En tant que ressource minérale, les réserves de bentonite en Chine sont vastes et largement réparties. Des réserves ont été développées dans les zones minières, avec des ressource bentonite les réserves atteignent 2,389 milliards de tonnes, représentant 85,51 TP3T du total des réserves prouvées de ressources. Concernant la répartition régionale, la bentonite se trouve dans la plupart des régions de Chine, avec des variations dans le montant des réserves. La Chine orientale et la Chine méridionale, en particulier, sont riches en réserves de bentonite. La structure minérale unique de la bentonite, ainsi que ses excellentes propriétés cristallines et physiques, la rendent largement utilisée dans diverses industries telles que le pétrole, la métallurgie, la fonderie, les machines, la céramique, la construction, l'industrie légère, la fabrication du papier, le textile et l'alimentation. La bentonite sert de liant, d'adsorbant, de charge, d'agent thixotrope, de floculant, de détergent, de stabilisant et d'épaississant, jouant un rôle crucial dans ces industries.

Cet article présente le application de bentonite dans les matériaux imperméables, les matériaux de murs, les revêtements, les matériaux cimentaires, le mortier et le béton, ainsi que les nouveaux matériaux fonctionnels dans le secteur de la construction. Il discute également des derniers progrès de la recherche et propose des recommandations pour des recherches plus approfondies afin d'approfondir notre compréhension et de maximiser les avantages de la modification de la bentonite, élargissant ainsi son champ d'application.

1. Aperçu des propriétés de la bentonite

La bentonite est une roche relativement tendre, caractérisée par la montmorillonite comme composant principal, constituant 30% à 90% de son contenu. La montmorillonite appartient à la structure du système cristallin monoclinique, comprenant deux couches de plaquettes tétraédriques silice-oxygène prises en sandwich entre une couche de plaquettes octaédriques aluminium-oxygène, ce qui en fait un minéral silicaté en couches de type 2:1. La structure unique de la montmorillonite lui permet d'agir comme un gros anion chargé négativement, formant des dipôles électriques entre les cations et la structure du réseau cristallin. La bentonite est classée en bentonite de sodium, bentonite à base de calcium, bentonite à base d'hydrogène et bentonite organique à base de cations intercalaires.

La qualité de la bentonite dépend en grande partie de sa teneur en montmorillonite. Cependant, d’autres facteurs, comme la facilité de purification, contribuent également à sa valeur économique. La teneur en montmorillonite sert d'indicateur principal pour la préparation de produits bentonitiques, et l'évaluation des gisements de bentonite se concentre sur le développement de produits de haute qualité.

2. La bentonite dans l'industrie des matériaux de construction : développement d'applications et de recherche

L'industrie de la construction a besoin de bentonite pour diverses applications, notamment les matériaux d'étanchéité, les matériaux de murs, les revêtements, les matériaux cimentaires, le mortier, le béton et les nouveaux matériaux fonctionnels. Les sections suivantes approfondissent la recherche sur l'application de la bentonite dans ces matériaux de construction :

2.1 Matériaux imperméables

Les propriétés d'absorption d'eau et d'expansion de la bentonite sont principalement utilisées dans la préparation de matériaux imperméables. La bentonite peut absorber l'eau jusqu'à 30 fois son volume d'origine, en raison de sa petite taille de particules et de sa surface spécifique importante. Les matériaux imperméables abordés comprennent le carton imperméable à la bentonite, le panneau imperméable à la bentonite, la pâte imperméable à la bentonite et les bandes d'arrêt d'eau.

2.1.1 Carton imperméable à la bentonite

Le carton imperméable bentonite est un produit constitué de carton kraft ondulé rempli d'une formule spécifique de bentonite. Ce matériau a été utilisé dans des projets d'imperméabilisation souterrains, démontrant d'excellents résultats d'étanchéité, en particulier dans des endroits tels que la ligne de transport rapide de la baie de San Francisco, les stations de métro de Toronto et les stations de métro de Hong Kong et de Singapour.

2.1.2 Panneau étanche en bentonite

Le développement des panneaux d'étanchéité en bentonite a une histoire de plus d'une décennie, spécifiquement appliqué dans des projets tels que les lacs artificiels, les jeux d'eau, les décharges et les garages souterrains. Le panneau d'étanchéité en bentonite présente une forte résistance à la pression, permettant une réparation des fissures plus large et une longue durée de vie.

2.1.3 Pâte imperméable à l'eau et bandes d'arrêt d'eau en bentonite

Fournisseur de bentonite, lorsqu'il est mélangé avec des adhésifs et des solvants organiques, peut former une pâte imperméabilisante semblable à de la boue. Cette pâte, présentant d’excellentes performances d’étanchéité, peut gonfler avec l’eau et générer une pression d’expansion. De plus, le mélange de bentonite et de caoutchouc donne des barres d'eau qui peuvent être utilisées à l'état libre ou collées au béton, bloquant efficacement les interstices et empêchant l'infiltration d'eau.

2.2 Matériaux des murs

La bentonite est utilisée dans la production de matériaux de paroi légers, offrant une résistance adéquate à des densités plus faibles. Ces matériaux peuvent être moulés rapidement sans nécessiter de maintenance à la vapeur, ce qui améliore la vitesse de construction et maintient l'intégrité des matériaux de construction légers. La bentonite calcique de faible qualité peut être utilisée comme agent gélifiant et durcisseur pour les nouveaux matériaux de murs.

2.3 Revêtements

La bentonite joue divers rôles dans les revêtements, agissant comme épaississant inorganique, liant auxiliaire et agent anti-enfoncement en suspension.

2.3.1 Épaississant inorganique

En raison de la charge négative entre montmorillonite couches, la bentonite dispersée dans la peinture à base d'eau attire les molécules organiques, formant des complexes montmorillonite-organiques intercalaires avec une structure tridimensionnelle réticulaire. La bentonite fonctionne comme un épaississant de peinture peu coûteux, augmentant la consistance du revêtement.

2.3.2 Classeur auxiliaire

Le bon pouvoir adhésif et couvrant de la bentonite en fait un complément approprié aux revêtements architecturaux, réduisant les coûts du produit en remplaçant une partie du matériau de base et d'autres charges. La bentonite peut être mélangée à divers composants pour produire des revêtements protecteurs pour les surfaces métalliques, améliorant ainsi l'adhérence et permettant le recyclage.

2.3.3 Agent anti-naufrage en suspension

La bentonite, facilement dispersée dans l'eau, aide à empêcher la peinture de précipiter et de se superposer, assurant ainsi une couleur plus uniforme et une meilleure stabilité. Il contribue également à améliorer les performances de revêtement de la peinture.

2.4 Mortier et béton

Des chercheurs tels que Qin Honggen et al. ont exploré l'utilisation de la bentonite dans un mortier d'isolation thermique léger en l'incorporant comme modificateur avec du laitier de four, du ciment ordinaire et des cendres volantes de classe II. L'étude a révélé que la bentonite améliore la maniabilité du mortier, sa résistance à la compression et sa conductivité thermique.

Dans la conception du mortier de construction, où la facilité, la rétention d'eau et les propriétés de construction sont cruciales, la bentonite peut être utilisée comme matériau épaississant et retenant l'eau. Des chercheurs comme Ju Jianying et Fan Yitang ont étudié les propriétés de la bentonite dans le mortier de ciment, concluant qu'elle améliore considérablement la rétention d'eau et les performances.

2.5 Nouveaux matériaux fonctionnels

La bentonite joue un rôle dans le développement de nouveaux matériaux fonctionnels, notamment dans la création de nanocomposites polymère/argile et de matériaux nanohybrides d'ajustement de l'humidité intérieure.

2.5.1 Nanocomposites polymère/argile

La modification organique de la bentonite améliore sa compatibilité avec les polymères, ce qui donne lieu à des nanocomposites dotés de propriétés uniques telles qu'une barrière aux gaz, une viscosité et une réduction de la viscosité à l'état fondu améliorées. La bentonite organique peut réagir davantage avec des monomères ou des polymères fondus, formant des lamelles structurelles à l'échelle nanométrique qui se dispersent uniformément dans des matrices polymères, créant ainsi des nanoplastiques.

2.5.2 Matériaux nanohybrides d’ajustement de l’humidité intérieure

En tirant parti de l’adsorption élevée, de l’échange d’ions et de la surface spécifique élevée de la bentonite, combinés à la technologie de nanohybridation organique/inorganique, de nouveaux matériaux d’humidification d’intérieur nanohybrides intelligents peuvent être développés. Ces matériaux offrent un réglage automatique de l'humidité relative.

3. Conclusion et perspectives

Actuellement, la bentonite naturelle à base de sodium et de calcium est largement utilisée dans l'industrie des matériaux de construction. Cependant, la recherche progresse vers des niveaux plus élevés de fonctionnalité et de respect de l'environnement. Des applications telles que la bentonite dans les matériaux d'épaississement des mortiers et de rétention d'eau, ainsi que dans les matériaux composites à changement de phase, s'alignent sur les tendances contemporaines du secteur de la construction. Les réserves vastes et variées de bentonite en Chine justifient des recherches plus approfondies et une utilisation efficace.

Les technologies de modification et d’application de la bentonite restent des domaines présentant un potentiel d’exploration et de développement important. À mesure que la recherche évolue vers des applications plus fonctionnelles et plus respectueuses de l'environnement, il devient nécessaire d'élargir et d'approfondir notre compréhension des capacités de la bentonite. Le document souligne l'importance d'explorer le potentiel de la bentonite au-delà de son rôle dans l'amélioration des performances des matériaux de construction, pointant vers un avenir dans lequel la bentonite contribuera à des solutions plus durables et innovantes dans l'industrie de la construction.

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