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酸性攻撃が地盤材料の化学的,鉱物学的,形態学的特性に及ぼす影響
Effects of acidic attack on chemical, mineralogical, and morphological properties of geomaterials.
PMID: 32607993 DOI: 10.1007/s11356-020-09834-6.
抄録
地質材料を酸性浸出液に曝すと、物理化学的、鉱物学的、および水理的挙動の変化により、その構造と機能性が損なわれる可能性がある。これまでの文献では、純粋な状態での変化や極端な酸性条件下での変化を評価する必要があることが明らかにされている。本研究では、0.00mol/L（蒸留水），0.01mol/L，1.00mol/Lの濃度の硫酸に曝露したオソリオ細粒一様砂（OFS），玄武岩残土（BRS），カオリン（KAO），ベントナイト（BEN）の化学的，鉱物学的，形態学的特性の変化を評価することを目的とした。試料は、蛍光X線分析,X線回折,熱重量測定,示差走査熱量測定,走査型電子顕微鏡を用いて特性を測定した。1.00mol/Lの溶液との接触による地盤材料への酸の攻撃により、一部の構成鉱物の可溶化、硫酸塩鉱物の形成、細孔内の脱水ピークの変化、質量損失が生じた。砂及びベントナイト粒子の形態は硫酸に曝露しても変化しなかった。酸性攻撃は、BRSとKAOについて粒子の形態変化をもたらした。本研究の結果は、廃棄物封じ込めシステムや汚染地域の運用パラメータを決定するために重要であり、また、地盤材料を基礎材料として適用するためにも重要である。
Exposure of geomaterials to acidic leachates may compromise their structure and functionality due to changes in physicochemical, mineralogical, and hydraulic behavior. The literature identifies the need to evaluate changes in a pure state and in conditions of extreme acidity. This study aimed to evaluate changes in the chemical, mineralogical, and morphological properties of Osorio fine uniform sand (OFS), basalt residual soil (BRS), kaolin (KAO), and bentonite (BEN) exposed to sulfuric acid in concentrations of 0.00 mol/L (distilled water), 0.01 mol/L, and 1.00 mol/L. The tested samples were characterized using X-ray fluorescence spectrometry, X-ray diffraction, thermogravimetry, differential scanning calorimetry, and scanning electron microscopy. The acid attack on geomaterials by contact with the solution 1.00 mol/L has resulted in the solubilization of some constituent minerals, as well as the formation of sulfate minerals, changes in the water dehydration peak in the pores, and mass loss. The morphology of the sand and bentonite particles did not change with exposure to sulfuric acid. The acidic attack resulted in changes in the morphology of the particles for BRS and KAO. The results of this study are important for determining operational parameters of waste containment systems and contaminated areas, as well as for applying geomaterials as founding materials.