بنتونیت

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

بنتونیت (به انگلیسی: Bentonite) نوعی رس ریزدانه است که حداقل ۸۵ درصد رس مونت‌موری‌لونیت داشته باشد. اصطلاح «بنتونیت» معمولاً برای خاک‌های کلوئیدالی که در اصل با رگه‌های شیل بنتون کرتاسه که در نزدیکی قلعه نظامی بنتون و منطقه رودخانه سنگی وایومینگ در هم آمیخته‌اند، به کار برده می‌شود. بنتونیت یک ماده از دسته رس‌ها و از کانی‌های متورم شونده تشکیل شده است که عمدتاً مونتموریلونیت و به مقدار کمی بیدلیت هستند. اکثر بنتونیت‌ها بر اثر هوازدگی و دگرسانی خاکسترهای آتشفشانی و اغلب در حضور آب تشکیل می‌شوند و سنگ منشأ آنها اکثراً بازیک است. تجزیه خاکستر آتش فشانی عمدتاً در محیط شور و باتلاقی انجام می‌شود و هر چه از آتش‌فشان دور شویم، ضخامت بنتونیت کاهش می‌یابد. بنتونیت دارای ساختمان آلومینوسیلیکاتی است و در دسته سیلیکات‌های سه لایه قرار می‌گیرد. بنتونیت دارای دو لایه چهار وجهی و یک لایه هشت وجهی می‌باشد. فرمول عمومی بنتونیت به صورت ذیل می‌باشد:

(Na, CaO)(Al, Mg)(Si4O10)3 (OH)6 nH2O

مشخصات واحد چهاروجهی[ویرایش]

واحد سیلیس واحد چهار وجهی و واحد مشترک تمام کانی‌های رسی می‌باشد که در اصل یک چهار وجهی هرمی شکل بوده و در آن یک اتم سیلیس توسط چهار اتم اکسیژن احاطه گردیده است. به دلیل اتصال پی در پی این واحدها به یکدیگر به صورت صفحه‌ای و با پیوند قوی بین اکسیژن‌های پایه لایه سیلیکات یا همان صفحه فیلوسیلیکات تشکیل می‌گردد، اتصال واحدهای چهار وجهی به یکدیگر به صورت مسطح تشکیل ساختار شش وجهی را می‌دهد و در بین این ساختار شش وجهی، حفره‌هایی شکل می‌گیرد که در صورت تأمین بار الکتریکی کافی روی سطح اکسیژن، محل مناسبی جهت تثبیت یون‌های بین لایه‌ای برای سطح رس می‌باشند.

مشخصات واحد هشت وجهی[ویرایش]

کاتیون‌های موجود در بنتونیت توسط شش واحد هیدروکسیل در یک هشت وجهی احاطه می‌شوند. اتصال بین واحدهای هشت وجهی به صورت مسطح سبب تشکیل لایه هشت وجهی می‌گردد. اتصال بین صفحات هشت وجهی و چهار وجهی با به اشتراک گذاشتن اکسیژن رأس هرم واحد چهار وجهی صورت می‌گیرد. عنصر مرکزی در واحد هشت وجهی آلومینیوم است.

به علت وجود پیوندهای ضعیف واندروالسی میان لایه‌های بنتونیت، آن‌ها به راحتی بر روی یکدیگر می‌لغزند که این باعث می‌شود بنتونیت در اثر لمس چرب به نظر برسد. از طرفی این ویژگی سبب می‌گردد که ذرات بنتونیت در محیط آبی بین هفت تا بیست برابر حجم خود آب جذب کرده و متورم شوند. دلیل اصلی تورم بنتونیت‌ها جذب آب در لایه‌های سطحی به واسطه هیدراتاسیون کاتیون‌های قابل تعویض و در نهایت جدا شدن لایه‌های شبکه در نتیجه نیروی دافعه مشابه فشار اسمزی (این مرحله تورم اسمزی نام دارد) است. تورم بنتونیت‌ها پس از هیدراتاسیون آن‌ها اتفاق می‌افتد. بنتونیت در آب گرم‌تر سریع‌تر فعال می‌شود. اندازه ذرات پراکنده بنتونیت ۲ میکرون می‌باشد. بنتونیت می‌تواند دفعات بسیار زیادی آب جذب کرده و مجدداً خشک شود بدون آن که خاصیت متورم شدن خود را از دست دهد. هر گرم از این ترکیب دارای سطح بزرگ ۶۰۰ تا ۸۰۰ متر مربع است.

کاربرد در چاه ارت[ویرایش]

دوغاب بنونیت در چاه ارت به عنوان یک مادهٔ کم‌مقاومت استفاده می‌شود که الکترود زمین در آن قرار می‌گیرد. بنونیت حفره‌های اطراف میلهٔ زمین را پر می‌کند تا مقاومتش پایین بیاید. بنونیت به علت داشتن خاصیت تیکسوتروپیک پس از مدتی راکد ماندن، ژل می‌شود و شسته نخواهد شد. بنونیت مقاومت الکتریکی پایینی دارد و در شرایط معمولی خشک نمی‌شود.[۱]

منابع[ویرایش]

بنتونیت، خاک با هزار نوع مصرف، شادی کیانوش، انتشارات گنج هنر، تهران، ۱۳۹۱