ペーストの粘度は１０Ｐ
ａ・ｓ、フロー値３１０ｍｍの特性を示し、流下時間は
混練直後〜１５分後までは１４秒の流下時間を示したも
のの、３０分後では７５秒と長くなり、１８０分後では
ロートに付着して流下しなかった。圧縮強度は、２８日
養生後で４３．８ＭＰａの値であった。 【００５４】比較例５ 高炉Ｂ種セメント１００重量部に、一般的に市販されて
いる有機混和材（ナフタリンスルフォン酸系）を１．０
重量部と水を外率にて３５重量部添加してセメントペー
ストを得た。ペーストの粘度は１０．５Ｐａ・ｓ、フロ
ー値３００ｍｍで流下時間は混練直後〜３０分後迄は１
５〜１７秒の流下時間を示したのに対し、１８０分後に
はロートに付着して流下しなかった。圧縮強度は２８日
養生後で４５．４ＭＰａの特性を示した。 【００５５】本発明の固型化材と高炉セメントＢ種単味
の２種を用いて模擬廃棄物を用いて充填固化を行った。
２００リットルドラム缶に予め金属パイプを配置し、上
記２種のセメントペーストをそれぞれ充填し、充填状況
と効果後の状態を観察した。条件及び結果は下記の表６
に示す通りである。 【００５６】 【表６】 上記表６の結果が示すように本発明の固型化材は凹凸や
亀裂の発生も全く確認されず、良好な固化体が得られ
た。しかし、骨材、混和剤を添加しないセメントの固化
体には表面の凹凸や表面、側面の亀裂の発生が認めら
れ、密封性に欠けることが明かになった。 【００５７】以上をまとめると、表１及び２のようにな
る。 【００５８】 【表１】【表２】本発明の混和材を添加混合した高炉Ｂ種セメントと全く
添加しない高炉Ｂ種セメントの２種を用いて模擬廃棄体
を用いて充填固化の実験を行った。 【００５９】複数の２００リットルドラム缶に予め金属
パイプを配置し、上記２種のセメントペーストを各々充
填し、充填情況と硬化後の状態を観察した。 【００６０】実験の条件並びに結果は表３に示す通りで
ある。 【００６１】 【表３】表３の結果が示す様に、本発明の混和材を添加したセメ
ントは凸凹の亀裂の発生が全く認められず、良好な固化
体が得られた。 【００６２】しかし、混和材を添加しないセメントによ
る固化体においては、表面の凸凹と共に亀裂の発生が認
められ、密封性に欠けることが明らかとなった。 【００６３】充填の様子を具体的に調べるために、直径
５ｃｍの円柱体の模擬廃棄物を２００リットルドラム缶
に密充填した状態で上からセメント材を流し込むと、従
来ではドラム缶の半分の高さから底部にかけて中心部に
２０〜３０ｃｍ径ほどの全く充填されない部分が存在し
たが、本願発明ではそのような空隙は全く生じなかっ
た。 【００６４】また、深さ５ｃｍの５ｍｍ幅のスリットを
無数に有する１０ｃｍ角の角材を２０〜３０ｃｍに切断
したものを２００リットルドラム缶にランダムに入るだ
け詰め、セメント材を流し込むと、従来では、ドラム缶
上部のスリットは約８０％充填され、下部のスリットは
約２０％ほど充填されたのに対し、本願発明によれば、
上部ではほぼ１００％、下部でも約９５％充填できた。 【００６５】さらに、実際の廃材を想定した３０〜４０
ｍｍ大のゴム栓材、７５〜１２５ｍｍ径×３００〜５０
０ｍｍの金属パイプ、１５〜４０ｍｍの樹脂性ペレット
をほぼ均等の割合で混合し、ドラム缶に振動を加えなが
ら、３／４まで詰め、その後上からセメント剤を充填す
ると、従来品は廃材間に３ｍｍ以下の空隙を生じやす
く、また、下方部では全く充填されていないところもあ
り、全体の充填率は約８０％であったが、本願発明で
は、２ｍｍ以上の空隙はほとんど無く、また、全く充填
されていないところは無く、全体の充填率は約９６％で
あった。 【００６６】 【表４】 【表５】表５に示す組成を有する混和材を添加したセメントにつ
いて核種吸着性を示す分配係数を測定した結果、本発明
による無機混和材を添加したセメントの核種吸着性能は
表４に示すように一般の普通セメントのものと比較して
格段に優れていることが判明した。 【００６７】 【発明の効果】このように、本発明による無機混和材
は、有機系分散剤（長期的にみると劣化の恐れがあり、
かつ、その際にガスを発生し構造物自体の緻密性を低下
させる恐れのある有機系分散剤）を全く添加せず、ま
た、現在までに全くと言っていいほど例を見ない無機系
材料のみのセメント用混和材であるので、放射性廃棄物
の固型化材料として使用する場合は、セメントに混和材
を添加するだけで、流動性の極めて高いセメントが容易
に得られ、放射性廃棄物を完全に充填固化できる。した
がって、十分なポットライフが確保でき、亀裂が発生し
がたく、かつ、凝結時間を短縮できる。その結果、シス
テム構成を簡単なものにでき、システム化が容易であ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention occurs in a nuclear facility.
Use by adding to waste For nuclear waste Cement inorganic
Regarding admixtures. BACKGROUND OF THE INVENTION Nuclear power generation occurs at nuclear facilities such as nuclear power plants.
Waste obtained by drying concentrated waste liquid
Pellets, cut metal pieces, filters
-There is miscellaneous waste such as packing. Especially for miscellaneous waste
In addition, there are many types and complicated shapes. [0003] Such miscellaneous waste is a 200-liter drum.
Cut to a suitable size so that it can be filled into cans and stored
It is supposed to be. So, for solidification, waste
Cement-based material in a filled 200-liter drum
Paste and pour, space between drum and waste
To fill the space between competitors and waste with solidified material
Is being planned. [0004] Cement-based materials are prepared by mixing cement with water.
How to make and use pastes, sand and water on cement
How to use it as a mixed mortar paste, or
Concrete pace by mixing sand, gravel and water in cement
There is proposed a method of using such a method. In that case,
Cement-based materials used in the building and civil engineering industries are considered promising
ing. [0005] Cement-based materials are described above.
Needs to be completely filled. Hence the general
Mortar and cement with added cement paste, sand and gravel
Complete gaps due to poor fluidity with concrete paste
Could not be filled. For this reason, general architecture
And the civil engineering industry to improve the flowability of cementitious materials.
Lignin sulfonic acid, naphthalene sulfe
Organic additives such as phonic acid have been used. [0006] As a filler for radioactive waste, such
Cement with an organic admixture is currently under study. However, long-term stability is the greatest requirement.
For organic cements, the addition of organic admixtures is
Both are said to cause a decrease in the adsorption of radionuclides
Have been. [0008] As mentioned above, it is used in the construction and civil engineering industry.
Some admixtures or hardeners are mainly composed of organic matter
However, organic dispersants tend to deteriorate over time,
In addition, gas is generated at that time, and the denseness of the structure itself is reduced
May cause Lack of nuclide adsorption at the same time
You. Accordingly, the present inventors have proposed condensed sodium phosphate
Know that the use of calcium salt or phosphate glass as an admixture
See Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 62-267699 and 62-26
No. 7700, JP-A-63-167297 and Japanese Patent Application No. Hei.
Solidification treatment of radioactive waste as shown in 5-137469
Proposed technology. However, the solidification provided by these
In wood, the problem of pot life, cracking,
Problems such as extremely long setting times have been completely eliminated
Therefore, the system configuration becomes very complicated or
There is a problem that stemming is impossible. The object of the present invention is to provide a long-term
Low quality, even if deterioration occurs, gas etc. are generated
do not do Nuclear waste cement Providing inorganic admixtures
And [0012] The gist of the present invention is to provide a condensation resin.
Sodium salt 0.1 to 2 parts by weight, carbonate compound 0.1
To 2 parts by weight, boric acid 0.05 to 1 part by weight, bentonite
0.5-5 parts by weight, alumina cement 0.5-4 parts by weight
Get out For nuclear waste It is a cement inorganic admixture. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present inventors can easily configure a system.
The study focused on the development of cement. And a great deal
As a result of the research,
Has no problem and has excellent properties For nuclear waste Seme
Invented inorganic admixture. The solidified radioactive waste material of the present invention is mainly
As condensed sodium phosphate, carbonate, boric acid, vent
Knight, an admixture made by mixing five types of alumina cement
To cement (eg blast furnace cement)
Organic matter that significantly improves the flowability of the paste
Does not contain at all Nuclear waste cement Inorganic admixture
You. The admixture for cement of the present invention comprises
Mixed with hydraulic cement such as cement and blast furnace cement
In addition to the use of refractory aggregates (eg,
(Chamotte, casting sand, etc.)
It may be used as a solidification material for waste. The admixture of the present invention is in the form of a powder, as described above.
It is mainly composed of five kinds of raw materials. Of each raw material
The main addition role is as follows. Condensed sodium phosphate is dispersible in cement
Is an additive that is added in order to impart Generally Porto
Obtained by adding water to land cement and blast furnace cement
Paste lacks fluidity and fills narrow gaps
No ability. Therefore, for solidification of radioactive waste
Additives for imparting fluidity are required. So
Sodium hexametaphosphate as dispersant for
Condensed phosphorus known under the name sodium rutrapolyphosphate
Sodium acid is added. This is for reagents and industrial
Any grade may be added. Also,
Is 0.1 to 2 parts by weight, preferably 0.3 to 2 parts by weight.
~ 1.0 parts by weight are added. 0.1-
The reason for limiting to 2 parts by weight is that if it is less than 0.1 part by weight,
No curing property is shown, and if it exceeds 2 parts by weight, remarkable curing delay
It takes more than 7 days to cure. Carbonates significantly extend the flow pot life
It is added for the purpose. Add the above condensed sodium phosphate
Cement paste retains initial viscosity for 15 minutes
However, as the time further elapses, the viscosity suddenly increases,
Over time, natural flow becomes difficult. For example, cement paper
P method performed as a method of evaluating the filling degree of the strike
Flow rate using a flow rate (that is, a funnel based on the Japan Society of Civil Engineers)
In the measurement, the flow time of the paste after kneading was 16 seconds.
Became viscous as the paste
After 15 minutes of kneading, the whole flow from the funnel
It takes 60 seconds or more to take out, and 30 minutes after kneading,
Situation that does not flow out of Thus, the addition of condensed sodium phosphate
In the above, although an effect is shown on the dispersibility of cement,
Required to completely fill a 00 liter drum
Sodium phosphate alone
It is difficult depending on the addition. Therefore, extending the flow pot life
As a result of studying various additives for the purpose of extending
When sodium acid and carbonate are added together, dispersibility is further improved.
It is found that the flow pot life is significantly increased with improvement
It was done. As the carbonate, potassium carbonate and sodium carbonate
Lium is used. It is suitable for both reagent and industrial
There is no limitation, and both can be used. That
The amount added is 0.1 to 2 parts by weight. Preferably carbonate
Is 0.3 to 1.0 weight as the condensed sodium phosphate
Parts are added. The range of the added amount of carbonate is 0.1 to 2 times.
The reason for limiting to parts by weight is that if less than 0.1 part by weight,
Has no effect at all, and only sodium condensed phosphate was added
Only the properties of the paste can be obtained. Conversely, when the amount of addition is 2
Exceeding parts by weight, additive sodium condensed sodium phosphate alone
Paste working time is shorter than
Trouble (for example, instantaneous connection) occurred. Combined addition of condensed sodium phosphate and carbonate
The cement paste has improved dispersibility and flowable pot life.
And the pace of keeping it for 30 minutes immediately after kneading
The flow-down values of all the results were 16 seconds. Only
However, the paste that has been left standing for 60 minutes has a reduced flow-down characteristic.
Until the paste in the funnel completely flows down
It took more than 30 seconds. Boric acid is intended to further extend the pot life
Add in. The solidification material of radioactive waste is
) And the flowable pot life is long
Is strongly required. If the flow pot life is short,
When using a fast solidifying material, the
Cement hardens in the mixer and paste transfer hose
Could lead to trouble. Also hard
Removal of degraded cement will also require work in controlled areas
Can not be easily performed because the
Doing so can cause major troubles
Absent. Therefore, the cement paste can be used in a flowable state.
The longer the time, the safer it can be used.
You. Therefore, the initial fluidity (flow down value) for about 3 hours after kneading
The cement having the following is most suitable. Boric acid significantly affects the flow life of the paste.
It is an additive that has a great effect to prolong it.
The addition amount is 0.05 to 1 part by weight. 0.05 weight
Parts, the expected flowable pot life is extended.
Conversely, if it exceeds 1 part by weight, the shrinkage of the solid
Becomes large, which is likely to cause cracking. Borated
1.5 hours
3 hours have passed while enabling the above initial fluidity
Paste with only a slight rise in downflow
Is preferred. Filling voids and shrinkage of paste volume
Bentonite is added for the purpose. Bentonite
Is a Cretaceous to Tertiary formation fire that was deposited on the seabed and lake bottom in the old days
Mountain ash is generated by volcanic hydrothermal action and geodiagenesis
The main component is the clay mineral montmorillonite crystal
It is assumed that. Bentonite is lubricating, suspending,
Excellent viscous and thixotropic properties, civil engineering and construction work
Widely used for casting sand binder, agricultural civil engineering
I have. When this is added, the viscosity becomes fine and the cement mill
Because it penetrates into voids that cannot be
Easy filling. The amount of bentonite added is 0.5
-5 parts by weight. If less than 0.5 parts by weight, the above-mentioned addition effect
Is not recognized, and if it exceeds 5 parts by weight, the paste
Results in abnormally high viscosity and extremely low fluidity
Invite. Filling and solidifying with the above cement paste
After the cured drums are left to cure for a certain period of time (
For example, after 24 to 36 hours)
You. During moving and storage, the drum can may be subject to slight vibration or impact.
As it is predicted that a strike will occur,
It is necessary to develop sufficient strength. Tens without hardening
If you move a solid that does not express sufficient strength,
Waste moves in drums with cracks, etc.
Problems occur. It leads to radionuclide leakage
, Resulting in a solid that lacks stability. Alumina cement is added to cement paste.
It is added to give strength that allows the ram to move.
Alumina cement belongs to the class of rapid hardening cement,
28 days strength of Portland cement in just one day
You. Alumina cement uses calcium aluminate
Refractory because of its excellent heat resistance characteristics as a main component
The binders for use have been reviewed mainly in terms of rapid hardening,
It is a material whose development for various uses is under consideration. Originally,
Alumina cement for Portland cement and blast furnace cement
The addition of minerals or their mixed minerals may cause rapid setting.
It is known that depending on the amount of alumina cement added
Loses viscosity within minutes and generates heat and solidifies. In consideration of the above, the method of the present invention
Inorganic admixtures for cement are sodium phosphate condensate, calcium carbonate
Detailed examination of the interaction between calcium and boric acid and the amount of their addition.
It was invented as a result of discussion, and can flow for 3 hours.
Strength that can be moved after 24 hours while having a working time
(For example, the penetration resistance strength is 300 kgf / cm ^Two that's all)
And setting time is easy by adding alumina cement
Or to be adjusted. The alumina cement contains 0.5 to 4 parts by weight.
Is added. Beyond this range, cement paste
0.5% by weight
If less than the effect of adjusting the setting time is not recognized,
If it exceeds 4 parts by weight, the setting time becomes extremely short and the
This also has the effect of shortening the working pot life. Alumina cement is specified by JIS.
Any grade of 1st to 5th grade can be used
It is. The inorganic admixture for cement of the present invention is in the form of powder.
There are some explanations. An aqueous solution of the condensed phosphate and carbonate is prepared in advance.
Add powdery inorganic admixture instead of adding
, The dispersing action becomes good. For example, condensed sodium phosphate
Adds lithium and carbonate at the same time to maintain strong alkalinity
And significantly prolongs the flowability. Powder of the admixture of the present invention
Is not particularly limited, but is preferably 0.
It shall be 25 mm or less. Furthermore, condensed sodium phosphate
Is preferably a powder or grains of white crystals, particularly 100
Optimally, powder having a mesh size of 30 or less is used.
0 micron or less white granules or 100 mesh or less
White fine powders are preferred, especially from the viewpoint of solubility.
Powder is the best, boric acid with particle size less than 300 microns
White crystalline powder is preferred, and bentonite has a particle size of 300
Fine yellow powder or less is preferred from the viewpoint of close packing.
For alumina cement, gray-white or white fine powder is preferred.
New Further, the admixture for cement of the present invention is used for refractory bone.
If it is used together with cement, the admixture for cement 1.2
5-14 parts by weight, hydraulic cement 40-60 parts by weight and
60 parts by weight or less and refractory aggregate
It is desirable to use a solidified material. In this case, each of the solidified solids for radioactive waste
The main addition role of the raw materials is as follows. The role of the inorganic admixture for cement is as described above.
It is. If it is out of the range of 1.25 to 14 parts by weight,
Insufficient effects of the inorganic admixture for cement can not be obtained. The hydraulic cement used in the present invention is, for example,
Such as ordinary Portland cement or blast furnace cement,
Particularly, JISR5210, JISR5211 and the like are preferable.
No. The hydraulic cement should be 40 to 60 parts by weight.
It is desirable. If it is less than 40 parts by weight, hydraulic cement
Function is not sufficiently obtained.
The effect of the inorganic admixture cannot be sufficiently obtained. It is preferable that the refractory aggregate is 60 parts by weight or less.
The best thing is that if it is more than 60 parts by weight, the water content will be reduced.
Aggregates settle down, causing material separation
Because it becomes. As a refractory aggregate, for example, chamotte type refractory bone
If a material is used, its composition is Al _Two O _Three 35-55
Amount%, SiO _Two Preferably between 65 and 45% by weight.
No. The chamotte refractory aggregate of the present invention is, for example, Al _Two O
_Three 35-55% by weight, SiO _Two 65-45% by weight composition
Made of clay consisting of solidified at a high temperature of 1000 ° C or higher
After crushing to a desired particle size with a crusher or mill
Things. Particle size of the chamotte refractory aggregate of the present invention
Has a maximum particle size of 1.0 mm or less, and a particle size of 0.5 to 1.0 mm.
Is more than 55%. This fineness
When it deviates from the composition, the amount of added water increases and decreases and it is solidified.
Characteristics tend to vary. The bulk ratio is 2.45
To 2.65, apparent porosity of 1.5 to 3.5%
preferable. If the bulk ratio deviates from this range, chamotte
Of refractory aggregate and settling of paste fluidity
If the porosity is out of this range, the paste properties,
It is likely to cause an adverse effect on the properties of the solidified body. Hereinafter, Examples 1 to 17 and Comparative Examples 1 to 17
In addition, the inorganic admixture for cement of the present invention
Explain physically. [0042] Example 1 100 parts by weight of JISB class blast furnace cement
0.5 parts by weight of sodium phosphate and potassium carbonate each,
0.2 parts by weight of acid, 2.5 parts by weight of bentonite, alumina
Add and mix admixture premixed with 1 part by weight of cement
45 parts by weight of water are added at an external rate,
I got the best. The viscosity of this cement paste is 10Pa
・ In s, the flow value is 320mm, the flow time by P funnel
About 14 seconds immediately after kneading, and 180 minutes later
In 16 seconds, a characteristic decrease was hardly observed.
The strength of the solidified body after 28 days shows 44.1 MPa,
It exceeded the standard value of JISR5211. [0043] Example 2 100 parts by weight of blast furnace cement B
1.0 parts by weight of thorium and potassium carbonate each;
5 parts by weight, bentonite 1.5 parts by weight, alumina cement
2.0 parts by weight of a premixed admixture is added and mixed.
Was. Add 45 parts by weight of water to the cement
I got a strike. The viscosity of this cement paste is 12Pa
In s, the flow value is 320 mm, and the flow down time is
About 16 minutes after the kneading,
At 18 seconds.
It was 42.4 MPa per day. [0044] Example 3 Urethane is added to 100 parts by weight of JISR5210 ordinary cement.
1.0 parts by weight of sodium trapolyphosphate, potassium carbonate
1.5 parts by weight, 0.1 part by weight of boric acid, bentonite
0 parts by weight and alumina cement 1.0 parts by weight
Add the mixture and mix.
The amount was added to obtain a cement paste. This cement paper
The characteristic of the paste is a viscosity of 15 Pa · s and a flow value of 30.
0mm, flow time is 18 seconds immediately after kneading, even after 180 minutes
The characteristic of 20 seconds was shown. The compressive strength of the solidified material is also 28 days
After the lapse of time, the pressure was 43.5 MPa. [0045] Example 4 100 parts by weight of blast furnace cement B
Thorium, sodium carbonate each 0.2 parts by weight, boric acid
0.075 parts by weight, bentonite 1.0 parts by weight, aluminum
Add and mix 0.5 parts by weight of nacement in advance
And add 45 parts by weight of water at an external rate
I got a strike. The viscosity is 11 Pa · s and the flow value is 310 m
The flow time is 15 seconds immediately after kneading and 20 after 3 hours.
It showed a falling characteristic of seconds. The compressive strength is 28 days
It showed 44.5 MPa after a failure. [0046] Example 5 Blast furnace B class cement, double sodium hexametaphosphate
Parts, potassium carbonate 2 parts by weight, boric acid 0.75 parts by weight,
2.0 parts by weight bentonite, 3.0 weight alumina cement
The mixture was added and mixed in advance, and an external ratio of 45 was added.
A cement paste was obtained by adding parts by weight of water. pace
G shows a viscosity of 12 Pa · s and a flow value of 300 mm
Was. The flow down time by the P funnel is 18 seconds immediately after kneading.
And its characteristics changed little after 180 minutes.
20 seconds. The solidification properties are 2
Compressive strength of 42.1MPa was obtained after 8 days of solidification
Was. Example 6 100 parts by weight of blast furnace Class B cement
0.1 part by weight of thorium, 0.1 part by weight of potassium carbonate,
0.05 parts by weight of uric acid, 5.0 parts by weight of bentonite, Al
Add 0.5 parts by weight of Mina cement in advance and mix.
In addition, add 45 parts by weight of water as an external
I got the best. Paste viscosity is 11Pa · s, flow
The value was 300 mm, and the flow time was 18 seconds immediately after kneading,
After 0 minutes, the result was 23 seconds. The compressive strength of the solidified body is
It was 45.2 MPa after curing for 28 days. [0047] Example 7 100 parts by weight of ordinary cement, sodium hexametaphosphate
0.5 parts by weight of sodium, 0.5 parts by weight of sodium carbonate,
0.2 parts by weight of acid, 2.5 parts by weight of bentonite, alumina
Premixed 1.0 part by weight of cement
Add 45 parts by weight of water to the cement paste
Got. Paste viscosity: 10 Pa · s, flow value: 320
mm, and the flow-down time is 15 seconds immediately after kneading and 180 minutes after
At 16 seconds, and the compression strength of the solidified product was 28
A result of 43.8 MPa was obtained after curing on a daily basis. [0048] Example 8 100 parts by weight of blast furnace Class B cement, ultra polyline
0.5 parts by weight of acid and sodium carbonate each, 0.2 parts of boric acid
Parts by weight, 2.5 parts by weight bentonite, alumina cement
Add 1.0 part by weight and mix in advance.
Then, 45 parts by weight of water was added to obtain a cement paste.
Paste viscosity is 10 Pa · s, flow value is 320 mm,
The flow time is 16 seconds immediately after kneading and 18 seconds after 180 minutes.
The results showed. The compressive strength of the solidified body after curing for 28 days is 4
It was 4.4 MPa. [0049] Comparative Example 1 100 weight parts of blast furnace Class B cement, 45 weight of water in external ratio
Was added to obtain a cement paste. Paste viscosity
At 25 Pa · s, it shows a flow value of 230 mm and the flow time
Shows 23 seconds immediately after kneading,
The lower time is also longer and do not flow out of the funnel after 180 minutes
It ended in the result. The compressive strength is 28 days after curing.
Showed a characteristic of 42.7 MPa. [0050] Comparative Example 2 100 parts by weight of blast furnace Class B cement
0.5 parts by weight of thorium, 0.2 parts by weight of boric acid, bentona
2.5 parts by weight of alumina and 1 part by weight of alumina cement
The mixture was added and mixed, and 45 parts by weight of water was added at an external ratio.
To obtain a cement paste. 14 Pa · s viscosity and 280 mm flow
Value, and the flow-down characteristics show a result of 14 seconds immediately after kneading.
It takes 45 seconds after 15 minutes and low after 30 minutes
There was no run-down from inside. Compressive strength 28 days after curing
The result was 25.6 MPa. [0052] Comparative Example 3 100 parts by weight of blast furnace type B cement, potassium carbonate 0.5
Parts by weight, boric acid 0.2 parts by weight, bentonite 2.5 parts by weight
Parts, 1.0 part by weight of alumina cement mixed in advance
Was added and mixed, and 45 parts by weight of water was
A paste was obtained. Viscosity 55 Pa · s, flow value 200
mm, the falling value immediately after kneading was 45 seconds, but 15 minutes.
Agglomeration later, no flow-down value over time
Was. The compressive strength of the solidified body is 43.7 MPa after curing for 28 days.
Met. [0053] Comparative Example 4 100 parts by weight of ordinary cement, sodium hexametaphosphate
0.5 parts by weight of potassium and potassium carbonate, bentonite
2.5 parts by weight and 1.0 part by weight of alumina cement are mixed in advance.
Add and mix the mixture and add 45 parts by weight of water at an external ratio
To obtain a cement paste. Paste viscosity is 10P
It shows the characteristics of a · s and a flow value of 310 mm.
A flow time of 14 seconds was shown from immediately after kneading to 15 minutes later.
However, after 30 minutes, it will be 75 seconds longer, and after 180 minutes,
It adhered to the funnel and did not flow down. Compression strength is 28 days
After curing, the value was 43.8 MPa. [0054] Comparative Example 5 Commercially available in 100 parts by weight of blast furnace type B cement
Organic admixture (naphthalenesulfonic acid-based)
35 parts by weight of water and water
I got a strike. The paste has a viscosity of 10.5 Pa
-The flow time is 300mm and the flow time is 1 after the kneading until 30 minutes later.
After a flow time of 5 to 17 seconds,
Adhered to the funnel and did not flow down. Compressive strength is 28 days
After curing, it exhibited a characteristic of 45.4 MPa. The solidified material of the present invention and blast furnace cement B type plain
And solidification was performed using simulated waste.
Place a metal pipe in a 200-liter drum in advance and
Filling each of the above two types of cement paste, filling status
And the state after the effect was observed. Table 6 below shows the conditions and results.
As shown in FIG. [Table 6] As shown in the results of Table 6, the solidified material of the present invention has irregularities and irregularities.
No cracking was observed at all, and a good solid was obtained.
Was. However, solidification of cement without adding aggregate and admixture
The body has surface irregularities and cracks on the surface and sides.
It was found that the sealability was lacking. The above is summarized as shown in Tables 1 and 2.
You. [Table 1] [Table 2] Blast furnace type B cement mixed with the admixture of the present invention
Simulated waste using two types of blast furnace type B cement without addition
An experiment of filling and solidification was carried out using. In a plurality of 200-liter drums
Arrange pipes and fill each of the above two types of cement paste.
After filling, the state of filling and the state after curing were observed. The experimental conditions and results are as shown in Table 3.
is there. [Table 3] As shown in Table 3, the semester to which the admixture of the present invention was added was used.
No solid cracks were found at all, and the solidification was good.
The body is obtained. [0062] However, with cement to which no admixture is added,
In the solidified body, cracks were found along with the unevenness of the surface.
It was found that the sealability was poor. In order to specifically check the filling state, the diameter
200 liter drum of simulated 5cm cylindrical waste
If the cement material is poured from above with the
Now the center of the drum from half the height to the bottom
There is a part that is not filled at all, about 20-30cm in diameter
However, in the present invention, no such gap is generated.
Was. In addition, a 5 mm wide slit having a depth of 5 cm is formed.
Cut countless 10cm square timber into 20-30cm
And put them in random 200 liter drums
Conventionally, when the cement material is poured, the drum can
The upper slit is about 80% filled and the lower slit is
In contrast to about 20% of the filling, according to the present invention,
Almost 100% was filled in the upper part and about 95% was filled in the lower part. Further, 30 to 40 assuming actual waste materials
mm size rubber stopper material, 75-125mm diameter x 300-50
0mm metal pipe, 15-40mm resin pellets
Mixed at an approximately equal ratio and apply vibration to the drum.
、 ３ to 3/4, then fill with cement from above
Then, the conventional product is likely to produce a gap of 3 mm or less between waste materials.
The lower part is not filled at all.
Thus, the overall filling rate was about 80%.
Has almost no gap of 2 mm or more and is completely filled
There is no place that is not done, the overall filling rate is about 96%
there were. [Table 4] [Table 5] The cement to which the admixture having the composition shown in Table 5 was added
And the distribution coefficient indicating nuclide adsorption was measured.
Nuclide adsorption performance of cement with inorganic admixture
As shown in Table 4, compared with those of general ordinary cement
It turned out to be much better. As described above, the inorganic admixture according to the present invention is
Are organic dispersants (there is a risk of deterioration over the long term,
In addition, gas is generated at that time, and the denseness of the structure itself is reduced
Organic dispersant that may cause
In addition, an inorganic system that has never been seen before
Since it is an admixture for cement made of only materials, radioactive waste
When used as a solidifying material for cement, add
Easy to produce cement with extremely high fluidity just by adding
The radioactive waste can be completely filled and solidified. did
As a result, sufficient pot life can be secured and cracks
It is fast and the setting time can be shortened. As a result,
System configuration can be simplified and systematization is easy.
You.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 28/02 Ｃ０４Ｂ 28/02 28/06 28/06 Ｇ２１Ｆ 9/16 ５２１ Ｇ２１Ｆ 9/16 ５２１Ｆ (72)発明者 稲熊 正彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 豊原 尚実 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 佐藤 龍明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平５−9049（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−267699（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−247542（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−279086（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−301640（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21F 9/30 515 C04B 14/10 C04B 22/08 C04B 22/10 C04B 22/16 C04B 28/02 C04B 28/06 G21F 9/16 521 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI C04B 28/02 C04B 28/02 28/06 28/06 G21F 9/16 521 G21F 9/16 521F (72) Inventor Masahiko Inakuma Kanagawa No. 8, Shin-Sugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Japan (72) Inventor: Naomi Toyohara 1st place, Komukai Toshiba-cho, Saitama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Pref. No. 1, Komukai Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kawasaki Pref. Toshiba R & D Center (56) References JP-A-5-9049 (JP, A) JP-A-62-267699 (JP, A) JP-A-3-3 247542 (JP, A) JP-A-6-279086 (JP, A) JP-A-8-301640 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) G21F 9/30 515 C04B 14/10 C04B 22/08 C04B 2 2/10 C04B 22/16 C04B 28/02 C04B 28/06 G21F 9/16 521

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 縮合リン酸ナトリウム０．１〜２重量
部、炭酸塩化合物０．１〜２重量部、ホウ酸０．０５〜
１重量部、ベントナイト０．５〜５重量部、アルミナセ
メント０．５〜４重量部からなる原子力廃棄物用セメン
ト無機混和材。(57) Claims 1. Condensed sodium phosphate 0.1 to 2 parts by weight, carbonate compound 0.1 to 2 parts by weight, boric acid 0.05 to
A cement inorganic admixture for nuclear waste, comprising 1 part by weight, 0.5 to 5 parts by weight of bentonite, and 0.5 to 4 parts by weight of alumina cement.