Nemzeti Kiválóság Program Szeged 2014

Speciálkollégium Dr. Fintor Krisztián Magyary Zoltán Posztdoktori Ösztöndíj TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 Nemzeti Kiválóság Program Szeged 2014

Mérnöki gátrendszerek degradációjának hosszú távú modellezése Az ilyen típusú modellezés alapvetően két részre bontható: 1. Integrált alapozó kutatás  Jelenségek tanulmányozása (fenomenológiai kutatás)  Mikroszerkezeti vizsgálatok  Többskálás modellalkotás

2. Kontinuum skálájú alkalmazások  Beton – földtani közeg kölcsönhatások vizsgálata  Oldási frontok vizsgálata betonokban

Degradációs átalakulási folyamatok megismerése  Fizikai kémiai degradáció  Meghatározott tulajdonságok változásainak modellezése  Vízáramlás  Advektív-diffúzív-diszperziós transzport folyamatok

 Geokémiai vizsgálatok (oldódás, megkötődés)

Mérnöki gátrendszerek degradációjának hosszú távú modellezése Méret és időskálák viszonyai a modellezésben

Mérnöki gátrendszerek degradációjának hosszú távú modellezése

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva létrejötte a tároló környezetében

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Boom Clay Formáció, Belgium, felszín alatti laboratórium:

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Boom Clay Formáció, Belgium, felszín alatti laboratórium:

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Beton összetétele:

Ásványfázisok Illit Szmektit+illit Kaolinit Klorit Klorit+szmektit

v/v % 10-45 10-30 5-20 0-5 0-5

Ásványfázisok Kvarc Káliföldpát Albit Karbonátok Pirit+szerves anyag

Ásványfázisok

v/v %

Kalcit

~72

Afwillit

8,3

Portlandit

4,7

Ettringit

3,2

Hidrogránát

1,7

Hidrotalkit

0,5

Hematit

0,33

Víz+kitöltetlen üreg

~9

v/v % 15-60 1-10 1-10 1-5 2-7

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Az egyik legfontosabb agyag mellékkőzet esetében a CO2 puffer képesség,

mert ez jelentős hatással van az alkáli csóva pH csökkenésére:  Klinoklór (14Å) + 5CO2(g) + 5 kalcit ⇌ kaolinit + kalcedon + 5 dolomit + 2 H2O

 A fő pH puffer kapacitása az agyagnak a fő ásványos összetevőkben rejlik:  Illit: K0,6Mg0,25Al1,8Al0,5Si3,5O10(OH)2 + 4,7OH- = 1,6H2O + 0,25Mg2+ + 0,6K+ +

2,3AlO2-+ 3,5HSiO3-

 Szmektit: Na0,33Mg0,33Al1,67Si4O10(OH)2 + 4,68 OH- = 1,34 H2O + 0,33 Mg2+ +

1,67 AlO2+

4HSiO3- + 0,33 Na+

 Kvarc: SiO2 + OH- = HSiO3 Kaolinit: Al2Si2O5(OH)4 + 4OH- = 3H2O + 2AlO2- + 2HSiO3 Káliföldpát: KAlSi3O8 + 3OH- = AlO2-+ 3HSiO3- + K+  Albit: NaAlSi3O8 + 3OH- = AlO2-+ 3HSiO3- + Na+  Kalcit: CaCO3 + OH- = CaOH+ + CO32 Dolomit: CaMg(CO3)2 + 2OH- = CaCO3 + Brucite (Mg(OH)2 + CO32-

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Az elsődleges fázisok bomlása mellett másodlagos fázisok is képződnek:  4OH- + 5Ca2+ + 5,5H2O + 6HSiO3- = Tobermorite (Ca5Si6H21O27,5) pH-t csökkent

 Zeolitok mint analcim, laumontit hidroxid iont termelnek, ami szintén

növeli az alkáli csóva pH értékét:  0,96 AlO2- + 0,96 Na+ + 2,04HSiO3- + H2O = Analcim (Na0,96Al0,96Si2,04O6 *

H2O) + 2,04OH-

 2AlO2- + 4 HSiO3- + 4H2O + Ca2+ = Laumontit (CaAl2Si4O12*4H2O) + 4OH-

 A beton/agyag érintkezési felületén a Boom formáció NaHCO3 gazdag vize

összekeveredik a Ca(OH)2 telített beton pórusvízzel, aminek az eredménye karbonátosodás lesz:  Ca2+ + HCO3- + OH- = Kalcit CaCO3 + H2O

 Az alkáli csóva mobilizálhatja az agyag szerves anyagát ami: 1.) növeli az

agyag porozitását/vízáteresztő képességét; 2.) a beoldott szerves anyag komplexeket képezhet a radionuklidokkal és mobilizálhatja azokat; 3.) mivel a szerves anyag jó adszorbens így mobilizációja csökkenti az agyag szorpciós kapacitását.

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Bentonit átalakulása a beton határfelületén, diffúziós koefficiens: 10-11 m2/s

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Bentonit átalakulása a beton határfelületén, diffúziós koefficiens: 10-11 m2/s

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Agyag mellékkőzet átalakulása a beton határfelületén, diffúziós koefficiens:

10-11 m2/s

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  Agyag mellékkőzet átalakulása a beton határfelületén, diffúziós koefficiens:

10-9 m2/s

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre  A fő fenomenológiai folyamatok idődiagramja kis- és közepes aktivitású

tárolók esetén

T: termális evolució H: hidraulikus paraméterek evolúciója C: Kémiai evolúció M: mechanikai evolúció

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre Tournemire márga és argillit formáció, teszt laboratórium:

Ásványfázisok Kalcit Dolomit Muszkovit/illit Kaolinit

v/v % 14,5 0,9 27,7 6,1

Ásványfázisok Káliföldpát Montmorillonit Kvarc Porozitás

v/v % 10,6 6,7 24 9,5

A beton hosszú távú degradációja Alapeset Felületi komplexképzés

Ion csere folyamatok

Kiindulási állapot

Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre

A beton hosszú távú degradációja Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre

A beton hosszú távú degradációja

Alapeset

Ion csere folyamatok

Ion csere és zeolitok

Ioncsere és komplexképzés

Alkáli csóva hatása eltérő kőzetkörnyezetekre

A beton hosszú távú degradációja  A

hidratált fázisok stabilitása a megszilárdult beton pórusvizének összetételétől függ.  A vizes környezettel érintkező betonban a különböző degradációs folyamatok egymást követve, egymás után zajlanak le ahogy a reaktív front elmozdul.  Ezek a folyamatok magukban foglalják a beton alapanyagainak kioldódását, az oldott anyag transzportját és a másodlagos ásványok kicsapódását

A beton hosszú távú degradációja  A portlandcement pórusvizének egyensúlyi pH értéke 13 körül van. Amint a



 

 

beton alacsonyabb pH-jú környezettel kerül kapcsolatba megindul a pórusvíz pH csökkenése. A folyamat szakoszakra bontható: 1. fázis: A friss cementnek felel meg. A pórusvíz pH-ja 12,5-nél magasabb. Nagy K+ és a Na+ koncentrációja, mindez az alkáli hidroxidok kioldódásának tulajdonítható. E fázis élettartama a víz cementen keresztül történő áramlásának intenzitásától függ (10–10 m/s), becslések alapján ez az időtartam 10 000 év is lehet. 2. fázis: Az oldható K+ és Na+ sók teljesen feloldódtak, a fő fázis a C-S-H és a portlandit. A portlandit kioldódása 12,4 pH alatt várható. 3. fázis: Megtörtént a portlandit teljes kioldódása, és a rendszer további kémiai evolúciója a C-S-H fázisoktól függ. A pH 12,4-ről 10-re csökken. Ebben a stádiumban a Ca/Si arány 1,7-ről 0,85-re csökken. 4. fázis: A CSH fázis Ca/Si aránya tovább csökken 0,83-ig, pufferolva a pH 10-re. Ebben a fázisban nem szabad figyelmen kívül hagyni a Mg felvételét. 5. fázis: A cement teljesen degradálódott, a cement pórusterének a pH-ja a repedésvíz pH-jának a függvénye.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés Beton karbonátosodásának modellezése PHREEQC és GEMS termodinamikai szoftverekkel (CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3-MgO-SO3-CO2)

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés  A legösszetettebb (CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3-MgO-SO3-CO2) rendszerben

végzett modellezés során a reakció egyenletek a következő ásványtani változásokat jelezték:  A karbonátosodás kalcit képződéssel jár . Az ehhez szükséges Ca-ot az

egyes beton alkotó ásványok beoldódása szolgáltatja a következő sorrendben:  1.

Portlandit, jennit a C-S-H fázisokból (dekalcifikáció folyamata)

 2. AFm (monokarboaluminát, másodlagos stratlingit) és AFt

(ettringit, trikarboaluminát) fázisok beoldódása a C-S-H fázisok tobermorit komponensével valamint hidrotalkittal együtt.  3. a karbonátosodás előrehaladtával új ásványfázisok is

megjelennek a kalcit mellett, mint amorf SiO2, és Al(OH)3, valamint gipsz és kis mennyiségű instabil CO3-hidrotalkit.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés

 Beton

drgradációja esővíz hatására:  1. szakasz: 0,35

kg víz/1000 cm3 beton  2. szakasz: 72kg víz/1000 cm3 beton  3. szakasz: 1766 kg víz/1000 cm3 beton  4. szakasz:

4400 kg víz/1000 cm3 beton

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés  Beton

degradációja esővíz hatására:  ásványfázisok  Jen: jennit  Tob: 

   

tobermorite Mc: monokarboaluminát Str: stretlingit Tca: trikarboaluminát Ett: ettringit Ht: hidritalkit

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés Beton, esővíz hatására bekövetkező degradációjának modellezése:  1. szakasz: Na, és K ionok nagy koncentrációja, a pórusvíz összetételt a különböző cement fázisok határozzák meg és erősen eltér az esővíz összetételétől.  2. szakasz: Ca koncentráció megnövekszik a portlandit beoldódása miatt ami jelentős ~5 %-os porozitás növekedést okoz.  3. szakasz: ez a geokémiailag legkomplexebb szakasz, C-S-H fázisok valamint tri- (ettringit - Aft) és monoszulfátok (Afm) ki- és beoldódásának összetett folyamataival. A pórusvíz összetétel drasztikusan változik, a pH 11,6-ra csökken, a porozitás jelentősen megnövekszik.  4. szakasz: már csak az OH tartalmú hidrotalkit és a kalcit (cement fázisokból + aggregátumokból) van jelen a rendszerben. Az OH tartalmú hidrotalkit beoldódása a kalcittal együtt indul meg, teljes beoldódását a kalcit lassú oldódása követi

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés  Beton

degradációja talajvíz hatására  A kalcit folymatosan képződik a rendszerben, ami a talajvíz CO2 tartalma által vezérelt karbonátosodásnak köszönhető.  Alumínium fázisok megjelenése a 3. és 4. szakaszban. Al(OH)3 váik ki a kalcit beoldódásával párhuzamosan. Ennek köszönhetően a porozitás növekedés kisebb lesz mint az esővizes modellnél

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés  A hidrogeokémiai modellezést valamilyen geokémiai modellező

szoftver segítségével végezzük (pl. PHREEQC)  A hidrogeokémiai modellezés lépései:  A modell koncepciójának kidolgozása  A modellépítéshez szükséges adatok előállítása (pl. laborvizsgálatok)  A modell bementi (input) adatainak előkészítése  Modell szimuláció  Az eredmények kiértékelése

 A modell egyszerűsített formában próbálja előrejelezni a jövőben

várható hidrogeokémiai folyamatokat, helyszínspecifikus bemeneti adatokat alkalmazva  A modell a koncepció alapján a modellezett folyamatok egyszerűsített változatának megértésére törekszik, azaz csak a rendelkezésre álló adatokkal dolgozik, ami egyrészt a modell megbízhatóságának a feltétele is.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés  A természetes rendszerekben lezajló geokémiai folyamatok sokkal

 

 

bonyolultabbak is lehetnek, azonban ezek vizsgálata sokszor a paraméterek és a lejátszódó folyamatok nagy száma miatt nehezen modellezhető. A modell bemeneti adatait két részre bonthatjuk: a geokémiai rész és a transzport rész. A geokémiai rész magában foglalja a rendszerben előforduló szilárd és oldott fázisokat. A modell transzport részében (1D) lehetőségünk van advektív vagy diffúziv transzport modellezésére. A hulladéktárolóban elhelyezett betonelemek többségével érintkező pórusvíz jó közelítéssel stagnáló oldatnak tekinthető, ezért megengedhető ha a modellezésnél csak a molekuláris diffúziót, illetve az egydimenziós diffúziós transzportot vesszük figyelembe és eltekintünk az advekciótól.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés  A diffúzió az oldott anyag koncentrációját egy adott idő elteltével

változtatja meg, tehát a diffúzió időfüggő folyamat.  Az 1D transzport modell geometriája szerint a diffúzió cellákon keresztül történik. A kezdeti (0.) cellában található a kiindulási koncentrációval (S0) jellemezhető oldat, amely a diffúzió hatására találkozik az első cella oldatával (S1), egy második összetételű oldatot (S2) hozva létre. A cella méretét a modell bemeneti paraméterei között definiálni kell méterben.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés  Egy adott cellán belül meghatározott számú időlépcső (shift) definiálható,

ezek száma a diffúziós periódust képviseli.  Az áramlási irányt (flow direction) a modellben definiálni kell.  Ez

advektív-diszperzív transzport esetén lehet előrehaladó (forward), amennyiben a kezdeti oldatunk az (S0) cellából indul, vagy fordított irányú (backward), amennyiben a kezdeti oldatunk az Sn+1 cellából indul, vagy – az advekció kizárása esetén – csak diffúziós (only diffusion).

 A peremfeltételek (bonduary conditions) meghatározzák az első és az

utolsó cella peremfeltételeit.  A peremfeltétel lehet konstans koncentráció (a Dirichlet-féle peremfeltétel alapján), lehet zárt, amikor nincsen fluxus az adott peremen(ken) (Neumann-féle peremfeltétel), és harmadik típusú, amikor van fluxus (Cauchy-féle peremfeltétel).  Az időlépcső (time step) egy adott diffúziós periódus időtartamát jelenti a cellán belül, másodpercben kifejezve. Ha az időlépcsőt megszorozzuk a cellában végbemenő diffúziós periódusok számával, akkor megkapjuk a teljes modellezett időtartamot.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT  A Bátaapáti NRHT környezetére korábban két hidrogeokémiai modell

készült, melyek feladata az alábbi volt:  a tárolóban lejátszódó hidrogeokémiai folyamatok vizsgálata  a magas pH-jú alkáli csóva hatása a környezetre

 A bátaapáti hulladéktároló hosszú távú radiológiai biztonságának

megalapozására 2004-ben készült az első geokémiai modell.  Ez a lezárt tárolóban lejátszódó geokémiai folyamatokat, és ezek hatását vizsgálta a műszaki gátrendszerre. A modellben a mérnöki gátrendszer (Engineered Barrier System - EBS) elemeit három zónára osztották fel:  biztosításon és a lőttbetonon keresztülszivárgó, és a tömedékelést (bentonit és

zúzottkő keverékét) feltöltő víz, mielőtt érintkezésbe lépne a konténerekkel és hordókkal.  A hulladékformák kioldódásának a zónája. A hulladékok a vasbeton konténereken belül, a cementes térkitöltésben található hordókban, illetve a konténerezetlen, hordkeretben tárolt hordókban helyezkednek el.  Kibocsátási útvonalak a hulladékformák kioldódási zónájától a tömedékelésen és a vágatbiztosításon keresztül a repedezett kőzetkörnyezetbe.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT  A 2004-es 2008-as modellezés eredményei:  2004-es modell: A képződő magas pH-jú alkáli csóva geokémiai összetétele  

 

nem érzékeny a gránit repedésvizének összetételére. 2008-as modell: kapcsolt hidraulikai-geokémiai modell, ami a tárolóból kilépő magas pH-jú alkáli csóva hatását vizsgálta a kőzetkörnyezetre. Csak diffúziót figyelembe véve, az alkáli csóva által okozott átalakulás gyorsan lezajlik és hosszú idő alatt is csak kismértékben képes behatolni a környezetébe. Advekciót is figyelembe véve az alkáli csóva nagyobb távolságra jutott el, a kioldódó másodlagos ásványfázisok helyett C-S-H fázisok csapódtak ki. A harmadik modellben az agyagos torlasztóra kifejtett hatást vizsgálták. A pH nagyon gyorsan 11-re majd jóval hosszabb idő alatt 12-re emelkedik. Magas pH-n az elsődleges ásványfázisok jelentős disszociációjával kell számolni. A közel 2 m vastag torlasztó zónát a nagy pH-jú alkáli csóva néhány ezer év alatt áttöri.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT Esettanulmány: Injektáló cement degradációja Bátaapáti NRHT  PHREEQC modell felépítése:  1. Bemeneti adatok összegyűjtése  Injektáló cement, és pórusvizének összetétele  Gránit pórusvíz összetétele

 2. Geokémiai modell koncepciója  3. kezdeti feltételek

meghatározása  4. a modell geometriájának meghatározása  5. modell szimuláció és érzékenység vizsgálat  6. eredmények kiértékelése

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT  Koncepcionális modell:  A

koncepció modell összefoglalja a vizsgálat rendszer egyes elemeinek a kölcsönhatását  Ez egy elvi modell, nem teljes hiszen nem ad részletes áttekintést az egész geokémiai rendszerre és az abban zajló folyamatokra, hanem csak a cement/gránit határfelületen lejátszódó folyamatokra kölcsönhatásokra fókuszál.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT Geometriai modell:  Az 1D diffúziós transzportmodell megépítése a PHREEQC-ben cellák sorozatával lehetséges. A modellben 4 cellát illesztettek egymás mellé. Mivel az injektált zóna elvárt vastagsága 4 m, ezért az injektált zónát leképező cellasor teljes hosszát is 4 m-nek vették.  Három modellváltozat:  1 változat: a cellák hossza egységesen 1 m  2. változat: a cellák hossza: 0,5 m, 0,5 m, 1m2m  3. változat: a cellák hossza: 0,25 m, 0,25 m, 0,5 m, 3 m

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT Az injektáló cement degradációja az idő függvényében:  1-es típusú cement: 1-es modell változat 1. cella: 1 m 2. cella: 1 m 3. cella: 1 m 4. cella: 1 m

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT Az injektáló cement degradációja az idő függvényében:  1-es típusú cement: 2-es modell változat 1. cella: 0,5 m 2. cella: 0,5 m 3. cella: 1 m 4. cella: 2 m

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT Az injektáló cement degradációja az idő függvényében:  1-es típusú cement: 3-as modell változat 1. cella: 0,25 m 2. cella: 0,25 m 3. cella: 0,5 m 4. cella: 3 m

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT

Kalcit 3-as modell

Kalcit 1-es modell

Kalcit 2-es modell

Az injektáló cement degradációja az idő függvényében: 1 típusú cement


Portlandit 3-as modell

Portlandit 2-es modell




Ettringit 3-as modell

Ettringit 1-es modell

Ettringit 2-es modell


A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT  Összességében megállapítható, hogy a főleg Ca-dús ásványfázisokból

álló, magas alkália tartalommal jellemezhető 1-es típusú mikrocementből készült injektáló anyag teljes degradációja a 4 m-es injektált zónában kb. 8 500–12 000 év alatt bekövetkezik.  Az ábrákon megfigyelhető, hogy minden egyes cellában a pH csökkenése lépcsőzetesen megy végbe, hosszabb-rövidebb időtartamú, stabil pH-jú (pufferolt) szakaszokkal. Ez valószínűleg az egyes ásványfázisok fokozatos kioldódásának tulajdonítható  Összességében elmondható, hogy a 2. és 3. modellváltozat között a portlandit és az ettringit kioldódása szempontjából nincsen látványos különbség. A portlandit teljes kioldódá-sa a 2. és 3. modellváltozatban kb. 2 700 év alatt megy végbe, az 1. modellváltozatban ez 3 770 év alatt következik be. Az ettringit a 2. és 3. modellváltozatban kb. 8 600 év alatt oldódik ki teljesen a rendszerből, az 1. modellváltozatban ehhez 11 580 évre van szükség. A ki-csapódó másodlagos kalcit mól tömege arányosan növekszik a cellák méretének a csökkenésével.

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT Az injektáló cement degradációja az idő függvényében: 2. típusú cement 1-es modell változat 1. cella: 1 m 2. cella: 1 m 3. cella: 1 m 4. cella: 1 m

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT Az injektáló cement degradációja az idő függvényében: 2. típusú cement 2-es modell változat 1. cella: 0,5 m 2. cella: 0,5 m 3. cella: 1 m 4. cella: 2 m

A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT Az injektáló cement degradációja az idő függvényében: 2. típusú cement 3-as modell változat 1. cella: 0,25 m 2. cella: 0,25 m 3. cella: 0,5 m 4. cella: 3 m


Kalcit 3-as modell

Kalcit 1-es modell

Kalcit 2-es modell



Gipsz 3-as modell

Gipsz 1-es modell

Gipsz 2-es modell



Portlandit 3-as modell





Hidrotalkit 3-as modell

Hidrotalkit 1-es modell

Hidrotalkit 2-es modell



Montmorillonit 3-as modell

Montmorillonit 1-es modell

Montmorillonit 2-es modell


A beton hosszú távú degradációja Hidrogeokémiai modellezés – Bátaapáti NRHT  Az eredmények alapján megállapítható, hogy a 2-es típusú injektáló

anyag teljes degradációja 18 000–28 000 év körül következik be.  Az 1. modellváltozatban (4 db 1,0 m hosszúságú diffúziós cella) tart legtovább a degradációs folyamat (~28 000 év); a 2. és 3. modellváltozatban az injektáló anyag teljes degradálódásához számottevően rövidebb időre (kb. 18 000 év) van szükség.  A több fő ásványfázist tartalmazó injektáló anyag degradációja szakaszosan végbemenő, több lépcsős folyamat, hosszabb-rövidebb időtartamú, stabil pH-jú (pufferolt) szakaszokkal.  A kalcit mennyisége jelentős növekedést mutat, különösen a gránitos repedésvíz és a cement határfelülete közelében. A teljes injektált zónára a másodlagos kalcit kicsapódása jellemző. A gipsz néhány száz év alatt teljesen kioldódik a rendszerből. A portlandit kioldódása lassabb, 2 000–3 000 év alatt ürül ki teljesen az injektált zónából. A kioldódás mindhárom modellváltozat esetében hasonló időben történik.

Nemzeti Kiválóság Program Szeged 2014

Recommend Documents