Uporaba bentonita v gradbeništvu, vrtanju in industriji

Bentonit je naravna glina na osnovi mineralov iz skupine smektitov, najpogosteje montmorilonita. Zaradi sposobnosti nabrekanja, vezanja delcev, zadrževanja vode in adsorpcije primesi se bentonit uporablja v gradbeništvu, vrtanju, livarstvu, metalurgiji, vinarstvu, kmetijstvu, kozmetiki ter proizvodnji sorbentov.

Široko področje uporabe bentonita ne temelji na eni sami univerzalni lastnosti, temveč na kombinaciji plastičnosti, nabrekanja, tiksotropije, vezivne sposobnosti in velike specifične površine delcev.

Kaj je bentonit

Bentonit je glinast material naravnega izvora. Njegove lastnosti so odvisne od mineralne sestave in prevladujočih izmenljivih kationov. V praksi se najpogosteje razlikujeta natrijev in kalcijev bentonit.

Natrijev bentonit v vodi navadno močneje nabrekne in dobro tvori viskozne suspenzije. Zato je iskan v vrtalnih tekočinah, hidroizolaciji in tesnilnih pregradah. Kalcijev bentonit nabrekne manj, uporaben pa je lahko kot adsorbent, vezivo ali surovina za posamezne industrijske izdelke.

Glavne lastnosti bentonita

Ob stiku z vodo lahko bentonit poveča prostornino, tvori gelasto maso in zmanjša prepustnost plasti. V suspenzijah pomaga zadrževati trdne delce v lebdečem stanju, v suhih zmeseh pa lahko deluje kot vezivo.

Med pomembne lastnosti bentonita spadajo:

• nabrekanje ob navlažitvi;
• sposobnost tvorjenja viskoznih suspenzij;
• adsorpcija beljakovin, olj, primesi in ionov;
• vezanje peska in mineralnih delcev;
• majhna vodoprepustnost zgoščene plasti;
• kemična inertnost pri številnih gradbenih in tehnoloških uporabah.

Prav te lastnosti določajo, kje se bentonit uporablja in katera vrsta materiala je potrebna za posamezno panogo.

Kje in kako se uporablja bentonit

Bentonit se uporablja v številnih panogah, saj lahko isti mineral deluje kot nabrekajoč hidroizolacijski material, sorbent, vezivo, zgoščevalo ali tehnološki dodatek. Glavna področja uporabe so:

1. V gradbeništvu se bentonit uporablja za hidroizolacijo temeljev, izdelavo tesnilnih pregrad in bentonitnih preprog, izvedbo diafragm po tehnologiji »stena v tleh« ter gradnjo predorov in podzemnih objektov v zahtevnih, z vodo nasičenih tleh.
2. V tekstilni industriji se bentonit lahko uporablja kot cenovno dostopnejše nadomestilo za škrobne pripravke pri klejenju bombažnih tkanin in pripravi niti na tkanje.
3. V kozmetiki se prečiščen bentonit uporablja v maskah, kremah, losjonih, senčilih, pastah in drugih izdelkih, kjer so pomembne sorpcijske lastnosti, zgoščevanje ter stabilnost sestave.
4. V gospodinjskih kemikalijah se bentonit uporablja v pralnih in čistilnih sredstvih, pastah, suspenzijah ter nekaterih zaščitnih premazih.
5. V kmetijstvu se bentonit uporablja za izboljšanje posameznih lastnosti tal, kot nosilec gnojil in fitofarmacevtskih sredstev ter kot sestavina nekaterih krmnih dodatkov in granuliranih izdelkov.
6. V živilski industriji se temu namenjeni prečiščeni bentonit uporablja za bistrenje vina, sokov in nekaterih pijač ter pri posameznih postopkih, kjer je treba zmanjšati motnost ali vezati del primesi.
7. Pri rafiniranju nafte in čiščenju olj se bentonitni materiali lahko uporabljajo za odstranjevanje dela žveplovih, dušikovih in drugih primesi.
8. V strojegradnji, livarstvu in metalurgiji se bentonit uporablja v livarskih zmeseh, kot vezivo za pesek in kot dodatek pri peletiranju železove rude.
9. V medicini in farmaciji se smejo uporabljati le posebej prečiščeni ter odobreni materiali na osnovi bentonita. Gradbeni ali tehnični bentonit za te namene ni primeren.

Članek o tej temi: gostota bentonita.

Gradbeništvo in hidroizolacija

V gradbeništvu se bentonit uporablja za hidroizolacijo in tesnilno zaščito. Je sestavni del bentonitnih preprog, glinenih pregrad, hidroizolacijskih plasti ter materialov za predore, podzemne objekte, gradbene jame, temelje in odlagališča odpadkov.

Ob navlažitvi bentonit nabrekne in zapolni praznine, zato zgoščena plast postane manj prepustna za vodo. Ta lastnost je koristna tam, kjer je treba zmanjšati pronicanje vlage skozi tla ali konstrukcijo zaščititi pred stikom z vodo.

Vrtanje, livarstvo in metalurgija

Vrtalne tekočine so ena najbolj znanih uporab bentonita. Pri vrtanju pomaga stabilizirati stene vrtine, iznašati izvrtanine, ohranjati trdne delce v lebdečem stanju, zmanjševati filtracijo in izboljšati delovanje vrtalne tekočine.

V livarstvu se bentonit uporablja kot vezivo za livarski pesek. Peščenemu kalupu pomaga ohraniti trdnost in obliko do vlivanja kovine. V metalurgiji se uporablja kot vezivo pri peletiranju železove rude in proizvodnji peletov.

Živilska industrija, kmetijstvo in uporaba v gospodinjstvu

V živilski industriji se prečiščen bentonit uporablja kot sredstvo za bistrenje, denimo pri obdelavi vina in nekaterih pijač. Veže lahko del beljakovinskih spojin in zmanjša tveganje za motnost izdelka.

V kmetijstvu se bentonit lahko uporablja kot nosilec gnojil in fitofarmacevtskih sredstev, sestavina krmnih dodatkov, vezivo v granulah in material za izboljšanje posameznih lastnosti tal. V gospodinjstvu in izdelkih za živali je znan kot vpojna sestavina mačjega peska, saj dobro vpija vlago in zadržuje vonjave.

Bentonit najdemo tudi v kozmetiki, pralnih in čistilnih sredstvih, pastah, suspenzijah, adsorbentih, polnilih, barvah ter materialih za čiščenje olj. Vsaka uporaba zahteva ustrezno kakovost in stopnjo prečiščenosti, zato gradbeni bentonit ni samodejno primeren za živilske, kozmetične ali medicinske namene.

Kaj je pomembno pri izbiri bentonita

Različne uporabe zahtevajo različne vrste bentonita. Pri vrtanju so pomembni viskoznost, izplen vrtalne tekočine in filtracijske lastnosti. Za hidroizolacijo sta ključna nabrekanje in majhna vodoprepustnost, za livarstvo vezivna sposobnost, za vinarstvo in živilske namene pa stopnja prečiščenosti ter skladnost z zahtevami za aditive za živila.

Pri izbiri bentonita zato ni treba upoštevati le cene, temveč tudi vrsto materiala, vlažnost, frakcijo, sposobnost nabrekanja, filtracijski količnik, vsebnost primesi in dokumentacijo dobavitelja. To je posebej pomembno, kadar se material ne uporablja v gradbeništvu, temveč v živilski, kozmetični ali drugi regulirani panogi.