Immobilisation of decontamination sludge in low-carbon cement: a study of early-age physico-mechanical behaviour of two alkali-activated slag-based waste forms

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Nuclear waste immobilization researchers can gain insights on alkali-activated slag performance for sludge containment.

🏢実務担当者:Waste treatment facilities may consider these binders for improving waste form stability.

🏛政策担当者:Regulators overseeing nuclear decommissioning waste disposal should note the potential of low-carbon cement matrices.

廃止措置活動は、適切な処分経路を必要とする大量の低・中レベル放射性廃棄物（LILW）を発生させる。ポルトランドセメントマトリックスへの固定化が標準的な処理方法であるが、酸性の性質を持ち、キレート剤および/または界面活性剤を高含有する特定の廃棄物、例えば金属表面の除染プロセスから生じる廃液は、これらのマトリックスへの直接的な固定化において深刻な欠点を示す。本研究では、除染スラッジの閉じ込めマトリックスとして、炭酸ナトリウムおよびケイ酸ナトリウムで活性化したスラグセメントの技術的実現可能性を評価した。まず、スペインの機械的受入基準に従って、最大固定化可能な廃棄物負荷量を決定した。続いて、両方のアルカリ活性化セメントについて、初期材齢における可塑性から疑似剛性微細構造への遷移を分析した。廃棄物負荷量を最適化するため、スラッジを液体および固体の状態で、液/固比0.45、0.50、および0.55で混入した。フレッシュ性状、機械的強度、および全空隙率を評価した。アルカリ活性化スラグマトリックスは、バインダー重量あたり最大8.8%の乾燥スラッジの固定化を可能にした。微細構造の進化は、誘導熱量測定、超音波パルス速度、毛細管圧力、および水蒸気拡散を用いて研究した。炭酸ナトリウム活性化スラグは、より早期の硬化、より高い緻密化、より低い蒸気透過性、およびより高い屈曲性を示し、外部因子に対する優れた耐性を示した。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Decommissioning activities generate large volumes of low- and intermediate-level radioactive waste (LILW) that require suitable disposal routes. Although immobilisation in Portland cement matrices is the standard conditioning method, certain wastes with an acidic nature, with high contents of chelating agents and/or surfactants, such as the effluents resulting from metal surface decontamination processes, present serious disadvantages for their direct conditioning in these matrices. This study evaluated the technical feasibility of slag cements activated with sodium carbonate and sodium silicate as confinement matrices for decontamination sludges. First, the maximum immobilisable waste loading was determined according to the Spanish mechanical acceptance criterion. Subsequently, the early-age transition from plastic to pseudo-rigid microstructure was analysed for both alkali-activated cements. To optimise waste loading, sludge was incorporated in liquid and solid states with liquid/solid ratios of 0.45, 0.50, and 0.55. Fresh properties, mechanical strength, and total porosity were assessed. The alkali-activated slag matrices enabled immobilisation of up to 8.8% dry sludge by binder weight. Microstructural evolution was studied using induction calorimetry, ultrasound pulse velocity, capillary pressure, and water vapour diffusion. Sodium carbonate-activated slag exhibited earlier hardening, higher compaction, lower vapour permeability, and greater tortuosity, indicating superior resistance to external agents.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.net.2026.104562first seen 2026-07-13 05:55:07