پودر بنتونیت گودال زمین که گاهی از آن با نام بنتونیت فعال یاد می‌کنند، شکلی از کانی رسی با مقاومت بسیار پایین است که از این جهت از این ماده در پر کردن چاه ارت استفاده می‌کنند. بنتونییت یک کانی معدنی فعال جایگزین نمک و زغال سنگ است که در گذشته به عنوان ترکیب ارتینگ چاه استفاده می‌شده است.
کاربرد بنتونیت در چاه ارت
یکی از رایج‌ترین کاربردهای اکتیو بنتونیت استفاده از بنتونییت فعال شده در چاه‌ها و کانال‌های سطحی است. برای این منظور یک کانال یا گودال به قطر ۶۰ الی ۹۰ سانتی‌متر در عمق ۳ متر زمین حفر می‌کنند. سپس یک میله ارث به عمق سه متر کانال حفر شده یا دو عدد میله 1/5 متر در وسط کانال قرار می‌دهند.
قرارگیری میله باید به گونه‌ای باشد که ۵۰ سانتی‌متر از میله داخل زمین قرار گیرد سپس کف آن را با دوغاب بنتونییت ۳۵ درصد و ۶۵ درصدی آب تا ارتفاع ۲۰ سانتی‌متری زمین می‌پوشانند. پس از هر ۲۰ سانتی‌متر دوغاب بنتونییت برای فشردگی بیشتر خاک اطراف هادی با صفحه لازم است تا دوغاب سفت شده را کامپکت کرده تا به میله ارت بچسبد تا هیچ گونه فضای خالی بین لایه‌های بنتونییت و میله وجود نداشته باشد.
اگر بخواهیم از بنتونییت در کانال‌های سطحی‌تر استفاده کنیم لازم است کانالی به عرض ۳۰ الی ۴۰ و عمق ۷۵ سانتی‌متر در زمین حفر کنیم و کف کانال را با دوغاب بنتونییت ۳۵ (درصد بنتونییت+ ۶۵ درصد آب) تا ارتفاع ۱۰ سانتی‌متری پر کنیم، سپس سیم یا تسمه مسی را روی این لایه به زمین اتصال دهیم و روی سیم را نیز تا ارتفاع ۱۵ سانتی‌متر با دوغاب سفت بپوشانیم.
ساختار بنتونیت
بنتونیت یک رس فیلوسیلیکات آلومینیومی جاذب است که بیشتر از ماده مونت موریلونیت تشکیل شده است. این نوع خاک رز غالباً از تغییر خاکستر آتشفشانی ایجاد می‌شود و عمدتاً از کانی‌های اسمکیت ساخته می‌شود. بنتونییت استخراج شده از معادن جامد است، این ماده ابتدا خرد شده و در صورت لزوم با افزودن تقریباً ۳۰٪ خاکستر سودا Nazco3 فعال می‌شود و در معرض هوا یا خشک کردن اجباری به رطوبت تقریباً ۱۵ درصدی می‌رسد.
بنتونیت در نهایت یا الک می‌شود (به صورت دانه‌ای) یا آسیاب می‌شود و (به صورت پودر) درمی‌آید.
بنتونییت‌ها در ۲ دسته طبقه‌بندی می‌شوند:
- بنتونیت سدیم (متورم)
- بنتونیت آهکی
بنتونییت‌های سدیم یا متورم همانگونه که از نام آنها پیدا است بیش از چند برابر مقدار طبیعی خود آب جذب می‌کنند از این ماده در حفاری، چاه ارتینگ، گودال ارت و دوغاب دیواره استفاده می‌کنند. بنتونییت به دلیل چسبندگی و فشردگی فوق العاده بالایی که در اثر جذب آب ۵ تا ۸ برابری وزن اولیه خود پیدا می‌کند، به عنوان یک الکترولیت فوق العاده عالی برای ارت به جای ترکیب نمک و زغال سنگ معرفی می‌شود.
مزایای استفاده از پودر بنتونیت در چاه ارتینگ
- استفاده از پودر بنتونییت اتصال به خاک، چسبندگی و فشردگی بسیار عالی در ترکیب با آب ایجاد می‌کند.
- استفاده از پودر بنتونییت در چاه ارتینگ به عنوان الکترولیت، از نظر مالی بسیار به صرفه‌تر است. چون علاوه بر قیمت ارزانی که دارد در مقایسه با زغال سنگ و نمک هزینه ترمیم اجزای فاسد پس از مدتی استفاده در بنتونیت وجود ندارد. اما نمک به دلیل ساختار خورندگی که دارد پس از استفاده باعث خرابی الکترودها و جایگزینی آنها می‌شود. در حالی که بنتونییت باعث خرابی الکترودها در طول زمان وسال‌ها استفاده نمی‌شود.
- ظرفیت جذب آب بنتونییت حدود ۵ تا ۸ برابر و در حجم خشک ۱۳ برابر است، بنابراین می‌تواند رطوبت را تا مدت طولانی‌تری در خود نگه دارد.
- بنتونییت قابلیت تبادل یونی بسیار بالاتری به نسبت زغال سنگ و نمک دارد.
- الکترولیت بنتونییت تا حدود بسیار زیادی مقاومت زمین را در برابر جریانات الکتریکی کاهش می‌دهد.
- بنتونیت فعال ویژگی‌های تیکسوتروپیک دارد، یعنی طی یک دوره زمانی حالت ژلی پیدا می‌کند که به هیچ عنوان با شستشو از بین نرفته و پاک نمی‌شود.
- ترکیب بنتونیت با آب در دوغاب بنتونییت چاه ارت ویسکوزیته فوق العاده بالایی ایجاد می‌کند، که باعث چسپندگی بیشتر میله با دوغاب بنتونییت و پر شدن هرگونه فضای خالی اطراف و عدم نفوذ کوچک‌ترین ذره به ترکیب می‌شود.