بنتونیت چیست؟

انواع بنتونیت و مواد کاهنده ارتینگ که نوعی خاک رس نگهدارنده رطوبت به شمار می آید و به عنوان یک بک فیل یا پرکننده الکترود زمین، برای خاک هایی با مقاومت پایین تر مورد استفاده قرار می گیرد.

رس بنتونیت رسانا، یک مونتموریلونیت فعال سدیم است که حجمش در ترکیب با آب، چند برابر رس خشک افزایش می یابد.

بنتونیت به دو شکل دانه ای و پودری عرضه می شود.

بنتونیت رسانای الکتریکی، یک ترکیب پر کننده مجرای حرارتی پایدار است که برای پر کردن بک فیل مسیرهای کابل حاوی الکترودهای مسی نظیر میله های ارت نیز استفاده می شود.

ترکیبات خاک، به ترتیب با کاهش مقاومت تماس و افزایش موثر اندازه میله های ارت مسی ، رطوبت خاک های اطراف را جذب می کنند و بدین ترتیب ترانشه کابل در خاک دفن می شود.

ترکیب بنتونیت همچنین می تواند باعث کاهش خوردگی و یا حفاظت در برابر آن شود. این امر درنتیجه کاهش مقاومت خاک میله ارت میله یا الکترود از طریق فرآیند حفظ رطوبت محقق می شود.

نرخ جذب بنتونیت
بنتونیت تا 5 برابر وزن خود آب جذب می کند و خاک رس نگهدارنده رطوبت نیز، سیزده برابر خشک آن افزایش حجم می یابد.

با افزایش 6 برابری حجم خاک مرطوب نسبت به حالت خشک، ترکیبات خاک حالتی بسیار متراکم پیدا می کنند و خاک رس، خمیری شکل شده و قابلیت فرم گرفتن و چسبیدن به سطوح پیدا می کند.

بنتونیت از لحاظ شیمیایی، قابلیت هیدراته شدن دارد و آب را در ساختار خود نگه می دارد.

ترکیب خاک رس، ضد خورندگی بوده، ذاتا پایدار است و با گذشت زمان همچنان ویژگی ها و خواص خود را حفظ می کند.

برای اطمینان از خارج شدن کامل هوا، لازم است که مخلوطی از ترکیبات خاک به داخل کانال کابل پمپاژ شود و پس از اینکه پرکردن کانال به اتمام رسید، مجاری باید بسته شوند تا از نشت و فرار بنتونیت جلوگیری شود.

این ترکیب زمینی را می توان به صورت دانه ای (گرانول) یا پودری تهیه کرد و برای رسیدن به حجم و انبساطی معمول، لازم است که به نسبت 2 به 1 با آب مخلوط شود.

ترکیب دانه ای گزینه بهتری برای پر کردن ترانشه است، زیرا ماده می تواند در ترانشه کابل مخلوط شود، در حالی که پودر برای ریخته شدن در سوراخ های گمانه مناسب تر است.

در این مورد می توان اطمینان داشت که مخلوط برای رسیدن به انتهای سوراخ به اندازه کافی رقیق است.

در ضمن باید گفت که اداره ، کنترل و استفاده از بنتونیت گرانول راحت تر از حالت پودری آن است.

بنتونیت
مزایای ترکیبات خاکی BENTONITE
از بنتونیت برای کاهش مقاومت خاک استفاده می شود که این امر با کاهش مقاومت بین خاک و الکترود زمین و از طریق نگهداری رطوبت محقق می شود (نظیر میله های ارت مسی یا تشک های زمینی).

این قابلیت ذاتی برای جذب و نگهداری آب باران، امکان هدایت الکتریکی ترکیبات خاک را متناسب با شرایط آب و هوایی محلی، به ویژه سطح متوسط ​​بارندگی افزایش می دهد.

به طور معمول، این ترکیب دارای سطح مقاومت 3 اهم متر مربع است. ترکیب بنتونیت، یک ماده مقرون به صرفه برای بک فیل یا پرکننده الکترودهای خاک به شمار می آید و عملکرد را بهبود می بخشد.

این ترکیب در مواقعی بیشترین کارایی را دارد که از نظر فیزیکی به دلیل شرایط سخت زمین و وجود عناصری نظیر سنگ، گرانیت و غیره، فرو رفتن میله های ارت در عمق خاک با مشکل مواجه می شود.

تصفیه شیمیایی یا بک فیلینگ در مجاورت محل الکترود خاک زیرزمینی، یک روش تثبیت شده و سنتی برای کاهش سختی زمین هایی با مقاومت بالاست.

از این نوع پرکنندگی، برای بهبود خاک الکتریکی و معمولا در کاربردهای LV MV HV استفاده می شود.

بک فیلینگ یا مواد کاهنده بنتونیت
هنگامی که خاک و شرایط زمین بسیار اسیدی یا قلیایی بوده و یا مشکوک به چنین شرایطی باشند، بک فیل ترکیبات خاکی یا موادی نظیر بنتونیت می تواند به طور قابل توجهی چرخه عمر تسمه های خاکی مسی و میله های ارت را افزایش دهند.

علاوه بر این، بنتونیت با افزایش سطح فضای تماس با خاک، آب را نگه داشته و در نتیجه باعث کاهش مقاومت زمین می شود.

مواد کاهنده مبتنی بر کربن اغلب حاوی آلاینده های دیگری نظیر گوگرد و سایر عناصر مضر برای مس هستند و باید از آنها اجتناب شود.

این تصویر، یک میله ارت پر از مواد شیمیایی را نشان می دهد که توسط بک فیل بنتونیت (دوغاب سفید) احاطه شده است.

این امر، اتصال الکتریکی به سیستم خاکی مس را بهبود می بخشد.

نحوه استفاده از بنتونیت
انعطاف پذیری و ویسکوزیته ترکیب خاک، منجر به نصب و استفاده آسان توسط پیمانکار تاسیسات یا مهندسی عمران شده و این امررا تضمین می کند.

البته نمی توان نرخ ترکیب دقیقی در این رابطه ارائه داد و این امر با توجه به تاسیسات برق محلی، استانداردهای مهندسی DNO ، شرایط مطلوب خاک و مقاومت مشخص شده متفاوت است.

به هر حال این ترکیب باید کاملا با مقدار زیادی آب مخلوط شود تا دوغابی متناسب و سازگار برای ریختن در ترانشه، سوراخ گمانه یا محیط کار بدست آید.

مخلوط کردن BENTONITE
نرخ انبساط بنتونیت، بستگی به حجم آب مورد استفاده برای مخلوط کردن ترکیبات خاک دارد. به عنوان یک قاعده کلی توصیه می کنیم که این نرخ را 2 به 1 درنظر بگیرید.

1 x 25kg Bentonite = 1cu ft or 0.0283m³ (Dry)

1 x 25kg Bentonite = 2cu ft or 0.0566m³ (Wet)

برای مثال…

برای بک فیل یک ترانشه کابل حاوی 10NO. با میله های ارت مس در گمانه هایی به عمق 3.6 متر و سوراخ هایی به قطر 0.1 متر، به حجمی از ترکیب رس بنتونیت بر اساس محاسبات زیر نیاز است:

حجم سوراخ های گمانه

= 10 x π r² x h

= 10 x π x 0.05² x 3.6

= 0.28m³

تعداد کیسه ها = 0.28 / 0.0566 = 5 کیسه بنتونیت

نصب بنتونیت در سوراخ های گمانه
برای نصب میله ارت یا الکترود در گمانه، فرآیند زیر توصیه می شود:

یک سوراخ یا گودال به قطر 75-100 میلی متر (3-4 اینچ)، در محل میله ارت مورد نظر ایجاد کنید. عمق سوراخ گمانه، باید توسط طراح سیستم خاک تعیین شود.
میله ارت مسی را در گمانه قرار دهید و مطمئن شوید که قسمت بالای میله ارت در سطح درستی از اتصال قرار دارد.
سوراخ گمانه را با بنتونیت پر کنید. برای این کار لازم است که دوغاب مناسب استفاده کنید و به طور منظم، میله های ارت را حرکت دهید تا مطئن شوید که هیچ حفره ای در حین بک فیل ترانشه های زیرزمینی شکل نگرفته باشد.
آب اضافی بالای گمانه را بگیرید.
بررسی های نهایی میله های ارت را انجام دهید. به عنوان مثال ببینید میله های ارت در جای درستی در زمین قرار گرفته باشند.

نصب بنتونیت در ترانشه
برای نصب میله ارت یا الکترود در یک ترانشه، روش زیر توصیه می شود:

1- یک ترانشه با عرض 200-300 میلی متر (8-12 اینچ) در موقعیت تعیین شده توسط تسمه خاک یا الکترود حفر کنید.

عمق ترانشه (به طور معمول 600 میلی متر) باید توسط طراح سیستم خاک تعیین شود.

2- پایین ترانشه را با مخلوط غلیظی از ترکیب بنتونیت به ضخامت 25-50 میلی متر (1-2 اینچ) بپوشانید. تسمه خاک را درون ترانشه قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که الکترود تسمه مسی بیش از حد در بنتونیت فرو نرفته باشد.

3- یک لایه دیگر از بنتونیت به ضخامت 25-50 میلی متر (1-2 اینچ) اعمال کنید. اطمینان حاصل کنید که الکترود تسمه ای کاملا پوشانده شده باشد.

4- باقی مانده ترانشه را با دقت پر کرده و فشرده کنید.