Бентонитовая глина: описание и сферы применения материала
В данной статье мы узнаем, что такое бетонитовая глина, сфера ее применения и чем обусловлен такой высокий спрос на достаточно простой материал. Посмотрим, из чего состоит бетонитовая глина и какой материал дает ей основные свойства и характеристики. Расскажем, какими техническими особенностями обладает глина и как происходит ее добыча и производство.
Что такое бентонитовая глина?
Посмотрим, что такое бентонитовая глина и как ее используют. Сфера применения, по истине, достаточно широкая, от косметических средств и наполнителей для кошачьих туалетов до строительства, а бетонитовый раствор применяют при методе горизонтального бурения ГНБ, само название глина получила от порта Бентон, который находится в США. Именно здесь началась первая промышленная добыча материала. В настоящее время месторождения материала есть практически во всех уголках нашей планеты. В Российской Федерации бентониты можно обнаружить в Западной и Восточной Сибири.
Все месторождения формировались в водоемах с пресной водой. У каждого месторождения есть особенности, которые наделяют материал определёнными свойствами. Так, сибирская бентонитовая глина не отличается высоким качеством, в них пониженное содержание монтмориллонита. А вот примесь песчано-алевритовой составляющей достаточно высокая. В настоящее время глина используется как сорбирующий и связующий материал.
В целом, бентонит можно назвать уникальной горной породой, которая имеет сложный состав. Кроме это материал не проявляет токсических свойств, поэтому может применяться не только в строительстве очистных сооружений ливневой канализации и нефтяной промышленности, но даже и в пищевой. Глина состоит из частиц, которые имеют вулканическое происхождение. Поэтому состав определяется не по минеральным породам, а по пеплу, входящему в ее состав.
Состав бентонитовой глины
Состав бентонитовой глины достаточно сложный, определяется по процентному содержанию монтмориллонита, который обладает высокой дисперсностью, хорошо впитывает влагу и сохраняет ее внутри. Структура отличается высокой пористостью, относится монтмориллонит к слоистым силикатам, у которых структурная ячейка расширяется. Бентонитовые глины способны набухать, в зависимости от того, какое вещество и его количество поглощается.
Существует два вида бентонитовых глин:
- кальциевые;
- натриевые.
Структура у обоих видов сложная. Типичные кальциевые обладают большими порами, у натриевых, напротив, структура не такая пористая, поэтому и способности к набуханию у них намного ниже. Минерал не является продуктом распада горных пород, а образовывается из кусочков магмы, которая вырывается из жерла вулкана. Во время активности вулкана поднимается пепел, который, охлаждаясь оседает на землю. Поэтому материал образовывается с участием большого количества влаги и высоких температур.
При впитывании влаги глина может увеличиваться в объеме в 16 раз, что, кстати, сильно мешает при разных способах бурения скважин и проведении строительных работ. Это связано с абсорбцией влаги. Вместе с ней глина способна вбирать в себя и запахи. Именно поэтому высокой популярность она пользуется в качестве наполнители для кошачьих туалетов. Для этой цели чаще используются кальциевые бентониты. Он не так сильно набухает, поэтому в бытовой сфере ее использовать удобнее. Только представьте, кошачий наполнитель увеличился в лотке в 16 раз.
Технические характеристики бентонитовой глины
Технические характеристики бентонитовой глины связаны и с ионообменными процессами. Так, забирая ионы у других веществ бентонит отдает и свои. Таким образом, его можно назвать природным катионом. Он относится к классу минералов, где часть атомов кремния замещается алюминием. Частицы материала создают отрицательный заряд, который компенсируется катионами, которые имеют положительный заряд.
Именно по такой системе происходит, например, ионизация воздуха. Материал показывает возможности к само дисперсности, т.е. он может распадаться на более мелкие частицы. Распад может происходить до таких маленьких структур, которые считаются незавершенными, т.е. являются нано частицами. Показатели становятся меньше, если глина сухая. Чем больше влаги, тем больше будет размер микрочастиц бетонита.
Они могут собираться в группы, нано частицы укладываются слоями, которые имеют воздушные прослойки. Именно эти прослойки и являются резервуарами, в которых может скапливаться влага, с которой борются при выполнении прокладки труб методом прокола: технические правила и советы специалистов всегда говорят о том, что при наличии воды работать гораздо сложнее. При вбирании воды минерал может превратиться в гель. Бетонит обладает очень высокими характеристиками гидроизоляции и адсорбции, это способность поглощать влагу, при нахождении в жидкой среде.
Добыча и производство бентонитовой глины
Самые крупные месторождения, где происходит добыча и производство бетонитовой глины находятся в России, Испании, Украине, Италии, Греции, Канаде и США. Для добычи разрабатываются открытые карьеры. Порода может откалываться большими кусками, которые потом отправляют в дробилку. После этого можно рассортировать полученный материал. Часть глины просушивают, потом именно сухой материал используют для разведения раствора, который используется при бурении.
Еще одно качество, благодаря которому глина широко используется во многих сферах – способность восстанавливать мельчайшие повреждения самостоятельно. Бетонитовую глину можно подвергать многочисленным циклам замораживания и размораживания. В процессе эксплуатации материал не теряет своих основных свойств и качеств. Бетонитовая глина достаточно прочный материал, который является хорошей гидроизоляцией.
Еще один плюс использования материала – простота в приготовлении раствора, а изделия из бетонита легко монтируются. Материал обладает высокими показателями износостойкости. Стоимость материал, с учетом достаточно просто добычи – не высокая. Использовать материал можно сразу после покупки, дополнительных манипуляций с ним проводить не нужно.
Где применяют бентонитовую глину?
Применяют бетонитовую глину практически во всех сферах жизни. Ее широко используют в косметологии, металлургическом производстве, при проколах под канализацию, экологичность материала позволяет использовать его в медицине и сельском хозяйстве. Емкости, где храниться бензин на автозаправочных станциях тоже строят с использование бетонита. Применяется глина и при металлургическом производстве.
При строительстве дорог на слабом грунте тоже применяют бетонитовую глину, т.к. она обеспечивает высокое сцепление пластов грунта. И самое неожиданное применение глины – производство вин, так, многие используют ее даже для очистки браги от мутности. Процесс бурения скважин тоже сложно представить без бетонита. Из него изготавливают раствор, которым промывают скважины, находящиеся в полости горных пород.