واژه بنتونیت برای نخستین بار در سال 1898 میلادی توسط دانشمندی بنام نایت به کار برده شده است. این در حالی است که قوم ایرانی و مردم این سرزمین کهن نیز از گذشته‌های دور بنتونیت را با عناوینی مثل خاک رنگ بر، گل سرشو، خاک شیره و یا رس صابونی می‌شناختند و با برخی خواص آن از جمله تمیزکنندگی و شویندگی لباس آشنا بودند. ابن سینا دانشمند بزرگ ایرانی از این ماده معدنی به عنوان ماده زود شکن یاد کرده است که به خوبی در آب به حالت معلق درمی‌آید. در گذشته در برخی نقاط ایران از این ماده و ظاهراً با هدف جبران کمبود کلسیم بدن استفاده خوراکی نیز می‌شده است.
بنتونیت یک ماده معدنی طبیعی است که عمدتاً از کانی رسی مونت موریلونیت تشکیل شده است و از هوازدگی و تحول ژئوشیمیائی کانی‌های آلومینوسیلیکاته به ویژه خاکسترهای آتشفشانی حاصل می‌شود. این ماده معدنی با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد خود از جمله پایداری در شرایط آب و هوای کنونی سطح زمین، قابلیت آب‌بندی، وزن مخصوص، خوداندودی، انبساط حجم در اثر جذب آب، گرانروی و انعطاف‌پذیری مناسب به تنهائی و یا اختلاط با دیگر مصالح کاربرد زیادی در صنایع مختلف به خصوص صنعت آب خواهد داشت که در مجموعه حاضر به آن پرداخته شده است.
پیشگفتار
فصل اول: بنتونیت چیست؟
1- بنتونیت
1-1 خصوصیات کانی‌های رسی:
1-1-1 مقدار اکسید آلومینیم کانی‌های رسی:
1-1-2 سطح ویژه (specific surface):
1-1-3 قابلیت هیدراته شدن:
1-1-4 حد روانی (liquid limit) و حد خمیریplasticity limit) ):
1-1-5 فعالیت کانی‌های رسی (activity):
1-1-6 تبادل کاتیونی (cation exchange):
1-1-7 واگرائیdispersivity) ):
1-1-8 تورم‌پذیری (expansivity):
1-1-9 مقاومت برشی کانی‌های رسی:
1-1-10 آب‌بندی و خوداندودی بنتونیت:
1-2 کاربرد عمومی بنتونیت:
فصل دوم: کاربرد بنتونیت در تهیه گل حفاری و حفاری چاه‌های آب
2- استفاده از بنتونیت در تهیه گل حفاری (drilling mud) و حفاری چاه‌های آب:
2-1 خصوصیات گل حفاری:
2-1-1 وزن مخصوص:
2-1-2 ویسکوزیته (viscosity):
2-1-3 تیکسوتروپی (thixotropy):
2-1-4 تراوایی:
2-1-5 کلوئیدی:
2-1-6 اسیدیته و قلیائیت (PH):
2-1-7 یون کلر (Cl):
2-2 مشخصات گل حفاری نرمال:
2-3 وظایف گل حفاری:
2-3-1 پایدارسازی دیواره چاه و کنترل فشار طبقات:
2-3-2 انتقال مواد و ذرات حاصل از حفاری (cuttings) به سطح زمین:
2-3-3 معلق نگه داشتن ذرات حاصل از حفاری:
2-3-4 خنک کردن و روانکاری سرمته، سوزن‌های حفاری و پمپ گل:
2-3-5 تحمل بخشی از وزن قطار حفاری:
2-3-6 انتقال توان هیدرولیکی پمپ گل به مته:
2-3-7 ایجاد شرایط مناسب جهت چاه‌نگاری (well logging):
فصل سوم: استفاده از بنتونیت در تهیه سیمان بنتونیتی، بتن پلاستیک و دوغاب‌های تزریق
3-1 تهیه سیمان بنتونیتی جهت سیمانکاری (cementation) چاه‌ها:
3-1-1 محل‌های سیمانکاری چاه‌ها:
3-1-2 روش‌های سیمانکاری:
3-1-2-1 با کمک لوله جدار چاه:
3-1-2-2 با استفاده از لوله‌های هادی:
3-1-2-3 با استفاده از کفش شناور (flaot shoe):
3-1-2-4 با استفاده از توپی (separator):
3-2 استفاده از دوغاب بنتونیت در اجرای پرده آب‌بند:
3-2-1 دلایل و عوامل طبیعی تاثیرگذار بر ویژگی‌های فنی زمین محل احداث سازه‌ها:
3-2-1-1 جنس سنگ:
3-2-1-2 فرآیند‌های ساختمانی یا تکتونیک (tectonic):
3-2-1-3 هوازدگی (weathering):
3-2-2 پرده آب‌بند (curtain cement):
3-2-3 انواع دوغاب:
3-2-4 ترکیب دوغاب بنتونیتی:
3-2-5 تزریق دوغاب:
3-3 تزریق‌های تحکیمی و تماسی:
3-3-1 تزریق تحکیمی (consolidation grouting):
3-3-2 تزریق تماسی (grouting contact):
3-4 اجرای دیوارهای آب‌بند (cut of walls):
3-4-1 انواع دیوار آب‌بند:
3-4-2 روش‌های حفاری دیوارهای آب‌بند:
3-4-3 ترکیب بتن پلاستیک دیوارهای آب‌بند:
3-5 اجرای سدهای زیرزمینی (subsurface dams) با استفاده از بتن پلاستیک:
3-5-1 اهداف، محاسن و معایب سدهای زیر زمینی:
3-5-2 روش‌های مختلف احداث مولفه‌های آب‌بند در سدهای زیرزمینی:
فصل چهارم: کاربرد بنتونیت در تهیه رس تماسی، ساخت عایق‌های بنتونیتی و آب‌بندی استخرها و حوضچه‌ها
4-1- تهیه و اجرای رس تماسی (contact clay):
4-1-1 نقش اضافه کردن بنتونیت بر ویژگی‌های خاک:
4-2 آب‌بندی حوضچه‌های تصفیه خانه فاضلاب‌های شهری:
4-3 آب‌بندی بستر حوضچه‌ها و دریاچه سدها:
4-3-1 روش‌های آب‌بندی:
4-3-1-1 اجرای روکش بنتونیت:
4-3-1-2 پخش دوغاب بنتونیت:
4-3-1-3 پاشیدن پودر بنتونیت:
4-4 استفاده از بنتونیت در ساخت و اجرای پوشش عایق بنتونیتی (bentonite geotextile):
منابع
