(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との間に充填される埋設廃棄物の充填材の製造方法であって、粉末ベントナイトを所定の水と混練してベントナイト・スラリーを練成し、該ベントナイト・スラリーを粒状のベントナイト高密度固状体と混練して流動性のベントナイト・コンクリートを練成することを特徴とする充填材の製造方法。
【請求項２】
親水性有機系液剤が、前記水と共に前記粉末ベントナイト中に混合されることを特徴とする請求項１に記載する充填材の製造方法。
【請求項３】
骨材が、前記粒状のベントナイト高密度固状体と共に混練されることを特徴とする請求項１又は２に記載する充填材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋設廃棄物の充填材と製造方法及びその施工方法に関し、特に、施工が容易で、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から長期に亘って維持できる埋設廃棄物の充填材と製造方法及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における最大のテーマは、社会産業の発展における結果としての産業廃棄物や一般廃棄物を埋立するための廃棄物処分施設の設置、さらには、原子力発電における高、低レベルの放射性廃棄物に関する数百年に及ぶ廃棄処置を社会生活に障害を与えることなく如何に処理するかである。
【０００３】
産業廃棄物や一般廃棄物を埋立するための処分施設では、産業廃棄物が人間の生活環境に影響を与えないようにするために、そこからの漏出汚水が地下に浸透することで環境汚染を引き起こさないように処置することが義務付けられており、地下に埋設するために、図１２（ａ）に示すような貯蔵施設が計画されている。
【０００４】
このような施設では、これら廃棄物を格納する躯体として、廃棄物格納用躯体２１が計画されており、廃棄物格納用躯体２１と周辺地盤２２との間に地下水を透過し難い粘土系の充填材２３を設置することが考えられている。
【０００５】
この粘土系充填材２３は、地下水が廃棄物格納用躯体２１の内部に侵入するのを大きく遅らせる、或いは廃棄物中の有毒物質が地下水によって漏出することを防止するために、廃棄物格納用躯体２１の全周を十分な厚さで取り囲む形態に設置され、その際には、廃棄物格納用躯体２１の底部にも粘土系の充填材が敷設されることになる。
【０００６】
又、原子力分野における低レベルの放射性廃棄物に関しては、これらの低レベル放射性廃棄物が人間の生活環境に影響を与えないようにするために、図１２（ｂ）に示すように、低レベルの放射性廃棄物２４を放射性廃棄物格納用躯体２５に貯蔵して、地下空洞２６に埋設する施設が計画されている。
【０００７】
このような施設においても、貯蔵した放射性廃棄物を格納する放射性廃棄物格納用躯体２５と周辺地盤２７との間に地下水を透過しにくい粘土系の充填材２８を設置することが考えられている。
【０００８】
この粘土系充填材２８も、地下水の放射性廃棄物格納用躯体２５の内部に侵入するのを大きく遅らせる、或いは放射性廃棄物２４の中の有毒物質や放射性核種が浸入してきた地下水中に溶出することで施設外に漏出するのを抑止するために、図示のように放射性廃棄物格納用躯体２５の全周を十分な厚さで取り囲む形態で設置され、その際には、放射性廃棄物格納用躯体５の底部にも粘土系の充填材２８が敷設されることになる。
【０００９】
さらに、高レベル放射性廃棄物を人間の生活環境から安全に隔離するためには、高レベル放射性廃棄物を図１２（ｃ）に示すように堅固な金属容器に収納した廃棄体パッケージ２９を、地下数百ｍの以深に掘削された地下坑道３０に縦向きに埋設処分する高レベル放射性廃棄物処分施設も計画されており、このような処分施設でも、廃棄体パッケージ２９と地下坑道３０の隙間に粘土系の充填材３１を設置することが考えられている。
【００１０】
この粘土系充填材３１の場合も、地下水の廃棄体パッケージ２９ヘの接触を抑制すること、廃棄体パッケージ２９から放射性核種が浸入してきた地下水中に溶出することによって施設外へ漏出すること等を抑止するために、図示のように廃棄体パッケージ２９の全周を十分な厚さで取り囲む形態に設置され、その際には、廃棄体パツケージ２９の底部にも粘土系の充填材３１が敷設される。
【００１１】
しかして、上記の産業廃棄物或いは放射性廃棄物の処分施設においては、千年や万年単位の長期間に亘って、施設が所要のバリア機能を有していることが重要とされており、廃棄物格納用躯体や廃棄体パツケージ周囲に設置される粘土系充填材には、長期に亘って遮水性能や放射性核種遅延性能などのバリア機能を維持できることが必要とされている。
【００１２】
このために、廃棄物格納用躯体２１や放射性廃棄物格納用躯体２５、或いは廃棄体パッケージ２９の周辺に充填される粘土系充填材２３、２８、３１としては、ベントナイトに砂あるいは砂礫などの骨材を混合して、１．３〜２．２Ｍｇ／ｍ3程度の密度に締固めた充填材を使うことが考えられている。
【００１３】
ベントナイト系充填材は、透水係数が著しく小さいので地下水が廃棄体に接触する量を抑制できるし、移流現象による放射性核種の漏出も抑制できる。又、廃棄体容器が長期間の腐食によって体積膨張する場合を想定しても、ベントナイト系充填材が力学的な緩衝効果を発揮すると考えられている。
【００１４】
しかるに、１００％配合のベントナイト系充填材の場合に、現場施工によって乾燥密度１．３Ｍｇ／ｍ3以上のベントナイト系充填材として構築することは困難であると言われている。
【００１５】
同様に、骨材配合率２０％の充填材では、現場施工によって乾燥密度１．６Ｍｇ／ｍ3以上のベントナイト系充填材を構築することも困難であると言われている。
【００１６】
以上の実態から、現状では、１００％配合のベントナイト系充填材の場合には、現場施工によって乾燥密度１．３Ｍｇ／ｍ3以上のベントナイト系充填材を構築することや、骨材配合率２０％の充填材では、乾燥密度１．６Ｍｇ／ｍ3以上のベントナイト系充填材を構築するためには、事前に機械成型加工によらなければならないとされていた。
【００１７】
従って、我が国での高レベル放射性廃棄物は、図１３に示すように堅固な金属容器に収納した廃棄体パッケージ２９を、地下数百ｍの以深に掘削された地下坑道３０の処分孔３２に縦向きに埋設処分する処分施設では、廃棄体パッケージ２９と処分孔３２との隙間３３にブロック状に加工された粘土系の充填材３１を設置することが考えられている。
【００１８】
ブロック状の充填材部材を積み重ねる構築方法では、図１４に示すように外側の岩盤との間に少なくとも４０ｍｍの間隙を必要とし、内側の廃棄体パッケージ２９との間に１０ｍｍの間隙を設けることを余儀なくされている。
【００１９】
このために、成形加工されたブロック状のベントナイト系充填材３１を積み重ねて構築する場合には、施工時に生じるブロック３１とプロック３１の間の隙間が水みちとなることの危倶が伴っており、廃棄体パッケージ２９とブロック３１との隙間３４やブロック３１と処分孔３２との間に存在する間隙３３に隙間充填材３５を設置することが必須になっている。
【００２０】
ベントナイト系充填材３１は、本来膨潤作用を有していることによって長期間を経ると当該隙間はシールされることから、最終的には水みちとなる危倶は無くなるとも考えられているが、本質的には、施工直後から隙間のないベントナイト系充填材を構築できることが望ましいことは当然のことである。
【００２１】
さらに、機械成型加工されたプロック状のベントナイト系充填材を積み重ねることで充填構造を構築することは、能率の良い施工が困難であった。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立すると共に長期に亘って維持できる充填材を容易に施工できる埋設廃棄物の充填材と製造方法及びその施工方法を提供している。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である埋設廃棄物の充填材の製造方法は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との間に充填される埋設廃棄物の充填材の製造方法であって、粉末ベントナイトを所定の水と混練してベントナイト・スラリーを練成し、該ベントナイト・スラリーを粒状のベントナイト高密度固状体と混練して流動性のベントナイト・コンクリートを練成することを特徴としており、流動性のベントナイト・コンクリートを練成することで遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持している。
【００２７】
請求項２に記載の発明である埋設廃棄物の充填材の製造方法は、請求項１に記載の充填材の製造方法において、エタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤を前記水と共に前記粉末ベントナイト中に混合することを特徴としており、上記機能に加えて、高濃度のベントナイト・コンクリートを練成している。
【００２８】
請求項３に記載の発明である埋設廃棄物の充填材の製造方法は、請求項１又は２に記載の充填材の製造方法において、骨材を前記粒状のベントナイト高密度固状体と共に混練することを特徴としており、上記機能に加えて、バリア機能や強度を強化している。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明による充填材は、粉末ベントナイトを所定の水と混練してベントナイト・スラリーを練成し、しかる後にベントナイト・スラリーをベントナイト高密度固状体と混練してベントナイト・コンクリートを練成する製造方法で構成している。
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明による充填材を構成する製造方法の工程を示しており、ベントナイト系充填材を粘性流体状に混練することで流体として打設できるものであり、通常のセメントコンクリートと同様の施工方法である一般的なポンプ打設法や流し込み打設法を採用することを可能にしている。
【００３６】
従って、従来のようにブロック状の充填材部材を積み重ねる構築方法と違って、隙間の発生がない。又、流体として打設できることからセメントコンクリートの打設と同程度の施工効率で構築することができる。
【００３７】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１に水２を注入しながら、これを混練３することでベントナイトスラリー４を練成している。
【００３８】
次いで、このベントナイトスラリー４に密度の大きな粒状のベントナイト固状体５を追加して混練６しており、ベントナイトと水を主成分とする複合粘性流体のベントナイト・コンクリート７を練成している。
【００３９】
このベントナイト・コンクリート７は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００４０】
尚、水の添加時期は、1回の場合もあるが、複数回に小分けすることも任意である。
【００４１】
ベントナイト・コンクリートは、練成当初にあって複合粘性流体の状態にあるが、所定の打設後には、所望のベントナイト系充填材として平質化するものであるが、これらの平質化形態は、以下のように説明できる。
【００４２】
即ち、ベントナイトの約半分を占めているモンモリロナイトは、本来的に粘土鉱物特有の膨潤特性を有しているので、水を吸収して体積膨張する性質を有しているが、一方において、ベントナイトは、透水性の著しく小さい充填材でもある。
【００４３】
ベントナイトのこの特性は、図２に示すベントナイトの乾燦密度と透水係数の関係を整理したグラフで確認できる。グラフが提示するように、乾燥密度が約１．８〜２．０Ｍｇ／ｍ3のベントナイトの透水係数は１×１０-13ｍ／ｓ程度であり、非常に小さいことから、混練直後では粗粒のベントナイトには水は浸入しない。
【００４４】
従って、粒径の小さいベントナイトのみが水の中に分散してベントナイト・スラリーを形成することになり、ベントナイト・スラリーの中には、粗粒のベントナイト固状体が浮遊している状態の流体として挙動することになる。
【００４５】
しかるに、図３に示す時間の経過状態が示すように、高密度粗粒状態のベントナイト固状体は、図３（ａ）においてベントナイト・スラリー中の水をゆっくりと吸収することになり、図３（ｂ）のようにベントナイト固状体５は膨潤する。
【００４６】
このために、ベントナイト・スラリー中では、ベントナイト固状体５が膨潤作用によって含水比を増大させると共に、逆にベントナイト・スラリーの含水比は低下してくることになり、やがては、ベントナイ・スラリーの粘度が激増して流体としては挙動できない状態になってベントナイトは均質化する。
【００４７】
しかして、図３（ｃ）の最終的な状態におけるベントナイ・スラリーは、その含水比関係が、ベントナイト固状体の含水比とベントナイトの含水比とを同等になるように進展し、ついには、均質な含水比と乾燥密度を有するベントナイト系充填材を形成することになる。
【００４８】
従って、本発明による埋設廃棄物の充填材は、ベントナイト中にベントナイト高密度固状体を混合してベントナイト・コンクリートに構成しており、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持している。
【００４９】
以下に、本実施の形態における具体的な実施例について上記の形態を確認する。
【００５０】
（実施例１）
粉末状のベントナイトは、市販されているもので、平均粒径は３０μｍ程度である。この粉末ベントナイトに、水を含水比が７００％以上になるように配合して混練してベントナイト・スラリーを作っている。練成したベントナイト・スラリーの湿潤密度は、約１．０９Ｍｇ／ｍ3であって、乾燥時の密度は、約０．１３Ｍｇ／ｍ3である。
【００５１】
このような含水比のベントナイト・スラリーの粘度は、１００〜３０００ｍＰａ・ｓであり、ポンプ打設が可能な低粘性の充填材である。
【００５２】
次いで、このベントナイト・スラリーに、粒径が２ｍｍ〜数１０ｍｍのベントナイト固状体を追加混入して混練してベントナイト・コンクリートを練成しているが、練成されたベントナイト固状体は、吸水する傾向を有しているが、透水係数は１×１０-10ｍ／ｓよりもはるかに小さいものであり、短時間では吸水することがない。
【００５３】
例えば、密度が、約２．３Ｍｇ／ｍ3程度であるベントナイト１００％の粒状固状体を、ベントナイト・スラリー中に体積比、スラリー：固状体＝０．３：０．７の比率で混練すると、ベントナイト固状体は、短時間では水に溶けないことからベントナイト・スラリー中に漂う状態になり、混練された充填材全体としては、流体として振る舞うことになる。このような状態は、セメントコンクリートにおける粗骨材・細骨材とセメントミルクとの混練状態に類似した状態であり、ベントナイ.ト・コンクリートは、流体打設が可能である。
【００５４】
又、べントナイト・コンクリートは、混合直後において含水比７００〜８００％のスラリー部と含水比１０％程度のベントナイト固状体部に分かれているが、ベントナイト固状体は、やがては吸水して含水比が増加するものであり、これに従って周囲のスラリー部は逆に水を奪われることによって含水比が低下するので、最終的にはベントナイトと水との組成比は全体的に均質になって、含水比が１００％以下の均質なベントナイト系充填材になる。
【００５５】
例えば、上記の配合例では、空気が全く排除された場合を想定すると、計算上の乾燥密度は、（２．３×０．７＋０．１３×０．３）÷１＝１．６５Ｍｇ／ｍ3程度であり、湿潤密度は２．０４Ｍｇ／ｍ3程度(含水比、２４％程度)になるものであり、混練直後では流体であったベントナイト系充填材は、やがては固体として固まるものである。
【００５６】
（実施例２）
又、密度が約２．０Ｍｇ／ｍ3程度でベントナイト１００％の粒状固状体を、ベントナイト・スラリー中に体積比で、スラリー：固状体＝０．３：０．７の比率にして混練すると、空気が全く排除されたと想定して計算すると、（２．０×０．７＋０．１３×０．３）÷１＝１．４４Ｍｇ／ｍ3程度の乾燥密度であり、湿潤密度は１．９１Ｍｇ／ｍ3程度(含水比、３２％程度)になり、混練直後では流体であったベントナイト系充填材は、やがては固体として固まるものである。図４は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００５７】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１に、水１００％でなくエタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤との混合液９を注入しながら、これを混練３することでベントナイトスラリー１０を練成している。
【００５８】
次いで、このベントナイトスラリー１０に密度の大きな粒状のベントナイト高密度固状体５を追加して混練６しており、ベントナイトと水を主成分とする複合粘性流体のベントナイト・コンクリート１１を練成している。
【００５９】
このベントナイト・コンクリート１１は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００６０】
尚、水の添加時期は、1回の場合もあるが、複数回に小分けすることも任意である。
【００６１】
本発明の充填材を構成する製造方法は、ベントナイトスラリーを練成するために、水とエタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤との混合液を粉末状のベントナイト１に注入しているが、所定の打設後に所望のベントナイト系充填材として平質化する形態は、エタノールにおける例を実施の形態として、以下のように説明できる。
【００６２】
即ち、エタノールは、ベントナイトの約半分を占めているモンモリロナイトの結晶構造中に吸収されても、その物性に変化を生じ難い点が水と異なっており、エタノールの吸収によって発生するベントナイト固状体の膨潤状態は緩慢である。このために、水のみで混練した上記実施の形態と比較して、より高濃度のベントナイト・スラリーに混成することができる。
【００６３】
従って、粒径の小さいベントナイトのみが水の中に分散してベントナイト・スラリーを形成することになり、ベントナイト・スラリーの中には、粗粒のベントナイト固状体が長時間に亘って浮遊する状態にある流体として挙動することになる。
【００６４】
例えば、粉末ベントナイト：水：エタノール＝１００：６０：３２に配合することで混練したべントナイト・スラリーの湿潤密度は、約１．４１Ｍｇ／ｍ3であって、乾燥時の密度は、約０．７１Ｍｇ／ｍ3であり、ベントナイト・スラリーの粘度は、１５００〜４０００ｍＰ・sであることからポンプ打設が可能な低粘性充填材を構成している。
【００６５】
又、このべントナイト・スラリーに、高密度状態にある粒径が２ｍｍ〜数１０ｍｍのベントナイト固状体を追加混入して混練したベントナイト・コンクリートは、吸水する傾向を有しているものの、透水係数は１×１０-10ｍ／ｓよりもはるかに小さいので短時間では吸水しないものである。
【００６６】
即ち、水のみではなくエタノールを含む混合液を使って製造されたベントナイト・コンクリート１１は、図５に示すように流動状態から時間経過に従って均質化されることになる。
【００６７】
エタノールは、水と異なってモンモリロナイトの結晶構造の中に吸収されても物性の変化が生じ難い特性を有しているので、混練直後では粗粒のベントナイトには液相状態のエタノールは浸入しない。従って、高密度のベントナイト固状体５は、図５（ａ）に示すようにベントナイト・スラリーの液層中に分散して行くが、時間を経ても水のみの場合と異なって高濃度のベントナイト・スラリーを構成している。
【００６８】
しかして、ゆっくりした時間を経るに従って、図５（ｂ）のように粗粒のベントナイト固状体に液相のエタノールが浸透して行き、ベントナイト固状体が液相中に分散していくので、ベントナイト・スラリーの液固比は逆に低下してくる。
【００６９】
そして、ベントナイト・スラリーの液固比とベントナイト固状体の液固比とが同等になるに連れてべントナイトの粘度が激増して行き、エタノール・ベントナイト・スラリーは、もはや流体として挙動しないようになり、この時点でのエタノール・ベントナイト・スラリーは、粘性の大きなベントナイト系充填材になる。
【００７０】
このエタノール・ベントナイト・コンクリート１１が、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に打設された状態になって時間が経過すると、地下水１２が、図５（ｃ）が示すようにベントナイト系充填材に浸透することになり、エタノールは地下水中に移流拡散して行くことでベントナイト系充填材は、最終的にベントナイトと水の組成のみになり、含水比も均質化して固化することになる。
【００７１】
従って、本発明による埋設廃棄物の充填材は、上記発明による埋設廃棄物の充填材において、エタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤を水と共にベントナイト中に混合してベントナイト・コンクリートに構成することを特徴としており、上記発明による埋設廃棄物の充填材における機能に加えて、高濃度のベントナイト・コンクリートを練成している。
【００７２】
以下に、本実施の形態における具体的な実施例について上記の形態を確認する。
【００７３】
（実施例３）
密度が２．３Ｍｇ／ｍ3程度のベントナイト１００％である粒状固状体を、ベントナイト・スラリー中に体積比で、ベントナイト・スラリー：ベントナイト固状体＝０．３：０．７の比率で混練すると、ベントナイト固状体は短時間では水とエタノールに溶けないので、ベントナイト・スラリー中に漂う状態になり、混練された充填材全体としては流体として振る舞う。ちょうどセメントコンクリートにおける粗骨材・細骨材とセメントミルクとの混練状態に類似した状態であることから、このベントナイト・コンクリートは、流体打設が可能である。
【００７４】
このベントナイト・コンクリートは、混合直後において固液比１００〜３００％のエタノール・ベントナイト・スラリー部と含水比１０％程度の高密度固状体部に分かれているが、ベントナイト高密度固状体は、やがては吸水して含水比が増加し、周囲のスラリー部は逆に水とエタノールを奪われることによって含水比が低下すると共に、エタノールは上述のように地下水中に移流拡散して行くので、最終的には、べントナイトと水との組成比は全体に均質になり、含水比が１００％以下の均質なベントナイト系充填材になる。
【００７５】
上記の配合例では、空気が全く排除された場合を想定すると、計算上は、（２．３×０．７＋０．７１×０．３）÷１＝１．８２Ｍｇ／ｍ3程度の乾燥密度であり、湿潤密度は２．１５Ｍｇ／ｍ3程度である。
【００７６】
このようなベントナイト系充填材は、混練直後では流体であったものが、やがては固体として固まるものである。
【００７７】
（実施例４）
密度が２．０Ｍｇ／ｍ3程度のベントナイト１００％の粒状状態であるベントナイト高密度固状体は、エタノール・ベントナイト・スラリー中に体積比で、スラリー：固状体＝０．３：０．７の比率で混練すると、空気が全く排除された場合において、計算上は、（２．０×０．７＋０．７１×０．３）÷１＝１．６１Ｍｇ／ｍ3程度の乾燥密度であり、湿潤密度は２．０１Ｍｇ／ｍ3程度である。
このようなベントナイト系充填材は、混練直後では流体であったものが、やがては固体として固まるものである。
【００７８】
図６は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００７９】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１に、水２もしくは水と親水性有機系液剤との混合液９を注入しながら、これを混練３することでベントナイトスラリー４もしくは１０を練成している。
【００８０】
次いで、このベントナイトスラリー４もしくは１０に、密度の大きな粒状のベントナイト固状体５と骨材とを予め混合した状態の粗粒材１３を追加して混練６しており、ベントナイトと水を主成分とする複合粘性流体のベントナイト・コンクリート１４もしくはベントナイトと水及びエタノールを主成分にする複合粘性流体のベントナイト・コンクリート１４’を練成している。
【００８１】
このベントナイト・コンクリート１４、１４’は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００８２】
尚、水の添加時期は、1回の場合もあるが、複数回に小分けすることも任意である。
【００８３】
従って、本発明による埋設廃棄物の充填材は、上述した各埋設廃棄物の充填材において、骨材をベントナイト高密度固状体と共にベントナイト中に混合してベントナイト・コンクリートに構成することを特徴としており、上記機能に加えて、バリア機能や強度を強化している。
【００８４】
以下に、本実施の形態における具体的な実施例について上記の形態を確認する。
【００８５】
（実施例５）
粉末状のベントナイトは、地下に存在するベントナイト層を粉砕して粒径を調整したもので市販されている。従って、粉末状のベントナイトは、原鉱を粗粒状態に粉砕することで粒径を１０μｍ〜数１０ｍｍの範囲に混在させた粒径が異なっている粒状体にすることが可能である。
表1に示す例は、原鉱を５ｍｍ以下に粉砕した場合の粒径分布の例である。
【００８６】
【表１】
0004131458.tif 000002
【００８７】
本発明による充填材を構成する製造方法では、このような粒径分布の充填材に水を加えて混練しているので、粒径の小さいべントナイトは、水中に分散してベントナイト・スラリーになっていくが、粒径の大きいベントナイトには水が浸透するまでに長時間を要することから暫くの間は、ベントナイト・スラリー中に粒径の大きいベントナイト固状体が浮遊している状態になる。
【００８８】
このような状態では、ベントナイト・スラリーの含水比の方が大きいので、粘性の小さい液体として挙動することになり、練成されたベントナイト・コンクリートは、通常のセメントコンクリートの場合と同様に流体として打設できるものである。
【００８９】
このように製造したベントナイト・コンクリートは、乾燥密度が１．４Ｍｇ／ｍ3程度になり、粗粒のべントナイト固状体を乾燥密度が２．３Ｍｇ／ｍ3程度の高密度にすると、ベントナイト・コンクリートの乾燥密度は１．６５Ｍｇ／ｍ3程度になる。
【００９０】
図７は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００９１】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５とが予め混合された状態にある混合物１５に、水２を注入しながら、これを混練３することでベントナイト・コンクリート１６を練成しており、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５とを予め混合しておくことで、ベントナイト・コンクリート１６を練成する効率を向上させている。
【００９２】
このベントナイト・コンクリート１６は、上述の各ベントナイト・コンクリートと同様に、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００９３】
図８は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００９４】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５とが予め混合して混合物１５を形成している。
【００９５】
工程は、この混合物１５に、水と親水性有機系液剤との混合液９を注入しながら、これを混練３することでベントナイト・コンクリート１７を練成してしており、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５とを予め混合しておくことで、ベントナイト・コンクリート１６を練成する効率を向上させながら高濃度のベントナイト・コンクリートを練成している。
【００９６】
このベントナイト・コンクリート１７は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に流し込み法あるいはポンプ打設法によって流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【００９７】
さらに、図９は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【００９８】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５及び骨材１３が予め混合された状態にある混合物１８に、水２を注入しながら、これを混練３することでベントナイト・コンクリート１９を練成しており、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５及び骨材１３が予め混合しておくことで、ベントナイト・コンクリート１９を練成する効率をさらに向上させている。
【００９９】
このベントナイト・コンクリート１９は、上記の各実施の形態と同様に、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に、流し込み法あるいはポンプ打設法によって、流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【０１００】
図１０は、本発明による充填材を構成する製造方法の他の工程を示しており、本実施の形態におけるベントナイト系充填材も粘性流体状に混練する形態を変えながら流体として打設できるものである。
【０１０１】
本実施の形態では、粉末状のベントナイト１と高密度で粒状のベントナイト固状体５及び骨材１３が予め混合された状態にある混合物１８に、水と親水性有機系液剤との混合液９を注入しながら、これを混練３することでベントナイト・コンクリート２０を練成している。
【０１０２】
これによって、本発明の製造方法では、ベントナイト・コンクリートの練成効率を向上させながら、高濃度のベントナイト・コンクリート２０を練成することができる。
【０１０３】
このベントナイト・コンクリート２０は、上記の各実施の形態と同様に、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との隙間に、流し込み法あるいはポンプ打設法によって、流体として満遍無くかつ効率良く打設８できるものである。
【０１０４】
そして、本発明による埋設廃棄物の充填材における施工方法は、上述してきた各製造方法で練成されたベントナイト・コンクリートを、流し込み打設やコンクリート打設ポンプ圧送によって、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔の間に充填している。
【０１０５】
従って、本発明による埋設廃棄物の充填材における施工方法では、隙間のない充填材を効率良く設置することで、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持させることが可能になる。
【０１０６】
さらに、本発明による埋設廃棄物の充填材における他の施工方法は、図１１に示すように、上述してきた各製造方法で練成されるベントナイトスラリー４とベントナイト高密度固状体５とを充填する直前に混練させてベントナイト・コンクリート７として構成している。
【０１０７】
又、ベントナイトスラリー４とベントナイト高密度固状体５とを充填する直前に混練させてベントナイト・コンクリート７として構成する施工法としては、この他にもベントナイトスラリー４を埋設処分坑道等に予め打設しておいて、その後にベントナイト高密度固状体５をまき出しながら転圧することでベントナイト高密度固状体５の間にベントナイトスラリー４を充填してベントナイト・コンクリート７に構成することも可能である。
【０１０８】
以上のように、本発明による埋設廃棄物の充填材における他の施工方法では、ベントナイト・コンクリートを充填する取扱操作を容易にしながら隙間のない充填材を効率良く設置することで、遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持している。
【０１０９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による埋設廃棄物の充填材と製造方法及びその施工方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【０１１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の埋設廃棄物の充填材の製造方法は、埋設廃棄物の格納用躯体と埋設処分孔との間に充填される埋設廃棄物の充填材の製造方法であって、粉末ベントナイトを所定の水と混練してベントナイト・スラリーを練成し、該ベントナイト・スラリーを粒状のベントナイト高密度固状体と混練して流動性のベントナイト・コンクリートを練成することを特徴としており、流動性のベントナイト・コンクリートを練成することで遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を当初から確立しながら、長期に亘ってこれを維持できる効果を発揮している。
【０１１４】
請求項２に記載の埋設廃棄物の充填材の製造方法は、請求項１に記載の充填材の製造方法において、エタノール又はメタノール等の親水性有機系液剤を前記水と共に前記粉末ベントナイト中に混合することを特徴としているので、上記効果に加えて、高濃度のベントナイト・コンクリートを練成できる効果を発揮している。
【０１１５】
請求項３に記載の埋設廃棄物の充填材の製造方法は、請求項１又は２に記載の充填材の製造方法において、骨材を前記粒状のベントナイト高密度固状体と共に混練することを特徴としているので、上記効果に加えて、バリア機能や強度を強化できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【  図１】本発明による埋設廃棄物の充填材における製造方法を示す工程図
【  図２】ベントナイト固状体における透水係数と乾燥密度の関係図
【  図３】本発明による埋設廃棄物の充填材における均質化状態図
【  図４】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【  図５】本発明による他の埋設廃棄物充填材における均質化状態図図
【  図６】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【  図７】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【  図８】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【  図９】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【  図１０】本発明による埋設廃棄物の充填材における他の製造方法を示す工程図
【  図１１】本発明による埋設廃棄物の充填材における施工方法を示す実施の形態図
【  図１２】各種埋設廃棄物における諸施設の概要図
【  図１３】従来における埋設廃棄物の概要図
【  図１４】従来における埋設廃棄物充填材の設置概要図
【符号の説明】
１  粉末状ベントナイト、  ２  水、  ３、６  混練、
４、１０  ベントナイトスラリー、  ５  ベントナイト固状体、
７、１１、１４、１４’    ベントナイト・コンクリート、  ８  打設、
９  混合液、  １２  地下水、  １３  粗粒材、  １５  混合物、
１６、１７  ベントナイト・コンクリート、  １８  混合物、
１９、２０  ベントナイト・コンクリート、  ２１  廃棄物格納用躯体、
２２、２７  周辺地盤、  ２３  充填材、  ２４  低レベル放射性廃棄物、
２５  放射性廃棄物格納用躯体、  ２６  地下空洞、
２８、３１  粘土系充填材、  ２９  廃棄体パッケージ、  ３０  地下坑道、
３２  処分孔、  ３３  隙間、  ３４  間隙、  ３５  間隙充填材、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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