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Effects of OH$$^{-}$$ activity and temperature on the dissolution rate of compacted montmorillonite under highly alkaline conditions

高アルカリ条件下におけるモンモリロナイト圧縮体の溶解速度へのOH$$^{-}$$活量および温度の影響

澤口 拓磨; 塚田 学; 山口 徹治; 向井 雅之

Sawaguchi, Takuma; Tsukada, Manabu; Yamaguchi, Tetsuji; Mukai, Masayuki

モンモリロナイト圧縮体中のモンモリロナイトの溶解速度($$R_{rm A}$$)のOH$$^{-}$$活量(a$$_{rm OH}$$-)および温度(T)依存性を調べた。その結果、当該溶解速度は、$$R_{rm A}$$=10$$^{4.5}$$ (a$$_{rm OH}$$-)$$^{1.3}$$ e$$^{-55000/RT}$$と定式化され、ケイ砂-ベントナイト混合圧縮体中のモンモリロナイト溶解速度: $$R_{rm A}$$=3500 (a$$_{rm OH}$$-)$$^{1.4}$$ e$$^{-51000/RT}$$よりも速くなった。これは、随伴鉱物の溶解に伴い混合圧縮体内のOH$$^{-}$$活量が低下し、モンモリロナイトの溶解が抑制されたためだと考えられる。また、このa$$_{rm OH}$$-)の低下が定量化されれば、モンモリロナイト圧縮体の溶解速度が混合圧縮体にも適用できる可能性を示した。

The dependences of the dissolution rate of compacted montmorillonite on activity of OH$$^{-}$$ (a$$_{rm OH}$$-) and temperature (T) were investigated. The dissolution rate of montmorillonite ($$R_{rm A}$$) in compacted pure montmorillonite, which was formulized as $$R_{rm A}$$ = 10$$^{4.5}$$ (a$$_{rm OH}$$-)$$^{1.3}$$ e$$^{-55000/RT}$$, was higher than that in the compacted sand-bentonite mixtures: $$R_{rm A}$$ = 3500 (a$$_{rm OH}$$-)$$^{1.4}$$ e$$^{-51000/RT}$$. The difference can be explained by considering the decrease in a$$_{rm OH}$$- in the mixtures accompanied by dissolution of accessory minerals such as quartz and chalcedony. The dissolution rate model developed for pure montmorillonite is expected to be applied to bentonite mixtures if quantification of the decrease in a$$_{rm OH}$$- is achieved somehow.

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