JPH0782112B2 - Radioactive waste treatment container - Google Patents
Radioactive waste treatment containerInfo
- Publication number
- JPH0782112B2 JPH0782112B2 JP2151684A JP15168490A JPH0782112B2 JP H0782112 B2 JPH0782112 B2 JP H0782112B2 JP 2151684 A JP2151684 A JP 2151684A JP 15168490 A JP15168490 A JP 15168490A JP H0782112 B2 JPH0782112 B2 JP H0782112B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cement
- radioactive waste
- waste treatment
- treatment container
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 title claims description 35
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 32
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 18
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 18
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 15
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 15
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 15
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 15
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 12
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 12
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 11
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 7
- -1 calcium aluminate compound Chemical class 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 3
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 2
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 2
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011210 fiber-reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000011400 blast furnace cement Substances 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000002925 low-level radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 235000011083 sodium citrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000001433 sodium tartrate Substances 0.000 description 1
- 229960002167 sodium tartrate Drugs 0.000 description 1
- 235000011004 sodium tartrates Nutrition 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
本発明は、放射性廃棄物を地中埋設あるいは海洋投棄等
の処理に適した最終形態の固化体とする為に用いられる
放射性廃棄物処理容器に関するものである。The present invention relates to a radioactive waste treatment container used for converting a radioactive waste into a final solidified form suitable for disposal such as underground burial or ocean dumping.
原子力発電所等の各種の原子力施設から排出される各種
の放射性廃棄物の量は増大の一途をたどっている。 これら放射性廃棄物のうち、中、低レベルの放射性廃棄
物はドラム缶等の放射性廃棄物処理容器に入れられ、そ
して固化処理が行なわれ、密閉化して地中埋設あるいは
海洋投棄に適した最終形態のものにしている。 そして、このような放射性廃棄物処理の為の容器として
は、従来からも各種のものが提案されて来ている。 例えば、軟鋼製ドラム缶や、容器の形状に成形した鋼繊
維補強コンクリートに重合性含浸剤を含浸させ、重合固
化させた放射性廃棄物処理容器(特公昭56−12840号公
報)とか、容器の形状に成形した鋼繊維補強コンクリー
トに重合性含浸剤を部分含浸させ、重合固化させた放射
性廃棄物処理容器(特公昭57−34518号公報)とか、外
殻としての金属製容器、該金属製容器の内面にライニン
グされ補強材で補強され、さらに含浸剤にて強化された
コンクリートから構成される外殻及び内殻の二重構造を
有する多重型容器(特開昭59−85999号公報)とかが提
案されて来ている。 そして、例えば粉状あるいは粒状の焼却灰などの微細な
放射性廃棄物、その他雑固体などをセメント固化剤など
と共に放射性廃棄物処理容器内に充填して固化させた
後、この放射性廃棄物層上にセメントペーストを充填
し、そして中蓋を配置した後、外蓋を放射性廃棄物処理
容器に対して配設し、これを地中埋設したり海洋投棄す
ることが考慮されているのである。 ところで、これまで、放射性廃棄物の処理の為の容器本
体の開発には多大な労力が払われ、それなりに優れたも
のが提案されて来た。 しかしながら、安全性に対する要請は高く、より安全性
の高い放射性廃棄物処理容器の開発が待たれている。 ところで、これまで放射性廃棄物処理容器の構成に用い
たセメントとしては、例えばポルトランドセメントが用
いられるのが通常であった。 しかしながら、通常のポルトランドセメントを用いて放
射性廃棄物処理容器を構成したものでは、長期間の保管
後にあっては損傷の認められることもあった。The amount of various radioactive wastes emitted from various nuclear facilities such as nuclear power plants is increasing. Out of these radioactive wastes, medium and low level radioactive wastes are put into radioactive waste treatment containers such as drums and then solidified and sealed to form the final form suitable for underground burial or ocean dumping. I am making it. Various types of containers for treating such radioactive waste have been proposed in the past. For example, a mild steel drum or a steel fiber reinforced concrete molded in the shape of a container is impregnated with a polymerizable impregnating agent, and is polymerized and solidified, a radioactive waste treatment container (Japanese Patent Publication No. 56-12840), or the shape of the container. A radioactive waste treatment container (Japanese Patent Publication No. Sho 57-34518) obtained by partially impregnating a molded steel fiber reinforced concrete with a polymerizable impregnating agent and solidifying it, a metal container as an outer shell, and an inner surface of the metal container. There is proposed a multi-type container (Japanese Patent Laid-Open No. 59-85999) having a double structure of an outer shell and an inner shell, which is made of concrete reinforced with a reinforcing material and further reinforced with an impregnating agent. Is coming. Then, for example, fine radioactive waste such as powdery or granular incineration ash, other miscellaneous solids, etc. are filled in a radioactive waste treatment container together with a cement solidifying agent and solidified, and then, on this radioactive waste layer. After filling the cement paste and placing the inner lid, it is considered that the outer lid is placed on the radioactive waste treatment container, which is buried underground or dumped into the ocean. By the way, up to now, great efforts have been made to develop a container body for the treatment of radioactive waste, and some excellent ones have been proposed. However, the demand for safety is high, and the development of a safer radioactive waste treatment container is awaited. By the way, conventionally, for example, Portland cement has been usually used as the cement used for the construction of the radioactive waste treatment container. However, in the case where the radioactive waste treatment container is composed of ordinary Portland cement, damage may be recognized even after long-term storage.
本発明者は、前記の損傷の原因を追及して行った結果、
この容器の損傷は放射性廃棄物中あるいは処分雰囲気下
に硫酸塩が存在しており、この硫酸塩が容器のセメント
層中に存在している水酸化カルシウムと下記のように反
応して Ca(OH)2+Na2SO4+H2O→CaSO4・2H2O+NaOH 石こうを生成し、この石こうは容器のセメント層中の3C
aO・Al2O3や4CaO・Al2O3・13H2Oと下記のように反応し
て CaSO4・2H2O+4CaO・Al2O3・13H2O→ 3CaO・Al2O3・3CaSO4・31〜32H2O エトリンガイト3CaO・Al2O3・3CaSO4・31〜32H2Oを生成
し、このエトリンガイト生成の際に大きな膨張圧が起
き、この膨張圧によって放射性廃棄物処理容器に損傷
(膨張性のひび割れから剥離)が起きるのであることを
究明した。 このような研究の成果を基にして本発明は達成されたも
のであり、その目的は、ひび割れや剥離といった損傷が
起きにくく、耐久性に富んだ安全性に高い放射性廃棄物
処理容器を提供することである。 上記本発明の目的は、(3Al2O3+1.5SiO2)/(CaO−SO
3)のモル比が1以上であるセメントが用いられて構成
されてなる放射性廃棄物処理容器であって、この容器の
セメント構成層はX線回折装置によるCa(OH)2のピーク
が認められないものであることを特徴とする放射性廃棄
物処理容器によって達成される。 ところで、本発明で用いられるセメントとしては、例え
ば3CaO・3Al2O3・CaSO4、CaO・Al2O3、12CaO・7Al2O3な
どCaO/Al2O3(モル比)が3より小さいカルシウムサル
ホアルミネート化合物あるいはカルシウムアルミネート
化合物を主成分とするクリンカーあるいはセメントをカ
ルシウムサルホアルミネート化合物あるいはカルシウム
アルミネート化合物換算で3〜20重量%となせる第1の
原料と、ポルトランドセメント、混合セメント等のけい
酸3石灰(3CaO・SiO2)あるいはケイ酸2石灰(2CaO・
SiO2)を主成分とするクリンカーあるいはセメントをカ
ルシウムシリケート化合物換算で3〜20重量%となせる
第2の原料と、無水石こう、2水石こう等の石こうをCa
SO4換算で6〜40重量%となせる第3の原料と、高炉水
滓スラグ20〜88重量%となせる第4の原料と、クエン酸
ナトリウム、リンゴ酸などのオキシカルボン酸類を0.1
〜1.5重量%となせる第5の原料とを混合して(3Al2O3
+1.5SiO2)/(CaO−SO3)モル比が1以上となるよう
にしたものがある。 尚、Ca(OH)2のピークを測定するX線回折装置として
は、理学電機株式会社製のローターフレックスシリーズ
を用いることが出来る。 そして、このような組成のセメントが放射性廃棄物処理
容器の材料として用いられた場合に、この容器にひび割
れや剥離といった損傷が起きにくく、耐久性に富んだ安
全性の高い放射性廃棄物処理容器となるのは、カルシウ
ムサルホアルミネート化合物3CaO・3Al2O3・CaSO4を主
成分とするカルシウムサルホアルミネートクリンカー、
ポルトランドセメント、及び高炉水滓スラグを使用する
例について、水和反応の観点から説明すると、次の通り
である。 カルシウムサルホアルミネート化合物は、次式に示すよ
うに、水和時に水酸化カルシウム、石こうと反応してエ
トリンガイドを形成する。 3CaO・3Al2O3・CaSO4+8CaSO4+6Ca(OH)2+9OH2O →3(3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O) この反応の為に、無水石こうあるいは2水石こうが消費
される。 一方、水酸化カルシウムとして、ポルトランドセメント
の水和反応によって生ずる水酸化カルシウムが供給され
る。 一般的な刺激剤であるポルトランドセメントは水酸化カ
ルシウムを生成してセメントのpHを高め、スラグのシリ
カ、アルミナを溶出し、それらと反応してカルシウムシ
リケート水和物(CaO−SiO2−H2O系)、カルシウムアル
ミネート水和物(CaO−Al2O3−H2O系)、さらに石こう
と反応してカルシウムサルホアルミネート水和物(CaO
−Al2O3−CaSO4−H2O系)などの生成を促す。 ところが、本発明にあっては、ポルトランドセメントか
ら生成する水酸化カルシウムがカルシウムサルホアルミ
ネートクリンカーの水和に消費される為、一般のスラグ
系セメントに比較してポルトランドセメントの量が3〜
20%と多い。 そして、ひび割れや剥離といった損傷が起きにくく、耐
久性に富んだ放射性廃棄物処理容器となる為には、スラ
グの刺激剤であるポルトランドセメントから生ずる水酸
化カルシウムを、もう一つの刺激剤であるカルシウムサ
ルホアルミネートクリンカーがすべて消費してしまっ
て、系内に水酸化カルシウムが存在しなくなることが重
要となる。 つまり、ポルトランドセメント中のケイ酸3石灰(3CaO
・SiO2)及びケイ酸2石灰(2CaO・SiO2)が水和して生
成する水酸化カルシウムが、カルシウムサルホアルミネ
ート(3CaO・3Al2O3−CaSO4)、石こう(CaSO4)と反応
して、エトリンガイドを生成する組成にすれば良い。 尚、カルシウムサルホアルミネートクリンカーの水和反
応は、ポルトランドセメントの水和反応に比較して早
い。そこで、オキシカルボン酸類を添加して、カルシウ
ムサルホアルミネートクリンカーの水和反応を遅らせ、
両者の水和時期をほぼ一致させ、ポルトランドセメント
から生ずる水酸化カルシウムがスラグを刺激した後、そ
の余剰分がカルシウムサルホアルミネートクリンカーの
水和に消費されるよう設計することが好ましい。 この目的のオキシカルボン酸類として、クエン酸ナトリ
ウム、リンゴ酸、酒石酸、酒石酸ナトリウムなどが挙げ
られる。 セメントの水和過程で生成する水酸化カルシウムは、最
終的にC−S−Hgel(3CaO・2SiO2・3H2O相当)及びエ
トリンガイド(3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O)として固
定されなければならない。 C−S−HgelのCaO/SiO2(モル比)=1.5、エトリンガ
イドのCaO/Al2O3(モル比)=3であり、又、セメント
の石灰分の一部は石こうを形成するものであるから、
(3Al2O3+1.5SiO2)/(CaO−SO3)≧1の場合に、化
学量論的に系内に遊離の水酸化カルシウムが存在しなく
なる。 従って、初期から長期にわたってひび割れや剥離といっ
た損傷が起きにくく、耐久性に富んだ放射性廃棄物処理
容器となる為には、容器を構成するセメントの(3Al2O3
+1.5SiO2)/(CaO−SO3)のモル比が1以上であるセ
メントを使用すれば良いことになる。 そして、このような容器を構成するセメント層中に水酸
化カルシウムが実質上ないようなセメントが用いられた
場合、この放射性廃棄物処理容器の表面硬度は大きく、
例えばスラグ系セメントの欠点と言われる表面の脆弱化
現象がなく、そしてカルシウムサルホアルミネートクリ
ンカー及びポルトランドセメントそれ自身が水硬性を発
揮し、又、初期からスラグが水和活性を示す為、セメン
トは早強性を呈し、又、長期強度の伸びも大きく、さら
には無収縮性で、乾燥収縮が小さく、耐久性に富み、放
射性廃棄物の処理体として安全なものである。 尚、ポルトランドセメントとしては、普通中庸熱ポルト
ランドセメントを使用できるが、潜在水硬性を有するス
ラグを刺激する効果は、ケイ酸3石灰(3CaO・SiO2)量
が多く、反応性の高い早強、超早強ポルトランドセメン
トの方が効果が大きい。 又、ケイ酸3石灰(3CaO・SiO2)が主要化合物である白
色ポルトランドセメントも使用でき、このほか高炉セメ
ント、フライアッシュセメントなどの混合セメントも使
用できる。 又、カルシウムサルホアルミネートのほかに、CaO、Al2
O3、12CaO・7Al2O3などのカルシウムアルミネート化合
物あるいはそれらを主成分とするアルミナセメントを使
用することもできる。 カルシウムアルミネート化合物(mCaO・nAl2O3)又はカ
ルシウムサルホアルミネート化合物(mCaO・nAl2O3・Ca
SO4)は、CaO/Al2O3<3(モル比)である場合に、水和
反応において水酸化カルシウムを消費するので、CaO/Al
2O3が3(モル比)より小さいことが好ましい。The present inventor, as a result of pursuing the cause of the damage,
The damage to this container is due to the presence of sulfate in the radioactive waste or in the disposal atmosphere, and this sulfate reacts with the calcium hydroxide present in the cement layer of the container to react with Ca (OH ) 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O → CaSO 4 · 2H 2 O + NaOH Gypsum is produced, and this gypsum contains 3C in the cement layer of the container.
aO · Al 2 O 3 and 4CaO · Al 2 O 3 · 13H 2 O and reacts as follows CaSO 4 · 2H 2 O + 4CaO · Al 2 O 3 · 13H 2 O → 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4・ 31-32H 2 O Ettringite 3CaO ・ Al 2 O 3・ 3CaSO 4・ 31-32H 2 O is generated, and a large expansion pressure is generated during the generation of this ettringite, which damages the radioactive waste treatment container ( It was determined that peeling occurred from expansive cracks). The present invention has been achieved based on the results of such research, and an object of the present invention is to provide a radioactive waste treatment container that is highly resistant to damage such as cracking and peeling and has high safety. That is. The above-mentioned object of the present invention is (3Al 2 O 3 + 1.5SiO 2 ) / (CaO-SO
A radioactive waste treatment container constituted by using cement having a molar ratio of 3 ) of 1 or more. The cement constituent layer of this container has a Ca (OH) 2 peak observed by an X-ray diffractometer. Achieved by a radioactive waste treatment container characterized by the absence. Meanwhile, as the cement used in the present invention, for example, 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4, CaO · Al 2 O 3, 12CaO · 7Al 2 O 3 such as CaO / Al 2 O 3 (molar ratio) is less than 3 Portland cement, a mixed cement with a first raw material that can make a calcium sulphoaluminate compound or a clinker or cement mainly composed of a calcium aluminate compound into 3 to 20% by weight in terms of calcium sulphoaluminate compound or calcium aluminate compound. 3 silicates (3CaO ・ SiO 2 ) or 2 silicates (2CaO ・
A second raw material that can make clinker or cement mainly composed of SiO 2 ) 3 to 20% by weight in terms of calcium silicate compound and gypsum such as anhydrous gypsum and gypsum.
The third raw material that can be 6 to 40% by weight in terms of SO 4 , the fourth raw material that can be 20 to 88% by weight of blast furnace water slag, and 0.1% oxycarboxylic acids such as sodium citrate and malic acid.
Mixed with a fifth raw material, which can be up to 1.5 wt% (3Al 2 O 3
Some have a + 1.5SiO 2 ) / (CaO-SO 3 ) molar ratio of 1 or more. As the X-ray diffractometer for measuring the peak of Ca (OH) 2 , the Rotaflex series manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd. can be used. And, when the cement of such a composition is used as a material for a radioactive waste treatment container, damage such as cracking or peeling hardly occurs in this container, and a highly safe radioactive waste treatment container rich in durability It consists of a calcium sulphoaluminate compound 3CaO ・ 3Al 2 O 3・ CaSO 4 as the main component,
An example of using Portland cement and blast furnace slag slag will be described below from the viewpoint of hydration reaction. As shown in the following formula, the calcium sulfaluminate compound reacts with calcium hydroxide and gypsum during hydration to form an ethrin guide. 3CaO ・ 3Al 2 O 3・ CaSO 4 + 8CaSO 4 + 6Ca (OH) 2 + 9OH 2 O → 3 (3CaO ・ Al 2 O 3・ 3CaSO 4・ 32H 2 O) Anhydrous gypsum or dihydrate gypsum is consumed for this reaction. To be done. On the other hand, as calcium hydroxide, calcium hydroxide generated by the hydration reaction of Portland cement is supplied. Portland cement, which is a common stimulant, produces calcium hydroxide to raise the pH of cement, elute silica and alumina in slag, and react with them to react with calcium silicate hydrate (CaO-SiO 2 -H 2 O-based), calcium aluminate hydrate (CaO-Al 2 O 3 -H 2 O-based), and further reacts with gypsum and calcium sulphoaluminate hydrate (CaO
-Al 2 O 3 -CaSO 4 -H 2 O system) is promoted. However, in the present invention, since calcium hydroxide generated from Portland cement is consumed for hydration of calcium sulfaluminate clinker, the amount of Portland cement is 3 to 3 as compared with general slag cement.
As high as 20%. In order to prevent damage such as cracking and peeling, and to provide a highly durable radioactive waste treatment container, calcium hydroxide produced from Portland cement, which is a slag stimulant, is used as another stimulant. It is important that the sulfaluminate clinker is completely consumed and calcium hydroxide does not exist in the system. In other words, 3 lime silicate (3CaO
・ SiO 2 ) and calcium hydrate formed by hydration of dicalcium silicate (2CaO ・ SiO 2 ) react with calcium sulphoaluminate (3CaO ・ 3Al 2 O 3 -CaSO 4 ), gypsum (CaSO 4 ). Then, a composition that produces an ethrin guide may be used. The hydration reaction of calcium sulfaluminate clinker is faster than that of Portland cement. Therefore, oxycarboxylic acids are added to delay the hydration reaction of calcium sulfaluminate clinker,
It is preferable that the hydration timings of both are substantially the same, and that calcium hydroxide generated from Portland cement stimulates the slag, and then the surplus is consumed for hydration of the calcium sulfaluminate clinker. Examples of oxycarboxylic acids for this purpose include sodium citrate, malic acid, tartaric acid, sodium tartrate and the like. Calcium hydroxide produced in the hydration process of the cement is finally C-S-Hgel (3CaO · 2SiO 2 · 3H 2 O equivalent) and d [pi] n guide (3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O Must be fixed as). C-S-Hgel has CaO / SiO 2 (molar ratio) = 1.5, and ethrin guide has CaO / Al 2 O 3 (molar ratio) = 3, and part of the lime component of cement forms gypsum. Because it is a thing,
When (3Al 2 O 3 + 1.5SiO 2 ) / (CaO-SO 3 ) ≧ 1, free calcium hydroxide does not exist in the system stoichiometrically. Therefore, in order to obtain a radioactive waste treatment container that is highly durable and is resistant to damage such as cracking and peeling from the beginning, it is necessary to use (3Al 2 O 3
A cement having a molar ratio of + 1.5SiO 2 ) / (CaO-SO 3 ) of 1 or more should be used. And, when cement such as calcium hydroxide is substantially not used in the cement layer constituting such a container, the surface hardness of this radioactive waste treatment container is large,
For example, there is no surface weakening phenomenon, which is said to be a drawback of slag-based cement, and calcium sulfoaluminate clinker and Portland cement itself exert hydraulic properties, and since the slag shows hydration activity from the beginning, the cement is It exhibits early strength, large long-term strength extension, non-shrinkage, small dry shrinkage, high durability, and safe as a radioactive waste disposal. In addition, as the Portland cement, ordinary moderate heat Portland cement can be used, but the effect of stimulating the slag having latent hydraulicity is that the amount of tricalcium silicate (3CaO · SiO 2 ) is large, the reactivity is high, and the strength is high. Super early strength Portland cement is more effective. In addition, white portland cement whose main compound is tricalcium silicate (3CaO · SiO 2 ) can be used, and mixed cement such as blast furnace cement and fly ash cement can also be used. In addition to calcium sulfaluminate, CaO, Al 2
It is also possible to use a calcium aluminate compound such as O 3 , 12CaO · 7Al 2 O 3 or an alumina cement containing them as a main component. Calcium aluminate compound (mCaO ・ nAl 2 O 3 ) or calcium sulfaluminate compound (mCaO ・ nAl 2 O 3・ Ca
SO 4 ) consumes calcium hydroxide in the hydration reaction when CaO / Al 2 O 3 <3 (molar ratio), so CaO / Al
2 O 3 is preferably smaller than 3 (molar ratio).
第1図は、本発明に係る放射性廃棄物処理容器の1実施
例を示す断面図である。 同図中、Aは放射性廃棄物処理容器の本体であり、この
処理容器の本体Aは、例えば銅製のドラム缶1にポリマ
ー含浸コンクリート層2が内張りして一体的に設けられ
たものである。 Bはこの処理容器本体Aの中蓋として使用されるポリマ
ー含浸コンクリート製の蓋である。 そして、上記の容器本体Aのポリマー含浸コンクリート
層2や蓋Bを構成するセメントとしては、カルシウムサ
ルホアルミネートクリンカーとして、3CaO・3Al2O3・Ca
SO460%、遊離石灰16%、遊離の石こう1%及びケイ酸
2石灰21%を含有するクリンカーを10重量%と、3CaO・
SiO260%、2CaO・SiO224%、3CaO・Al2O312%を含有す
る普通ポルトランドセメントクリンカーを20重量%と、
無水石こうが主成分の硬石こうを15重量%と、高炉水滓
スラグ55重量%とを混合し、ブレーン値4000cm2/gに粉
砕してから、クエン酸ナトリウム0.3重量%を混合して
得たものを用いた。 尚、このセメントの(3Al2O3+1.5SiO2)/(CaO−S
O3)は1.3(モル比)であった。 そして、パイプ、ワイヤー、アングル、バルブ、モータ
ー等の各種の金属類(雑固体)を、充填率(容積比)13
%で内部に収納した1m3の容器A内に、上記と同じセメ
ントペースト(固化材)を充填し、固化させた。FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a radioactive waste treatment container according to the present invention. In the figure, A is a main body of a radioactive waste treatment container, and the main body A of this treatment container is a drum can 1 made of, for example, copper and integrally provided with a polymer-impregnated concrete layer 2. B is a polymer-impregnated concrete lid used as an inner lid of the processing container body A. Then, as the cement constituting the polymer-impregnated concrete layer 2 and the cover B of the container body A, as a calcium sulfoaluminate clinker, 3CaO · 3Al 2 O 3 · Ca
10% by weight of clinker containing 60% SO 4 , 16% free lime, 1% free gypsum and 21% dicalcium silicate, and 3CaO.
SiO 2 60%, 2CaO · SiO 2 24%, and 20% by weight of ordinary Portland cement clinker containing 3CaO · Al 2 O 3 12% ,
15% by weight of hard gypsum mainly composed of anhydrous gypsum and 55% by weight of blast furnace water slag slag were mixed, crushed to a Blaine value of 4000 cm 2 / g, and then 0.3% by weight of sodium citrate was mixed to obtain I used one. In addition, (3Al 2 O 3 + 1.5SiO 2 ) / (CaO-S of this cement
O 3 ) was 1.3 (molar ratio). Then, the filling rate (volume ratio) of various metals (miscellaneous solids) such as pipes, wires, angles, valves, and motors 13
The same cement paste (solidifying material) as described above was filled into 1 m 3 of the container A housed in the inside and solidified.
上記実施例で用いた容器を構成するセメントとして水酸
化カルシウムが実質上ないセメントを用いた場合と、比
較の為に普通ポルトランドセメント(比較例1)及び高
炉C種セメント(比較例2)を用いた場合との耐久性の
テストを行ったので、その結果を表1、表2、表3−1
及び表3−2に示す。 これによれば、本発明になるものは、耐久性に富んでお
り、従って放射性廃棄物処理容器の安全性が高いことが
判る。For the purpose of comparison with the case where cement having substantially no calcium hydroxide is used as the cement constituting the container used in the above-mentioned examples, ordinary Portland cement (comparative example 1) and blast furnace type C cement (comparative example 2) are used. Since the durability test was carried out as compared with the case where the temperature was high, the results are shown in Table 1, Table 2 and Table 3-1.
And shown in Table 3-2. According to this, it can be seen that the product according to the present invention has high durability and therefore the safety of the radioactive waste treatment container is high.
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明に係る放射性廃棄物処理容器の1実施
例を示す断面図である。 A…放射性廃棄物処理容器の本体、B…蓋、1…ドラム
缶、2…ポリマー含浸コンクリート層。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a radioactive waste treatment container according to the present invention. A ... Main body of radioactive waste treatment container, B ... Lid, 1 ... Drum can, 2 ... Polymer impregnated concrete layer.
フロントページの続き (72)発明者 内田 郁夫 埼玉県熊谷市月見町2丁目1番1号 秩父 セメント株式会社関連製品本部内 (56)参考文献 特開 昭60−171498(JP,A) 特開 昭62−293199(JP,A) 特公 平6−75120(JP,B2)Front page continuation (72) Inventor Ikuo Uchida 2-1-1 Tsukimi-cho, Kumagaya-shi, Saitama Chichibu Cement Co., Ltd. Related Products Division (56) Reference JP-A-60-171498 (JP, A) Sho 62-293199 (JP, A) Japanese Patent Publication 6-75120 (JP, B2)
Claims (1)
ル比が1以上であるセメントが用いられて構成されてな
る放射性廃棄物処理容器であって、この容器のセメント
構成層はX線回折装置によるCa(OH)2のピークが認めら
れないものであることを特徴とする放射性廃棄物処理容
器。1. A radioactive waste treatment container comprising a cement having a molar ratio of (3Al 2 O 3 + 1.5SiO 2 ) / (CaO-SO 3 ) of 1 or more. The radioactive waste treatment container is characterized in that the cement constituent layer of No. 1 does not show a peak of Ca (OH) 2 by an X-ray diffractometer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2151684A JPH0782112B2 (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | Radioactive waste treatment container |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2151684A JPH0782112B2 (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | Radioactive waste treatment container |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0450697A JPH0450697A (en) | 1992-02-19 |
JPH0782112B2 true JPH0782112B2 (en) | 1995-09-06 |
Family
ID=15523999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2151684A Expired - Fee Related JPH0782112B2 (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | Radioactive waste treatment container |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0782112B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8409346B2 (en) * | 2008-10-06 | 2013-04-02 | Grancrete, Inc. | Waste storage vessels and compositions therefor |
JP6487158B2 (en) * | 2014-07-11 | 2019-03-20 | 初一 松本 | Radioactive contaminated seabed treatment method |
-
1990
- 1990-06-12 JP JP2151684A patent/JPH0782112B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0450697A (en) | 1992-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4481037A (en) | Cement compositions | |
US4028130A (en) | Disposal method and use of sewage sludge | |
Nagataki et al. | Expansive admixtures (mainly ettringite) | |
CN101291888B (en) | Cement additive and cement composition | |
US4547290A (en) | Process for solidification of strongly acidic or akaline liquid wastes | |
US5551806A (en) | Process for making cementitious mine backfill in a salt environment using solid waste materials | |
Wang et al. | Green remediation by using low-carbon cement-based stabilization/solidification approaches | |
Roy et al. | Alkali activated cementitious materials: an overview | |
KR100648827B1 (en) | Sludge hardener, method for producing hardened body using the same, and method for manufacturing building materials using the hardened body | |
JP2003306359A (en) | Cement composition and hydrated hardened body | |
MXPA02012639A (en) | Quick binder for self-compacting concrete, use and applications of same. | |
JP3733449B2 (en) | Low alkaline hydraulic material | |
JP2000143326A (en) | Low-alkali hydraulic material | |
JPS61227899A (en) | Treatment of waste earth | |
JPH0782112B2 (en) | Radioactive waste treatment container | |
KR100375407B1 (en) | method of manufacturing solity for preventing heavy metals from being occurred in wastes and solity manufactured by the same | |
US4935211A (en) | Fluorogypsum waste solidification material | |
JPH04190196A (en) | Radioactive waste solidification material | |
JPH0675120B2 (en) | Construction for radioactive waste treatment | |
JPH0782113B2 (en) | Solidification material for radioactive waste treatment | |
Pommersheim et al. | Expansion of cementitious materials exposed to sulfate solutions | |
JP3561031B2 (en) | How to treat incinerated ash | |
KR100375408B1 (en) | Solidity material for reapplication of waste | |
JP4026105B2 (en) | Method for manufacturing ground improvement material | |
KR102783764B1 (en) | Eco friendly Solidifing agent composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |