環境

[PY-18] 地球化学モデリングによる高炉スラグ混合セメント硬化体中の塩化物イオンの拡散係数予測

^○畑中晶¹, 胡桃澤清文², 名和豊春² (1.北海道大学大学院工学院　環境循環システム専攻, 2.北海道大学教授　環境循環システム専攻)

キーワード：地球化学モデリング、PHREEQC、塩化物イオン吸着、屈曲度、拡散二重層

放射性廃棄物の地層処分で使用されるセメント硬化体には低拡散性により外部環境への放射性核種の漏洩を抑制する機能が期待される。本研究ではそのような低拡散性を有する高炉スラグ混合セメント硬化体を研究対象とし塩化物イオンの拡散予測モデルを検討した。そこでは、セメント硬化体中の大部分を占めるC-S-Hに着目しその微細構造が塩化物イオンの拡散メカニズムに及ぼす影響を検討した。初めに２次元の反射電子像より３次元のマクロレベルでの微細構造を予測した結果、高炉スラグ混合率が増加するほど拡散係数は小さくなった。これより高炉スラグ混合により低拡散性が発現するのはC-S-H中の微細空隙量が増加して構造が変化するためだと考えられた。なお構築した微細構造モデルはサブミクロンオーダーであり、C-S-H中の拡散経路や細孔壁が拡散に及ぼす影響は明らかにされていない。そこで本研究では細孔内の拡散二重層がイオンの拡散に及ぼす影響距離と、拡散に対して支配的な細孔径を地球化学モデリングPHREEQCを用いて明らかにした。また細孔構造の屈曲度の評価を行い、塩化物イオンの拡散をC-S-Hの構造を考慮して明らかにすることを試みた。