報告書番号

N14010

タイトル（和文）

地下岩盤の地化学環境調査・評価技術の開発(その4) -坑壁岩盤の風化とコンクリート影響-

タイトル（英文）

Development of the investigation and evaluation method for geochemical condition of underground (part 4) -Chemical Weathering and influence of concrete on tunnel walls-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

低レベル放射性廃棄物の余裕深度処分の安全評価で必要となる天然バリアの地化学特性の評価について検討するため，新第三紀の堆積岩の分布する六ヶ所サイトの試験空洞周辺の掘削後約5年経過した坑道で，岩盤の露出箇所と，コンクリート吹付け施工箇所で坑壁からブロック試料を採取し室内分析を行い，風化・変質の状況を明らかにした。坑壁表面の風化は，壁面から約1.5～3cmの深さまで褐色化しており，この箇所では硫化物の減少が認められた。坑壁が乾燥しやすい箇所ではより酸化が進行していた。堆積性軟岩の空洞坑壁の岩石の風化速度は，岩石の化学組成の変化や，壁面の乾燥の状態，岩石の透水係数などから推定できることがわかった。コンクリートが約5年間接触した岩石表層部の化学特性は僅かに変化した。界面から20cmの範囲までの間隙中のCa濃度の上昇を伴い，pHが10程度まで上昇した。界面近傍の岩石間隙中のpHならびに各種アルカリイオン濃度は，コンクリート中の間隙に比べて大幅に低い値を示す。コンクリートから各種のアルカリイオンが岩石中に拡散したが，地下水による希釈効果と併せて界面近傍の間隙中で岩石を構成する非晶質相がOH-イオンと反応し，カルシウムシリケート化合物（C-S-H）を生成することで空隙が充填された。放射性廃棄物処分場における天然バリアの長期挙動評価のためには，岩盤表面の酸化，コンクリートからのアルカリ影響による岩石中の二次鉱物としてのC-S-Hの安定性，および岩石の物理的特性を把握する必要がある。

概要 （英文）

For the safety assessment of the low level radioactive waste disposal site, it is necessary to evaluate the long term geochemical conditions of natural barrier around facilities. In this study, geochemical properties of sedimentary rock at the test cavern of the Rokkasho site were investigated. The oxidation of the tunnel wall that passed eight years after the excavation reached from the rock surface to about 1.5-3cm. The amount of sulfide has decreased in this zone. The oxidized depth depends on the saturation condition by the influence of ventilation. The rate of oxidation of the bedrock can be presumed of the chemical composition change according to the oxidation of the rock, the environment of the tunnel, and the coefficient of permeability of the rock. Chemical properties of bed rock surfacing to the concrete were slightly changed during five years contact. The void water of bed rock in 20cm depth from concrete contacted surface showed diffusion effect of Ca from concrete with raising pH up to about 10. There was wide difference of pH and concentration of those alkaline ions between the pore water of concrete and void water of bed rock, the former showed much high pH and concentration of alkaline ions. Though there were the diffusion of alkaline ions, the consumption of OH- that is the factor of raising pH, was occurred at the concrete contacted surface area of the bed rock with forming calcium silicate compound at surface of volcanic grass in the bed rock. During the formation of C-S-H product in the space of bed rock, the space was reduced. There are needs to estimate the oxidation of the rock, the stability of secondary product, i.e. C-S-H, and the mechanical property of altered bed rock for the long term evaluation of natural barrier at the radioactive waste disposal site.

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