presentation about bentonite

2. ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI BENTONIT VÀ PHƯƠNG PHÁP
SẢN XUẤT ĐẾN ĐỘ DẪN THỦY LỰC CỦA HỖN HỢP CÁT
BENTONIT

3. Tóm tắt
• Độ dẫn thủy lực của hỗn hợp cát bentonite phụ thuộc vào loại bentonite, hàm lượng bentonite, hàm lượng
nước ban đầu và các yếu tố khác.
• Trong trường hợp này, hỗn hợp cát bentonite được thử nghiệm bằng cách thay đổi lực nén, hàm lượng nước
ban đầu (10-20%) và hàm lượng bentonite (15-30%). Với các thử nghiệm này, gradient thủy lực được đặt ở
mức 25-500. Do đó, độ thấm nước là 10−8 đế𝑛 10−13 m/s trong tất cả các điều kiện thử nghiệm.
• Mối tương quan giữa độ dẫn thủy lực và mật độ montmorillonite (khối lượng montmorillonite chia cho tổng
khối lượng montmorillonite, không khí, nước), thường được sử dụng để liên kết độ dẫn nước của bentonit.

4. • Hỗn hợp cát - bentonite với hàm lượng bentonite 10-30% được sử dụng trong các dự án xử lý chất thải
phóng xạ thấp của Nhật Bản để che phủ đất ô nhiễm, đảm bảo độ thấm thấp và kiểm soát dòng nước
ngầm.
• Trong các cơ sở xử lý, các dung dịch kiềm được tạo ra từ việc lọc các vật liệu nền xi măng có thể dẫn đến
bentonite bị hư hỏng, có thể có tác động lâu dài đến độ thấm thấp của nó. Do đó, cần hiểu các đặc tính
thay đổi độ dẫn thủy lực của hỗn hợp bentonite.
1. Giới thiệu
Hình 1. Sơ lược về hố bê tông

5. • Tính chất khác nhau, bao gồm cả đặc tính nén và độ dẫn thủy lực của hỗn
hợp đất bentonite sẽ khác nhau tùy thuộc vào các điều kiện như tỷ lệ trộn,
hàm lượng nước ban đầu, phương pháp trộn và phương pháp nạp nước.
Những mối quan hệ này rất quan trọng khi chuẩn bị cho lớp đất phủ vì
chúng là cơ sở để lựa chọn vật liệu.
• Kết quả kiểm tra độ dẫn thủy lực bằng phương pháp thả rơi mức nước cột
đứng; thử nghiệm đã đánh giá tác động của loại bentonite, hàm lượng cát
bentonite, hàm lượng nước và tỷ trọng khô của mẫu thử; mối quan hệ giữa
độ dẫn thấm nước và đặc tính nén.

6. 2.1. Chi tiết vật liệu
Mật độ hạt cát là 2,75 Mg/𝑚3
.
Loại bentonite Chỉ số
Mật độ hạt đất (Mg/𝑚3) 2.63
Giới hạn chất lỏng (%) 124.8
Giới hạn dẻo (%) 55.9
Chỉ số dẻo 68.8
Hàm lượng montmorillonite (%) 71.4
2. Vật liệu, phương pháp đánh giá và phương trình
Hình 2. Đường cong tích lũy kích thước hạt cát
Bảng 1. Tính chất cơ bản của bentonite loại Ca

7. 2.2. Phác thảo và phương tình kiểm tra độ dẫn thủy lực
Đất trộn bentonite được điều chỉnh bằng máy trộn (Khối lượng đầu vào 1 kg, tốc độ quay thanh khuấy 300 vòng/phút), hàm
lượng bentonit trên cát theo tỷ lệ khối lượng khô là 10-30%. Hàm lượng nước được điều chỉnh trong khoảng từ 10- 20%.
Thiết bị kiểm tra độ thẩm có đường kính trong của khuôn 60 mm và chiều cao 20 mm. Mẫu được chuẩn bị bằng cách cho
hỗn hợp đất trực tiếp vào khuôn và nén chặt thành hai lớp. Khối lượng mẫu được tính theo phương trình
Trong đó, m : khối lượng mẫu,
: biểu thị khối lượng riêng mẫu khô,
V : thể tích mẫu
w : là hàm lượng nước.
. . 1
100
d
w
m V

 
 
 
 
d


8. • Về điều kiện mẫu vật, hàm lượng bentonite là 15, 20
hoặc 30%, độ ẩm ban đầu là 10- 20% ; tỷ trọng khô là
1,5-2,0 Mg/𝑚3.
• Sau khi chuẩn bị, mẫu được lắp vào thiết bị và cùng với
thiết bị được ngắm trong bể nước để làm bão hòa mẫu.
• Áp suất âm khoảng -0,1 MPa được áp dụng từng bước cho
bể để một tuần.

9. • Trong quá trình thẩm thấu, nước chảy từ bề
mặt dưới lên bề mặt trên của mẫu thử, Áp suất
không khí 110-200 kPa ở phía dòng vào và 100
kPa ở phía dòng chảy ra của buret được áp
dụng (Hình 3), tương ứng với dải gradien thủy
lực từ 5-200
Hình 3. Thiết bị kiểm tra tính thấm
• Các mẫu thử được nén tương ứng theo lực 1Ec
và 4.5Ec, và tùy ý, Hình 4 trình bày kết quả
đường cong nén của đất hỗn hợp có hàm lượng
bentonite loại Ca 30%.

10. Đối với vật liệu đất, nước chảy qua các khoảng trống trong đất. Do đó, các chỉ số như tỷ trọng khô và tỷ lệ rỗng có thể được
sử dụng để tương quan với độ thấm. Ngược lại, trong đất hỗn hợp bentonite, montmorillonite trong bentonite nở ra và lấp
đầy một phần các khoảng trống trong quá trình bão hòa mẫu.
Mật độ montmorillonite hiệu quả được xác định theo phương trình (2).
Trong đó, : khối lượng montmorillonite,
: thể tích không khí lỗ rỗng,
: là thể tích nước lỗ rỗng
: thể tích montmorillonite..
3. Kết quả kiểm tra
m
em
w m
m
V V V

 
 
V
w
V
m
V
m
m

11. Hình 5. Mối quan hệ giữa độ dẫn thủy lực
và mật độ montmorillonite hiệu quả của
đất hỗn hợp bentonite loại Ca được nén
4,5Ec
Hình 6. Mối quan hệ giữa độ dẫn thủy lực và
mật độ montmorillonite hiệu quả của đất hỗn
hợp bentonite loại Ca có hàm lượng bentonite
30%

12. • Các kết quả thử nghiệm được trình bày trong Phần 3 chỉ ra rằng mật độ montmorillonite hiệu dụng có thể
không phải là một chỉ số thay thế thích hợp cho độ dẫn thủy lực của đất hỗn hợp bentonit loại Ca.
• Đối với hai mẫu có cùng tỷ trọng khô tại thời điểm chuẩn bị mẫu nhưng hàm lượng nước ban đầu khác
nhau, Hình 7 mô tả ước tính tác động của sự khác biệt về hàm lượng nước ban đầu đối với tính thấm. Theo
kết quả nghiên cứu trước đây đối với các mẫu đất sét và cát pha, các mẫu đất có hàm lượng nước thấp có
lực hút ma trận mạnh (sự chênh lệch giữa áp lực không khí lỗ rỗng và áp lực nước lỗ rỗng), do đó dẫn đến
các hạt sét kết tụ xung quanh các hạt cát.
• Ngược lại, các mẫu có hàm lượng nước cao có lực hút ma trận yếu. Các hạt sét có khả năng bị phân tán và
phân bố trong các lỗ rỗng. Sau mẫu vật. chuẩn bị, bentonite hấp thụ nước và trương nở. trong quá trình bão
hòa, lấp đầy một phần khoảng trống của mẫu vật.
Hình dạng của mạng khoảng trống không được lấp đầy phụ thuộc vào sự phân bố của các hạt
bentonite trong quá trình chuẩn bị mẫu vật.
4. Thảo luận

14. • Hàm lượng nước ban đầu lớn hơn và tỷ trọng khô ban đầu cao hơn, tức là ở độ bão hòa ban đầu cao hơn,
nhiều lỗ xốp có đường kính nhỏ được phân bố trong mẫu sau khi bão hòa. Do đó, thể tích khoảng trống
giảm.
• Độ bão hòa ban đầu của mẫu là yếu tố chi phối ảnh hưởng đến độ dẫn thủy lực của hỗn hợp đất
bentonit.Phương trình (3) cho thấy mật độ montmorillonite không hiệu quả kết hợp với việc xem xét khối
lượng nước lỗ rỗng trong mẫu vật. Do hàm lượng nước ban đầu của mẫu thử có thể ảnh hưởng đến độ dẫn
thủy lực của đất trộn bentonite, khối lượng nước lỗ rỗng nên được xem xét khi áp dụng độ dẫn thủy lực
thay thế.
• Do đó, tỷ trọng ướt montmorillonite hiệu quả được xác định theo phương trình:
Trong đó: là viết tắt của khối lượng montmorillonit,
là khối lượng nước lỗ rỗng,
là thể tích không khí lỗ rỗng,
là thể tích nước lỗ rỗng,
là thể tích montmorillonit
m w
emc
w m
m m
V V V




 
m
m
w
m
V
w
V
m
V

15. Hình 9. Mối quan hệ giữa độ dẫn thủy
lực và mật độ montmorillonite hiệu quả
của đất hỗn hợp bentonite loại Ca
Hình 10. Mối quan hệ giữa độ dẫn thủy lực và
tỷ trọng ướt montmorillonite hiệu quả của đất
hỗn hợp bentonite loại Ca.

16. • Liên quan đến độ dẫn thủy lực của hỗn hợp đất bentonite loại Ca, độ ẩm ban đầu của mẫu cao hơn, mật
độ khô ban đầu cao hơn và độ bão hòa ban đầu cao hơn của mẫu cho thấy nhiều lỗ rỗng có đường kính
nhỏ phân bố trong mẫu bão hòa hoặc khe hở thể tích nhỏ hơn. Độ dẫn thủy lực dự kiến ​​​​sẽ giảm tương
ứng.
• Mật độ montmorillonite hiệu dụng, ban đầu được đề xuất như một chỉ số thay thế cho độ dẫn thủy lực
của đất trộn bentonite, không bao gồm độ ẩm ban đầu của mẫu. Đề xuất tỷ trọng ẩm montmorillonite
hiệu quả khi xem xét khối lượng nước lỗ rỗng ban đầu.
• Kiểm tra các kết quả kiểm tra tỷ trọng montmorillonite hiệu quả và mật độ ướt montmorillonite hiệu
quả cho thấy mối tương quan cao hơn của dữ liệu không phụ thuộc vào độ bão hòa ban đầu.
5. Kết luận

17. THANK YOU !