เบนโทไนต์จะบวมนานแค่ไหน?

เบนโทไนต์เป็นวัสดุดินเหนียวอเนกประสงค์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่ผลิตภัณฑ์เพื่อความงามไปจนถึงอาคาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ้าห่มเบนโทไนต์พบว่ามีการใช้งานหลักในด้านวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมเพื่อวัตถุประสงค์ในการกักกัน สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจคุณสมบัติการบวมตัวของเบนโทไนต์ เนื่องจากจะเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพในการใช้งานดังกล่าว บทความนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อตอบคำถามว่าเบนโทไนต์จะบวมนานแค่ไหน

เบนโทไนต์คืออะไร

มาดูกัน ก่อนอื่นให้ทำความเข้าใจว่าเบนโทไนต์คืออะไรก่อนที่จะสำรวจคุณสมบัติการบวมตัวของมัน มันเป็นดินเหนียวเถ้าภูเขาไฟชนิดหนึ่ง มอนต์มอริลโลไนต์ซึ่งเป็นแร่ดินเหนียวชนิดหนึ่งที่ขยายตัว เป็นส่วนประกอบหลักของดินเหนียวนี้ ในขณะที่แร่ธาตุอื่นๆ เช่น เฟลด์สปาร์และยิปซั่มก็เป็นส่วนหนึ่งของดินเหนียวนี้ คุณสมบัติพิเศษนี้ทำให้มันสูงดูดซับได้สูงและสามารถขยายตัวได้เมื่อสัมผัสกับน้ำ

ผ้าห่มเบนโทไนต์

ผ้าห่มเบนโทไนต์เป็นวัสดุที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมที่ใช้เป็นหลักในการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมเพื่อวัตถุประสงค์ในการกันน้ำและการปิดผนึก โดยทั่วไปจะใช้ในแผ่นฝังกลบ แผ่นปูบ่อ และระบบกักเก็บอื่นๆ ที่ป้องกันการเคลื่อนย้ายของสารปนเปื้อน ในกรณีส่วนใหญ่ ผ้าห่มเบนโทไนต์จะประกอบด้วยชั้นเบนโทไนต์ที่ประกบอยู่ระหว่างชั้น ผ้าปูที่นอน สองชั้น ในเรื่องการให้ความชุ่มชื้น เบนโทไนต์จะก่อตัวเป็นแนวกั้นหนาแน่นที่ซึมผ่านไม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและปิดผนึกซับสเตรตที่อยู่ด้านล่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กลไกการบวมของเบนโทไนต์

ความสามารถในการบวมตัวที่น่าทึ่งนี้เกิดขึ้นจากโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ในระดับโมเลกุลของดินเหนียวมอนต์มอริลโลไนติก (Kunze 2016) . เกล็ดเลือดแต่ละชนิดที่ประกอบเป็นสเมกไทต์จะมีพื้นผิวที่มีประจุลบ ซึ่งดึงดูดและกักเก็บแคตไอออนที่มีประจุบวก เช่น Na+ หรือ Ca++ แคตไอออนที่แลกเปลี่ยนได้เหล่านี้จะมีช่องว่างระหว่างชั้นระหว่างเกล็ดเลือดดินเหนียวทุกครั้งที่ไม่ทำให้แนตเปียกสถานะของอูราล

เมื่อน้ำสัมผัสกับเบนโทไนต์ การให้น้ำจะเริ่มขึ้นในช่วงเวลานี้ (Scottish Plastics Federation n.d.) โมเลกุลของน้ำทะลุผ่านช่องว่างระหว่างชั้น ทำให้เกิดการบวมของเกล็ดเลือดดินเหนียวและการแยกตัวของพวกมัน ส่งผลให้ปริมาตรเพิ่มขึ้นอย่างมากเนื่องจากการก่อตัวของมวลคล้ายเจล ซึ่งช่วยเพิ่มกระบวนการบวมต่อไปโดยการแลกเปลี่ยนแคตไอออนกับโมเลกุลของน้ำ

ปัจจัยที่ส่งผลต่อเวลาบวม

เวลาที่เบนโทไนต์จะบวมนั้นพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ รวมถึง

< พี>1. ขนาดอนุภาค: อนุภาคละเอียดของเบนโทไนต์มีแนวโน้มที่จะให้ความชุ่มชื้นได้เร็วกว่าอนุภาคหยาบ เนื่องจากอนุภาคเหล่านี้มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่สำหรับการดูดซึมน้ำ

2. อุณหภูมิ: ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น การบวมจะเกิดขึ้นเร็วขึ้น เนื่องจากช่วยเพิ่มการเคลื่อนที่ของโมเลกุล H2O ภายในโครงสร้างของเบนโทไนต์

3. แรงกดดันที่จำกัด: แรงกดดันที่สูงขึ้นอาจทำให้อัตราการบวมเกิดขึ้นช้าลง ดังนั้นการจำกัดแรงกดส่งผลต่ออัตราการบวม

4. ปริมาณความชื้นเริ่มต้น: นอกจากนี้ ปริมาณความชื้นเริ่มต้นในเบนโทไนต์ยังมีบทบาทสำคัญด้วย โดยเบนโทไนต์ที่แห้งต้องใช้เวลามากขึ้นในการให้ความชุ่มชื้นโดยสมบูรณ์

การศึกษาเชิงทดลอง

มีการสร้างการศึกษาทดลองหลายครั้งเกี่ยวกับ มีการดำเนินการเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของ Bentoniteswelling (Kunze 2016) สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการติดตามการขยายตัวของปริมาตรในช่วงเวลาหนึ่งของกลุ่มตัวอย่างโดยใช้การทดสอบมาตรระยะทางและเทคนิคดัชนีการพองตัว และอื่นๆ ผลลัพธ์จากการศึกษาดังกล่าวให้ข้อมูลเชิงลึกที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับข้อมูลประเภทนี้เกี่ยวกับวิธีการที่สามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโครงการวิศวกรรมการประยุกต์ใช้ในด้านจลนศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์การบวมตัว

บทสรุป

โดยสรุป ระยะเวลาการบวมของเบนโทไนต์ขึ้นอยู่กับ on ปัจจัยที่แตกต่างกัน เช่น ขนาดอนุภาค ความดัน อุณหภูมิ ปริมาณความชื้นเริ่มต้น วิศวกรสามารถทำนายจลนศาสตร์ของความชื้นสำหรับเบนโทไนท์ในการใช้งานทางวิศวกรรม เช่น ผ้าห่มเบนโทไนต์ ได้ก็ต่อเมื่อทราบเงื่อนไขเหล่านี้ จากข้อมูลนี้จึง; วิศวกรสามารถเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการติดตั้งเพื่อประสิทธิภาพที่มีประสิทธิภาพของการซีลและกันซึมโดยใช้ระบบกักเก็บที่ใช้เบนโทไนต์"