Como recurso mineral, as reservas de bentonita na China são vastas e amplamente distribuídas. Foram desenvolvidas reservas em áreas mineiras, com recurso de bentonita reservas atingindo 2,389 bilhões de toneladas, representando 85,5% do total de reservas comprovadas de recursos. Quanto à distribuição regional, a bentonita é encontrada na maior parte da China, com variações na quantidade de reservas. O Leste da China e o Sul da China, em particular, são ricos em reservas de bentonita. A estrutura mineral única da bentonita, juntamente com suas excelentes propriedades cristalinas e físicas, torna-a amplamente utilizada em diversas indústrias, como petróleo, metalurgia, fundição, maquinaria, cerâmica, construção, indústria leve, fabricação de papel, têxteis e alimentos. A bentonita atua como aglutinante, adsorvente, carga, agente tixotrópico, floculante, detergente, estabilizante e espessante, desempenhando um papel crucial nessas indústrias.

Este artigo apresenta o aplicação de bentonita em materiais impermeáveis, materiais de parede, revestimentos, materiais cimentícios, argamassas e concreto, bem como novos materiais funcionais na indústria da construção. Também discute os últimos progressos da investigação e propõe recomendações para futuras pesquisas para aprofundar a nossa compreensão e maximizar os benefícios da modificação da bentonite, expandindo o seu âmbito de aplicação.

1. Visão geral das propriedades da bentonita

A bentonita é uma rocha relativamente mole, caracterizada pela montmorilonita como principal componente, constituindo 30% a 90% de seu conteúdo. A montmorilonita pertence à estrutura do sistema cristalino monoclínico, compreendendo duas camadas de pastilhas tetraédricas de sílica-oxigênio imprensadas entre uma camada de pastilhas octaédricas de alumínio-oxigênio, tornando-a um mineral de silicato em camadas do tipo 2:1. A estrutura única da montmorilonita permite que ela atue como um grande ânion carregado negativamente, formando dipolos elétricos entre os cátions e a estrutura cristalina. A bentonita é classificada em bentonita sódica, bentonita à base de cálcio, bentonita à base de hidrogênio e bentonita orgânica à base de cátions intercamadas.

A qualidade da bentonita depende em grande parte do seu teor de montmorilonita. Contudo, outros factores, como a facilidade de purificação, também contribuem para o seu valor económico. O teor de montmorilonita serve como indicador primário para a preparação de produtos de bentonita, e a avaliação de depósitos de bentonita concentra-se no desenvolvimento de produtos de alta qualidade.

2. Bentonita na Indústria de Materiais de Construção: Aplicação e Desenvolvimento de Pesquisa

A indústria da construção civil exige bentonita para diversas aplicações, incluindo materiais impermeabilizantes, materiais de parede, revestimentos, materiais cimentícios, argamassa, concreto e novos materiais funcionais. As seções a seguir se aprofundam na pesquisa sobre a aplicação da bentonita nesses materiais de construção:

2.1 Materiais Impermeáveis

As propriedades expansivas e de absorção de água da bentonita são utilizadas principalmente na preparação de materiais impermeáveis. A bentonita pode absorver água até 30 vezes seu volume original, devido ao seu pequeno tamanho de partícula e área superficial específica significativa. Os materiais à prova d'água discutidos incluem papelão à prova d'água de bentonita, placa à prova d'água de bentonita e pasta à prova d'água de bentonita e tiras de vedação de água.

2.1.1 Cartão impermeável de bentonita

O papelão impermeável bentonita é um produto feito de papelão kraft ondulado preenchido com uma fórmula específica de bentonita. Este material tem sido utilizado em projetos de impermeabilização subterrânea, demonstrando excelentes resultados de impermeabilização, especialmente em locais como a Linha de Trânsito Rápido da Baía de São Francisco, estações de metrô de Toronto e estações de metrô em Hong Kong e Cingapura.

2.1.2 Placa impermeável de bentonita

O desenvolvimento de placas impermeabilizantes de bentonita tem uma história de mais de uma década, sendo aplicadas especificamente em projetos como lagos artificiais, recursos hídricos, aterros sanitários e garagens subterrâneas. A placa impermeabilizante de bentonita apresenta forte resistência à pressão, permitindo um reparo mais amplo de fissuras e longa vida útil.

2.1.3 Pasta impermeável de bentonita e tiras de retenção de água

Fornecedor de bentonita, quando misturado com adesivos e solventes orgânicos, pode formar uma pasta impermeabilizante semelhante a lama. Esta pasta, apresentando excelente desempenho impermeabilizante, pode inchar com a água e gerar pressão de expansão. Além disso, a mistura de bentonita e borracha resulta em barras de água que podem ser utilizadas livres ou aderidas ao concreto, bloqueando efetivamente lacunas e evitando a infiltração de água.

2.2 Materiais de Parede

A bentonita é empregada na produção de materiais leves para paredes, oferecendo resistência adequada em densidades mais baixas. Esses materiais podem ser moldados rapidamente sem a necessidade de manutenção com vapor, aumentando a velocidade da construção e mantendo a integridade dos materiais de construção leves. A bentonita de cálcio de baixo teor pode ser utilizada como agente gelificante e de cura para novos materiais de parede.

2.3 Revestimentos

A bentonita desempenha diversas funções em revestimentos, atuando como espessante inorgânico, aglutinante auxiliar e agente anti-afundamento em suspensão.

2.3.1 Espessante Inorgânico

Devido à carga negativa entre montmorilonita camadas, a bentonita dispersa em tinta à base de água atrai moléculas orgânicas, formando complexos intercamadas montmorilonita-orgânica com estrutura tridimensional reticular. A bentonita funciona como um espessante de tinta barato, aumentando a consistência do revestimento.

2.3.2 Fichário Auxiliar

O bom poder de ligação e cobertura da bentonita a tornam um complemento adequado para revestimentos arquitetônicos, reduzindo os custos do produto ao substituir parte do material base e outras cargas. A bentonita pode ser misturada com diversos componentes para produzir revestimentos protetores para superfícies metálicas, aumentando a adesão e possibilitando a reciclagem.

2.3.3 Agente anti-afundamento de suspensão

A bentonita, facilmente dispersável em água, ajuda a evitar a precipitação e a formação de camadas da tinta, garantindo uma cor mais uniforme e melhor estabilidade. Também contribui para melhorar o desempenho do revestimento da tinta.

2.4 Argamassa e Concreto

Pesquisadores como Qin Honggen et al. exploraram o uso de bentonita em argamassas leves de isolamento térmico, incorporando-a como modificador com escória de forno, cimento comum e cinzas volantes Classe II. O estudo descobriu que a bentonita melhora a trabalhabilidade da argamassa, a resistência à compressão e a condutividade térmica.

No projeto de argamassas de construção, onde a facilidade, a retenção de água e as propriedades de construção são cruciais, a bentonita pode ser usada como material espessante e retentor de água. Pesquisadores como Ju Jianying e Fan Yitang estudaram as propriedades da bentonita na argamassa de cimento, concluindo que ela melhora significativamente a retenção de água e o desempenho.

2.5 Novos Materiais Funcionais

A bentonita desempenha um papel no desenvolvimento de novos materiais funcionais, particularmente na criação de nanocompósitos de polímero/argila e materiais nanohíbridos de ajuste de umidade interna.

2.5.1 Nanocompósitos Polímero/Argila

A modificação orgânica da bentonita aumenta sua compatibilidade com polímeros, resultando em nanocompósitos com propriedades únicas, como melhor barreira a gases, viscosidade e redução da viscosidade de fusão. A bentonita organicizada pode reagir ainda mais com monômeros ou polímeros fundidos, formando lamelas estruturais em nanoescala que se dispersam uniformemente em matrizes poliméricas, criando nanoplásticos.

2.5.2 Materiais nanohíbridos de ajuste de umidade interna

Aproveitando a alta adsorção, troca iônica e alta área de superfície específica da bentonita, combinadas com a tecnologia de nano-hibridização orgânica/inorgânica, novos materiais inteligentes de umidificação interna nano-híbridos podem ser desenvolvidos. Esses materiais oferecem ajuste automático da umidade relativa.

3. Conclusão e Perspectivas

Atualmente, a bentonita natural à base de sódio e cálcio é amplamente utilizada na indústria de materiais de construção. No entanto, a investigação está a progredir no sentido de níveis mais elevados de funcionalidade e de respeito pelo ambiente. Aplicações como a bentonita em materiais para espessamento de argamassas e retenção de água, bem como em materiais compósitos de mudança de fase, alinham-se às tendências contemporâneas da indústria da construção. As vastas e variadas reservas de bentonite na China justificam mais investigação e utilização eficaz.

A tecnologia de modificação e aplicação da bentonita continua sendo áreas com significativo potencial de exploração e desenvolvimento. À medida que a investigação avança para aplicações mais funcionais e amigas do ambiente, há necessidade de expandir e aprofundar a nossa compreensão das capacidades da bentonite. O artigo enfatiza a importância de explorar o potencial da bentonite para além do seu papel na melhoria do desempenho dos materiais de construção, apontando para um futuro onde a bentonite contribua para soluções mais sustentáveis e inovadoras na indústria da construção.

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