Trọng lượng riêng của bentonite: khối lượng 1 m³ và khối lượng riêng

Từ lâu, con người đã biết sử dụng khoáng sản của hành tinh cho nhu cầu của mình. Dầu mỏ, than và quặng kim loại đã được dùng rộng rãi trong công nghiệp từ lâu, nhưng một số chất tự nhiên mới đi vào đời sống tương đối gần đây. Bentonite, hay đất sét bentonite, là một trong những khoáng sản như vậy.

Tính chất vật lý của bentonite

Đất sét bentonite là loại đá hạt mịn có tính chất như sáp. Tùy vào lượng và sự đa dạng của tạp chất khoáng, màu đất sét có thể thay đổi từ vàng nhạt, xám đến xanh lá, xanh lam và thậm chí nâu.

Bentonite hình thành trong thời kỳ Trái Đất có hoạt động núi lửa mạnh. Tro, đá tuf và dung nham trải qua biến đổi hóa học khi tiếp xúc với nước biển hoặc trong quá trình phong hóa bề mặt. Kết quả là các loại đá sét có khả năng hút nước và hấp phụ đặc biệt được hình thành.

• Tính chất chính của aluminosilicat ngậm nước là trương nở trong quá trình hydrat hóa và giữ ẩm bên trong khối gel hình thành. Khi ướt, bentonite có thể tăng thể tích 16–20 lần. Nếu cho đất sét vào một không gian hạn chế rồi thêm nước, nó sẽ biến thành dạng gel và giảm khả năng cho nước đi qua. Vì vậy, bentonite được dùng làm vật liệu chắn nước hiệu quả, nhưng độ tin cậy của lớp chống thấm phụ thuộc vào thiết kế, chiều dày lớp, chất lượng nguyên liệu và thi công. Đặc tính này được ứng dụng trong xây dựng khi:

• làm móng,

• thi công bể bơi,

• sản xuất thảm bentonite chống thấm.

• Ở trạng thái tự nhiên với độ ẩm không quá 15%, trọng lượng riêng của bentonite là 2,5–2,76 g/cm³, còn khối lượng thể tích là 0,93–1,96 g/cm³.

Để tiện quy đổi, các số liệu về trọng lượng riêng và khối lượng thể tích của bentonite được trình bày trong bảng.

Bảng số liệu trọng lượng riêng và khối lượng thể tích của bentonite

• Bentonite thiêu kết ở nhiệt độ 900–950 °C, nhiệt độ tối đa là 1430 °C.

Có hai loại bentonite:

• bentonite canxi – thường trương nở yếu hơn và có khả năng hút nước thấp hơn,

• bentonite natri – có khả năng trương nở và giữ nước cao hơn.

Các chỉ số trương nở cụ thể phụ thuộc vào phương pháp thử, cỡ hạt, độ ẩm và quá trình hoạt hóa hóa học của bentonite, vì vậy không nên nhầm lẫn chúng với khối lượng riêng của vật liệu.

Những bentonite như vậy được gọi là bentonite hoạt hóa, nhưng ở trạng thái tự nhiên các chỉ số có thể khác biệt đáng kể.

Các lĩnh vực sử dụng

Bentonite không chỉ được dùng trong xây dựng. Nhờ đặc tính hấp phụ và khả năng trương nở, vật liệu được dùng làm thành phần của nhiều chế phẩm trong y tế, công nghiệp thực phẩm, sản xuất vải, mỹ phẩm và nước hoa; tuy nhiên các mục đích này đòi hỏi nguyên liệu có mức tinh chế và giấy phép phù hợp.

Bentonite có vị trí đặc biệt trong sản xuất rượu vang. Nó được dùng để làm trong rượu và nước ép trái cây; khả năng hấp phụ giúp loại bỏ protein cùng vi sinh vật khỏi dịch nho và hấp phụ các enzyme oxy hóa.

Bentonite với nhiều hình dạng khác nhau còn được bố trí làm chi tiết trang trí trong bể cá và hồ nuôi bò sát.

Trong nông nghiệp, bentonite có thể được dùng làm phụ gia khoáng, chất hấp phụ hoặc thành phần cải thiện tính chất đất và thức ăn chăn nuôi. Hiệu quả phụ thuộc vào thành phần đất sét, liều lượng, loại cây trồng, vật nuôi và yêu cầu an toàn; vì vậy các ứng dụng này phải tuân thủ định mức và kiểm soát chất lượng nguyên liệu.

Bentonite được dùng làm chất hấp phụ sắc tố màu trong một số loại sơn xây dựng, làm chất kết dính hoặc keo trực tiếp, đồng thời được sử dụng trong sản xuất giấy dán tường và bìa amiăng.

Trong công nghiệp khai thác và chế biến, đất sét bentonite được dùng làm thành phần dung dịch khoan, phụ gia cho bê tông nhằm tăng cường độ và khả năng chống nước, nguyên liệu sản xuất đất sét nung nở cùng agloporite, và là một thành phần trong sản xuất hợp kim luyện kim đen.