كمورد معدني، احتياطيات البنتونيت في الصين واسعة وموزعة على نطاق واسع. وقد تم تطوير الاحتياطيات في مناطق التعدين، مع تحديدها موارد البنتونيت احتياطيات تصل إلى 2.389 مليار طن، وهو ما يمثل 85.5% من إجمالي احتياطيات الموارد المؤكدة. فيما يتعلق بالتوزيع الإقليمي، يوجد البنتونيت في معظم أنحاء الصين، مع وجود اختلافات في كمية الاحتياطيات. شرق الصين وجنوب الصين، على وجه الخصوص، غنية باحتياطيات البنتونيت. إن الهيكل المعدني الفريد للبنتونيت، إلى جانب خصائصه البلورية والفيزيائية الممتازة، يجعله يستخدم على نطاق واسع في صناعات مختلفة مثل البترول والمعادن والمسبك والآلات والسيراميك والبناء والصناعات الخفيفة وصناعة الورق والمنسوجات والمواد الغذائية. يعمل البنتونيت كمادة رابطة، وماصة، وحشو، وعامل متغير الانسيابية، ومندف، ومنظف، ومثبت، ومكثف، ويلعب دورًا حاسمًا في هذه الصناعات.

تقدم هذه الورقة تطبيق البنتونيت في المواد المقاومة للماء، ومواد الجدران، والطلاءات، والمواد الأسمنتية، والملاط والخرسانة، بالإضافة إلى المواد الوظيفية الجديدة في صناعة البناء والتشييد. ويناقش أيضًا أحدث التقدم البحثي ويقترح توصيات لإجراء مزيد من الأبحاث لتعميق فهمنا وتعظيم فوائد تعديل البنتونيت، وتوسيع نطاق تطبيقه.

1. نظرة عامة على خصائص البنتونيت

البنتونيت هو صخرة ناعمة نسبيًا، تتميز بالمونتموريلونيت كمكون رئيسي لها، حيث تشكل 30% إلى 90% من محتواها. ينتمي المونتموريلونيت إلى بنية نظام بلوري أحادي الميل، ويتكون من طبقتين من رقائق رباعي السطوح السيليكا والأكسجين محصورة بين طبقة واحدة من رقائق الألومنيوم والأكسجين ثماني السطوح، مما يجعله معدن سيليكات ذو طبقات من النوع 2:1. يسمح الهيكل الفريد للمونتموريلونيت بالعمل كأنيون كبير سالب الشحنة، مما يشكل ثنائيات أقطاب كهربائية بين الكاتيونات وإطار الشبكة البلورية. يتم تصنيف البنتونيت إلى بنتونيت الصوديوم، والبنتونيت القائم على الكالسيوم، والبنتونيت القائم على الهيدروجين، والبنتونيت العضوي على أساس الكاتيونات البينية.

تعتمد جودة البنتونيت إلى حد كبير على محتواه من المونتموريلونيت. ومع ذلك، فإن عوامل أخرى، مثل سهولة التنقية، تساهم أيضًا في قيمتها الاقتصادية. يعد محتوى المونتموريلونيت بمثابة مؤشر أساسي لإعداد منتجات البنتونيت، ويركز تقييم رواسب البنتونيت على تطوير منتجات عالية الجودة.

2. البنتونيت في صناعة مواد البناء: تطوير التطبيقات والأبحاث

تتطلب صناعة البناء البنتونيت لمختلف التطبيقات، بما في ذلك مواد العزل المائي، ومواد الجدران، والطلاءات، والمواد الأسمنتية، والملاط، والخرسانة، والمواد الوظيفية الجديدة. تتناول الأقسام التالية البحث حول استخدام البنتونيت في مواد البناء هذه:

2.1 المواد المقاومة للماء

تُستخدم خصائص البنتونيت الممتصة للماء والموسعة بشكل أساسي في تحضير المواد المقاومة للماء. يمكن للبنتونيت أن يمتص الماء بما يصل إلى 30 ضعف حجمه الأصلي، ويعزى ذلك إلى حجم جسيماته الصغير ومساحة سطحه المحددة الكبيرة. تشمل المواد المقاومة للماء التي تمت مناقشتها الورق المقوى المقاوم للماء من البنتونيت، وألواح البنتونيت المقاومة للماء، ومعجون البنتونيت المقاوم للماء وشرائط إيقاف الماء.

2.1.1 كرتون البنتونيت المقاوم للماء

كرتون البنتونيت المقاوم للماء هو منتج مصنوع من ورق الكرافت المموج المملوء بتركيبة محددة من البنتونيت. تم استخدام هذه المادة في مشاريع العزل المائي تحت الأرض، مما أظهر نتائج ممتازة في العزل المائي، خاصة في مواقع مثل خط النقل السريع لخليج سان فرانسيسكو، ومحطات مترو أنفاق تورونتو، ومحطات مترو الأنفاق في هونغ كونغ وسنغافورة.

2.1.2 لوح البنتونيت المقاوم للماء

إن تطوير ألواح البنتونيت العازلة للمياه له تاريخ يمتد لأكثر من عقد من الزمن، ويتم تطبيقه بشكل خاص في مشاريع مثل البحيرات الاصطناعية، وخصائص المياه، ومدافن النفايات، والجراجات تحت الأرض. تتميز ألواح العزل المائي المصنوعة من مادة البنتونيت بمقاومة قوية للضغط، مما يسمح بإصلاح الشقوق على نطاق أوسع وعمر الخدمة الطويل.

2.1.3 معجون البنتونيت المقاوم للماء وشرائط إيقاف الماء

مورد البنتونيتعند مزجه مع المواد اللاصقة والمذيبات العضوية، يمكن أن يشكل عجينة عازلة للماء تشبه الطين. هذا المعجون، الذي يُظهر أداءً ممتازًا في العزل المائي، يمكن أن ينتفخ بالماء ويولد ضغط تمدد. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي خلط البنتونيت والمطاط إلى الحصول على قضبان مائية يمكن استخدامها في الحالات الحرة أو لصقها بالخرسانة، مما يؤدي إلى سد الفجوات بشكل فعال ومنع تسرب المياه.

2.2 مواد الجدار

يستخدم البنتونيت في إنتاج مواد الجدران خفيفة الوزن، مما يوفر قوة كافية عند كثافات أقل. يمكن تشكيل هذه المواد بسرعة دون الحاجة إلى صيانة البخار، مما يعزز سرعة البناء ويحافظ على سلامة مواد البناء خفيفة الوزن. يمكن استخدام بنتونيت الكالسيوم منخفض الجودة كعامل تبلور وعلاج لمواد الجدران الجديدة.

2.3 الطلاءات

يخدم البنتونيت أدوارًا مختلفة في الطلاءات، حيث يعمل كمثخن غير عضوي، ورابط مساعد، وعامل تعليق مضاد للغرق.

2.3.1 مثخن غير عضوي

بسبب الشحنة السلبية بين المونتموريلونيت في الطبقات، يجذب البنتونيت المنتشر في الطلاء المائي الجزيئات العضوية، ويشكل مجمعات عضوية من المونتموريلونيت ذات بنية شبكية ثلاثية الأبعاد. يعمل البنتونيت كمثخن طلاء غير مكلف، مما يزيد من تماسك الطلاء.

2.3.2 الموثق المساعد

إن قدرة البنتونيت على الترابط والتغطية الجيدة تجعله إضافة مناسبة للطلاءات المعمارية، مما يقلل من تكاليف المنتج عن طريق استبدال جزء من المادة الأساسية والحشوات الأخرى. يمكن خلط البنتونيت مع مكونات مختلفة لإنتاج طبقات واقية للأسطح المعدنية، مما يعزز الالتصاق ويتيح إعادة التدوير.

2.3.3 عامل التعليق المضاد للغرق

يساعد البنتونيت، الذي يسهل تشتيته في الماء، على منع الطلاء من الترسيب والتشكل في طبقات، مما يضمن لونًا أكثر تجانسًا وثباتًا أفضل. كما أنه يساهم في تحسين أداء الطلاء للطلاء.

2.4 الملاط والخرسانة

باحثون مثل تشين هونغجن وآخرون. لقد استكشفنا استخدام البنتونيت في ملاط العزل الحراري خفيف الوزن من خلال دمجه كمعدل مع خبث الفرن، والأسمنت العادي، والرماد المتطاير من الدرجة الثانية. وجدت الدراسة أن البنتونيت يعزز قابلية تشغيل الملاط وقوة الضغط والتوصيل الحراري.

في تصميم ملاط البناء، حيث تعد السهولة، واحتباس الماء، وخصائص البناء أمرًا بالغ الأهمية، يمكن استخدام البنتونيت كمادة سماكة والاحتفاظ بالمياه. قام باحثون مثل جو جيانيينغ وفان ييتانغ بدراسة خصائص البنتونيت في ملاط الأسمنت، وخلصوا إلى أنه يحسن بشكل كبير احتباس الماء والأداء.

2.5 مواد وظيفية جديدة

يلعب البنتونيت دورًا في تطوير مواد وظيفية جديدة، لا سيما في إنشاء مركبات نانوية من البوليمر/الطين ومواد ضبط الرطوبة الداخلية النانوية.

2.5.1 مركبات البوليمر/الطين النانوية

يؤدي التعديل العضوي للبنتونيت إلى تعزيز توافقه مع البوليمرات، مما ينتج عنه مركبات نانوية ذات خصائص فريدة مثل تحسين حاجز الغاز واللزوجة وتقليل لزوجة الذوبان. يمكن أن يتفاعل البنتونيت العضوي بشكل أكبر مع المونومرات أو البوليمرات الذائبة، مما يشكل صفائح هيكلية نانوية تتوزع بشكل موحد في مصفوفات البوليمر، مما يؤدي إلى تكوين مواد بلاستيكية نانوية.

2.5.2 مواد ضبط الرطوبة الداخلية النانوية الهجينة

من خلال الاستفادة من الامتصاص العالي والتبادل الأيوني والمساحة السطحية العالية المحددة للبنتونيت، جنبًا إلى جنب مع تقنية التهجين النانوي العضوي/غير العضوي، يمكن تطوير مواد ترطيب داخلية هجينة نانوية ذكية جديدة. توفر هذه المواد إمكانية الضبط التلقائي للرطوبة النسبية.

3. الاستنتاج والآفاق

حاليًا، يتم استخدام البنتونيت الطبيعي المعتمد على الصوديوم والكالسيوم على نطاق واسع في صناعة مواد البناء. ومع ذلك، فإن الأبحاث تتقدم نحو مستويات أعلى من الأداء الوظيفي والملاءمة للبيئة. تتوافق التطبيقات مثل البنتونيت في مواد سماكة الملاط واحتباس الماء، وكذلك في المواد المركبة المتغيرة الطور، مع الاتجاهات المعاصرة في صناعة البناء والتشييد. تتطلب الاحتياطيات الواسعة والمتنوعة من البنتونيت في الصين مزيدًا من البحث والاستخدام الفعال.

تظل تكنولوجيا تعديل وتطبيق البنتونيت مجالات ذات إمكانات كبيرة للاستكشاف والتطوير. ومع تحرك الأبحاث نحو تطبيقات أكثر وظيفية وصديقة للبيئة، هناك حاجة لتوسيع وتعميق فهمنا لقدرات البنتونيت. تؤكد الورقة على أهمية استكشاف إمكانات البنتونيت بما يتجاوز دوره في تحسين أداء مواد البناء، مشيرة إلى مستقبل يساهم فيه البنتونيت في حلول أكثر استدامة وابتكارًا في صناعة البناء والتشييد.

في الوقت الحالي، سوف يتساءل العديد من العملاء عن ذلك حيث لشراء طين البنتونيت، نقترح عليك الاتصال بـ Hubei Sanding Technology، فهم محترفون مصنع طين البنتونيت في الصين.