An Evaluation of the Structural Integrity of the Polymer-Modified Cement Waste Form

Polymer-modified cement is the composite material made by partially replacing and strengthening the cement hydrate binders of conventional mortar with polymeric modifiers such as polymer latexes and redispersible polymeric modifiers. It is known that the addition of polymer to cement mortar leads to improved quality, which would be expected to have a high chemical resistance. Therefore, the purpose of this study is to identify the improved chemical resistance, such as low permeability and low ion diffusivity, of the polymer-modified cement as a solidification agent for the radwaste. First, polymer-modified cement specimens by latex modification were prepared according to the polymer content from 0% to 30% to select the optimized polymer content. At those specimens, the water-to-cement (W/C) ratio was maintained to 33% and 50% respectively. After the much curing time, the structural integrity of specimens was evaluated through the compressive strength test and the porosity evaluation by the water immersion method. From the results, 10% of the polymer content at 33% of the W/C ratio was shown to have the most improved quality. Finally, the leaching test referredfrom ANS 16.1 for the specimens having the most improved quality was conducted. Dedicated specimens for the leaching test were then mixed with radioisotopes of $^{60}Co$ and $^{137}Cs$ at the specimen preparation.

폴리머 시멘트 고화체에 대한 구조적 건전성 평가

폴리머 시멘트 고화체는 일반 몰타르 내의 시멘트 수화물을 폴리머 개질제를 이용하여 부분적으로 대체함으로써 그 기능을 강화시킨 복합재료로써, 특히 시멘트 몰타르에 폴리머를 첨가하는 것은 그 화학적 내구성을 향상시킨다고 알려져 있다 따라서 본 연구에서는 고화재료로서의 폴리머 시멘트에 대한 낮은 침투성 및 낮은 이온 확산도 등과 같은 향상된 화학적 내구성을 확인하기 위하여 폴리머 시멘트 시편들을 제조하였다. 이때 폴리머의 함량은 0 에서부터 30%까지 변화시켰으며, 물에 대한 시멘트 비 (W/C)를 33%와 50%로 각각 유지 시켰다. 충분히 경화시킨 후에, 제조된 시편들에 대한 구조적 건전성을 압축강도와 수침법에 의한 공극도를 통하여 평가하였다. 그 결과, W/C 비가 33%이고, 폴리머 함량이 약 10%인 폴리머 시멘트 시편에서 가장 향상된 개질변화를 얻을 수 있었다. 끝으로 이 최적의 조합비를 가지는 시편에 대하여 ANS 16.1에 따르는 침출시험을 수행하였으며, 그 결과를 일반 시멘트 고화체와 비교하였다.