بنتونیت چاه ارت
بنتونیت چاه ارت ، بنتونیت ماده ای معدنی است از دسته رس ها یا شبه رس که عموماً حاوی مونتموریلونیت و به میزان اندک بیدلیت می‌باشد. بنابراین منظور از بنتونیت، رسی است که ۸۵-۹۰ درصد کانی مونتموریلونیت داشته باشد و خواصی که برای بنتونیت مرغوب عنوان می‌کنند، بستگی به میزان مونتمریلونیت آن دارد.
بنتونیت عمدتاً به دو دسته تقسیم می شود :
بنتونیت های سدیم دار یا متورم
بنتونیت های کلسیم دار یا غیر متورم
انواع مختلف بنتونیت با توجه به ویژگی‌هایی که دارند، در کاربردهای مختلفی استفاده می شوند. بعنوان مثال بنتونیت کلسیم دار در تهیه ماسه ریخته گری، به عنوان جاذب روغن و یا گریس، فیلتراسیون و صاف کردن و همچنین تهیه ی خوراک دام استفاده می‌شود. از بنتونیت سدیم دار اغلب در تهیه گل و سیال حفاری استفاده می‌شود. بنتونیت‌های فعال شده با اسید، در تهیه خاک مخصوص فضولات حیوانی جاذب گریس و روغن به کاربرده می شوند.
بنتونیت متورم یا همان بنتونیت سدیم دار قابلیت جذب آب را تا چندین برابر حجم معمولی خود داراست. به طوری که پس از جذب آب این ماده حالت ژله‌ای و چسبندگی به خود می‌گیرد. این نوع بنتونیت (بنتونیت سدیم دار) معمولاً در سیالات حفاری و دوغاب دیواره ها و به عنوان بنتونیت چاه ارت استفاده می‌شود.
اجرای چاه ارت استاندارد با بنتونیت
بنتونیت مناسب برای ارتینگ و چاه ارت دارای ذرات با اندازه بسیار ریز (ریز تر از ۴۰ میکرون)، سطح تماس خیلی زیاد، همچنین قابلیت جذب آب ۵ الی ۸ برابر وزن اولیه خود و افزایش اندازه و حجم تا ۱۳ برابر حجم خشک را داراست. بنتونیت چاه ارت زمانی که به ۶ برابر حجم اولیه خود می‌رسد بصورت ماده‌ای لزج و غلیظ درآمده و نه تنها شکل خود را حفظ می‌کند، بلکه در صورت تماس با سطوح دیگر به آن چسبیده و می‌تواند مشکل تراکم خاک و چسبندگی و اتصال لازم را برطرف کند.
با توجه به خواص ذکر شده و همچنین قیمت مناسب آن در قیاس با مخلوط نمک و ذغال و همینطور مشکلات ناشی از استفاده از مخلوط ذغال و نمک، بنتونیت بعنوان یک الکترولیت مناسب برای ارتینگ معرفی و مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مزیت کاربرد بنتونیت در چاه ارت در مقایسه با ذغال و نمک
به علت خاصیت خورندگی نمک، بعد از مدتی الکترودها به صورت کامل از بین رفته و باید با صرف هزینه نسبت به تعویض الکترودها اقدام نمود اما بنتونیت موجب خورندگی صفحات و الکترودها نمی‌شود.
در اثر بارندگی و آب های نفوذ کرده به درون خاک، نمک بعد از مدتی شسته شده و به لایه‌های پایینی زمین منتقل می‌گردد و مقاومت زمین افزایش پیدا می‌کند.
بنتونیت جذب آب بالایی دارد به همین دلیل برای مدت طولانی رطوبت را در خود نگه می دارد و برای مناطق خشک و کویری مناسب است.
اجرای چاه ارت با استفاده از بنتونیت از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است زیرا علاوه بر قیمت پایین تر و کیفیت مناسب تر نسبت به ذغال و نمک، از صرف هزینه‌های مربوط به تعویض قطعات خورده شده جلوگیری می‌کند.
بالا بودن خاصیت تبادل یونی بنتونیت در مقایسه با مخلوط نمک و ذغال.
حمل و نقل راحت تر بهتر بنتونیت در مقایسه با ذغال و نمک.
روش های اجرای اتصال زمین با استفاده از بنتونیت فعال شده
الف) کاربرد بنتونیت فعال شده در چاه ارت استاندارد در کانال های سطحی
۱- کانالی به عمق ۷۵ سانتی متر، به عرض ۳۰ الی ۴۰ سانتی متر و به طول دلخواه حفر نمایید. در صورتیکه عمق نفوذ یخ زدگی در خاک بیش از ۷۵ سانتی متر است، کانال باید عمیق تر حفر شود.
۲- کف کانال را با استفاده از بنتونیت، به شکل دوغاب سفت ( ۳۵% بنتونیت و ۶۵ % آب) تا ارتفاع ۱۰ سانتی متر بپوشانید.
۳- طبق دستورالعمل اجرای سیستم اتصال زمین سیم یا میله مسی را روی لایه زیرین، بخوابانید.
۴- روی سیم را تا ارتفاع ۱۵ سانتی متر با استفاده از دوغاب سفت بنتونیت بپوشانید.
۵- کانال را با خاک سرند شده پر کنید.
در این روش با توجه به حجم کانال حفر شده و همچنین شرایط محیطی منطقه پروژه، برای هر متر طول حدود ۳۰ تا ۴۵ کیلوگرم بنتونیت اکتیویته خشک نیاز است.
ب) استفاده از بنتونیت فعال شده در چاه های عمودی برای نصب میله ارت
۱- چاهی به قطر حدوداً ۹۰ تا ۶۰ سانتی متر و به عمق حدود ۳ متر حفر کنید.
۲- یک عدد میله ارت به طول ۳ متر (یا دو عدد میله ۱.۵ متری متصل به یکدیگر) را در میان حفره بطوری قرار دهید که حدود ۵۰ سانتی متر از میله ارت در داخل زمین فرو برود.
۳- بنتونیت چاه ارت را به شکل دوغاب سفت آماده کرده (ترکیب بنتونیت و آب : ۳۵ % بنتونیت و ۶۵ % آب) و دور تا دور میله بریزید.
۴- ترتیب تهیه بنتونیت و پر کردن چاه ارت : ۶۵ % بنتونیت دوغاب شده در بخش پایینی و ۳۵% مخلوط ( بنتونیت + خاک رس + آب) در سطح بالایی می‌باشد.
۵- دقت کنید هنگام پر کردن چاه پس از ریختن هر ۲۰ سانتی متر دوغاب بنتونیت، مواد دوغاب سفت شده را کمپکت کرده تا ذرات بنتونیت به طور کامل به میله ارت بچسبد.
با توجه به قطر چاه حفر شده و همچنین شرایط محیطی منطقه مورد نظر برای یک حلقه چاه ۳ متری در حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ کیلو گرم بنتونیت خشک نیاز است.
ج) ارتینگ با استفاده از بنتویت در چاه های عمودی با نصب صفحه مسی
۱ – چاه ارت را به قطر تقریبی ۹۰-۶۰ سانتی متری و عمق ۳ متری حفر نمایید.
۲ – سیم ارت حداقل در دو نقطه به صفحه متصل شود.
۳- صفحه ارت با ابعاد تقریبی ۵۰۰*۵۰۰*۳ میلی متر را بصورت عمودی درون چاه ارت قرار دهید.
۴- دوغاب بنتونیت سفترا طوری درون گودال بریزید که ضمن فشردگی مناسب تا ۳۵ سانتی متر بالای سطح صفحه پوشیده شود.
۵- برای پر کردن مابقی چاه از ترکیب ۳۰ درصد بنتونیت + ۷۰ درصد خاک + آ باستفاده کنید.
برای پر کردن چاه ارت با این روش و ابعاد عنوان شده، ۲۵۰-۲۰۰ کیلوگرم و برای ۲ متر بعد از آن برای مخلوط کردن با خاک، ۱۲۰-۱۵۰ کیلوگرم بنتونیت خشک موردنیاز است.
بنتونیت کاربردهای دیگری نیزدارد، برخی از این کاربردها عبارت اند از : تهیه گل حفاری، تولید ماسه ریخته گری، به عنوان عامل جلوگیری کننده از نشت آب در سدها و کانال های انتقال آب، استفاده به عنوان عامل شفاف کننده مایعات مثل آبمیوه ها و ماءالشعیر، زلال کننده آب و تصفیه کننده مایعاتی همچون پارافین، گندوله سازی مواد معدنی مانند سنگ آهن، پلت کردن خوراک دام، عامل ناقل در رنگ‌ها و سایر مواد قابل اسپری شدن، تهیه سموم برای مصارف گیاهی و حیوانی، استفاده به عنوان یک ماده پرکننده در صنایعی نظیر کاغذسازی
