JP7487025B2 - ジオポリマー成型体の製造方法及びその製造装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るジオポリマー成型体の製造装置(以下、単に「製造装置10A」という)を示す概略図である。このように製造装置10A(10)は、アルミニウム及びケイ素を主成分とする粉体材料21を供給する第1供給部11と、この粉体材料21を重合反応させるアルカリ刺激剤の水溶液22を供給する第2供給部12と、これら粉体材料21及び水溶液22を混合して湿気を帯びた湿潤粉体25を生成する混合部15と、この湿潤粉体25を圧縮し成型体26を形成する圧縮成型部16と、を備えている。
次に図2を参照して本発明における第2実施形態について説明する。図2は第2実施形態に係るジオポリマー成型体の製造装置(以下、単に「製造装置10B」という)の一部を示す概略図である。なお、図2において図1と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
図3の工程図を参照して本発明に係るジオポリマー成型体の製造方法の実施形態を説明する(適宜、図1又は図2参照)。アルミニウム及びケイ素を主成分とする粉体材料21を供給する(S11)。この場合の粉体材料21の供給は、貯蔵タンク(図示略)から規定量を秤量して行うか、流通用の袋から直接取り出して行うか、といった供給手段の区別は問わない。また、粉体材料21が複数の素材を混合させたものとする場合、これら素材を予め混合して供給する場合もあるし、それぞれを別々に分けて単独で供給する場合もある。
比較例1では、アルカリ刺激剤(メタケイ酸ナトリウム無水物、水酸化カリウム)を粉体のまま(水溶液22とはせずに)、微量の水分とともに粉体材料(メタカオリン)と混合した場合を示している。具体的には、各々の配合物の全体に占める混合割合を、メタカオリン58wt%、ケイ酸ナトリウム無水物28wt%、水酸化カリウム11wt%(以上が粉体)、及び、水3wt%として調製し混合物とした。
比較例2では、実質的にアルカリ刺激剤(メタケイ酸カリウム、水酸化カリウム)を、大量の水溶媒とともに粉体材料(メタカオリン)と混合しペースト状にした場合を示している。具体的には、各々の配合物の全体に占める混合割合を、メタカオリン31wt%、シリカヒューム16wt%、濃度30%のメタケイ酸カリウム水溶液12wt%、粉体の水酸化カリウム18wt%、水23wt%として調製し混合物とした。
実施例1では、アルカリ刺激剤(メタケイ酸カリウム、水酸化カリウム)の水溶液22を、粉体材料21(メタカオリン、シリカヒューム)と混合し湿潤粉体25にした場合を示している。具体的には、各々の配合物の全体に占める混合割合を、メタカオリン45wt%、シリカヒューム24wt%、濃度30%のメタケイ酸カリウム水溶液17wt%、粉体の水酸化カリウム14wt%として調製し湿潤粉体25とした。
実施例2では、アルカリ刺激剤(メタケイ酸カリウム、水酸化カリウム)の水溶液22を、粉体材料21(メタカオリン、シリカヒューム、高炉スラグ)と混合し湿潤粉体25にした場合を示している。具体的には、各々の配合物の全体に占める混合割合を、メタカオリン31wt%、シリカヒューム13wt%、高炉スラグ31wt%、濃度30%のメタケイ酸カリウム水溶液19wt%、粉体の水酸化カリウム6.0wt%として調製し湿潤粉体25とした。
Claims (4)
- アルミニウム及びケイ素を主成分とする粉体材料を供給する工程と、
前記粉体材料を重合反応させるアルカリ刺激剤の水溶液を供給する工程と、
粉砕可能な固体からなる放射性廃棄物を供給する工程と、
前記粉体材料、前記放射性廃棄物及び前記水溶液を混合して湿気を帯びた湿潤粉体を生成する工程と、
前記湿潤粉体を圧縮し成型体を形成する工程と、を含み、
前記アルカリ刺激剤の水溶液は、ケイ酸塩の水溶液に水酸化物を溶解させたものであって、
前記ケイ酸塩は、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ルビジウム、ケイ酸セシウムのうち少なくとも一つであり、
前記水酸化物は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムのうち少なくとも一つである、ジオポリマー成型体の製造方法。 - 請求項1に記載のジオポリマー成型体の製造方法において、
前記粉体材料に混合される前記水溶液は、前記湿潤粉体の全体に占める割合が40wt%を上限とするジオポリマー成型体の製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載のジオポリマー成型体の製造方法において、
温度及び湿度を調整した環境で前記成型体を養生する工程をさらに含むジオポリマー成型体の製造方法。 - アルミニウム及びケイ素を主成分とする粉体材料を供給する第1供給部と、
前記粉体材料を重合反応させるアルカリ刺激剤の水溶液を供給する第2供給部と、
粉砕可能な固体からなる放射性廃棄物を供給する第3供給部と、
前記粉体材料、前記放射性廃棄物及び前記水溶液を混合して湿気を帯びた湿潤粉体を生成する混合部と、
前記湿潤粉体を圧縮し成型体を形成する圧縮成型部と、を備え、
前記アルカリ刺激剤の水溶液は、ケイ酸塩の水溶液に水酸化物を溶解させたものであって、
前記ケイ酸塩は、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ルビジウム、ケイ酸セシウムのうち少なくとも一つであり、
前記水酸化物は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムのうち少なくとも一つである、ジオポリマー成型体の製造装置。
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