بنتونیت در سیستم ارتینگ نسبت به دیگر مواد همچنان نقش اساسی را دارد،
به عنوان مثال، در استفاده از نمک به دليل خاصيت خورندگي بسيار بالا، پس از مدت كوتاهي الكترودها واتصالات مربوطه به طور كامل از بين رفته وبايستي با صرف هزينه هاي اضافي، اقدام به تعويض الكترودها نمود درصورتي كه بنتونيت باعث حفاظت ازصفحه مسي مي گردد.
و همچنین براثر بارندگي هاي ساليانه، پس ازمدتي نمك شسته شده وبه لايه هاي زيرين زمين منتقل مي شود ومقاومت زمين مجدداً افزايش مي يابد. ضمناً تأثير نامناسبي برسفره هاي آب زيرزميني نيز دارد.
این در صورتیست که بنتونيت فاقد مواد شيميايي خطرناك بوده وبا محيط زيست كاملاً سازگار مي باشد.
به دليل خاصيت جذب آب بالاي بنتونيت، تا مدت طولاني رطوبت را درخود نگه مي دارد وبه اين دليل براي زمين هاي خشك وكويري بسيار مناسب است.
استفاده از بنتونيت از نظر اقتصادي بسيار مقرون به صرفه است زيرا علاوه بر قيمت پايين تر وكيفيت مناسب تر نسبت به ذغال ونمك، دراين طرح حجم وعمق شبكه ارت كاهش مي يابد .
بالا بودن خاصيت تبادل يوني بنتونيت.
بنتونيت قابليت استفاده درانواع روش هاي اجرايي سيستم زمين را داراست.
استفاده از بنتونيت درزمين هاي سنگي وسنگ لاخي توصيه جدي مي شود.
بالا بودن طول عمر مفيد ميله ارت وصفحه به علت ممانعت از اكسيد شدن وپديده خوردگي.
حمل ونقل آسانتر وتميزتر نسبت به ذغال ونمك.
بنتونيت با توجه به خواص فوق به عنوان يک الکتروليت بهينه انتخاب مي شود گرچه مواد ديگري چون GEM، مارکونيت و … قابليتهايي دارند ليکن به علت رعايت مسائل ايمني هنگام مصرف در کار و قيمت بالا در قياس با بنتونيت همچنان در جايگاه پايين تري قرار دارند.
تاثير بنتونيت در کاهش مقاومت خاک
تاثير بنتونيت در کاهش مقاومت خاک
در هدايت الکتريکي و انتقال جريان به درون زمين دو عامل اساسي نقش دارند:
1- اندازه و شکل الکترودهايي که در منطقه استفاده مي شود( اعم از ميله اي يا صفحه اي)
2- مقاومت خاک منطقه که خود بستگي به عوامل زير دارد :
– نوع خاک
– ترکيب شيميايي نمک هاي حل شده در آب هاي درون خاک
– درصد رطوبت خاک
– دماي خاک به طوري که خاک هاي يخ زده داراي مقاومت بالايي هستند
– اندازه دانه ها و توزيع دانه در خاک
– تراکم خاک و فشار وارد بر آن
لازم به ذکر است که به جز موارد فوق پارامترهاي ديگري نيز در مسئله قابليت هدايت الکتريکي زمين نقش دارند مانند عمق نصب الکترودها ، خواص شيميايي خاک مانند ph ، تغييرات عمق لايه بندي و توزيع دانه ها.
با توجه به نتايج تحقيقات و تجربيات در سيستم هاي توزيع برق در خصوص روش هاي بهينه سازي اتصال زمين ، افزودن نمک به خاک ها از ساده ترين و رايج ترين روش ها بوده و اگر چه در کوتاه مدت مشکل مقاومت زمين را رفع مي کند ولي به دليل خاصيت خورندگي بسيار بالاي نمک ، پس از مدت کوتاهي الکترودها و اتصالات مربوطه به طور کامل از بين رفته و بايستي با صرف هزينه هاي اضافي مکرر اقدام به تعويض الکترودها نمود. از طرفي بر اثر بارندگي هاي ساليانه پس از مدتي اين نمک ها نيز شسته شده و به لايه هاي زيرين منتقل گشته و مقاومت زمين مجدداً افزايش مي يابد. در نتيجه حداکثر کارايي با مخلوطهاي نمکي بين 5 تا 7 سال است.
با توجه به مقاومت بالا، زمين هايي که خاک و بستر آن سنگي، سنگلاخي و سخت بوده، از لحاظ هدايت الکتريکي از نظر موارد اشاره شده در مقاومت خاک ، داراي مشکلات بسياري جهت احداث اتصال زمين مي باشند، باعث شده تا استفاده از مواد کاهش دهنده مقاومت زمين ، متداول شده و اين مواد داراي تنوع زيادي باشند. از جملة اين مواد: Ground Enhanced Material (GEM )، مارکونيت، بنتونيت سديم، پليمرهاي جاذب رطوبت و Ultra Fill را مي توان نام برد. به لحاظ فراواني و قيمت مناسب خاک طبيعي بنتونيت سديم (Sodium Bentonite )، استفاده از اين ماده جهت ايجاد اتصال زمين به عنوان يک روش مؤثر و نوين متداول تر شده است. بنتونيت سديم داراي اندازه ذرات بسيار ريز ( کمتر از 0.02 ميکرون ) که داراي سطح تماس بسيار بالا ( 800 متر مربع به گرم ) هستند بوده و قابليت جذب آب تا 5 برابر وزن اوليه خود افزايش حجم تا 13 برابر حجم خشک اوليه را دارد. همچنين اين ماده وقتي به 6 برابر حجم اولية خود مي رسد بصورت لزج و غليظ در آمده و نه تنها شکل خود را نگه مي دارد بلکه در صورت تماس با هر سطحي به آن مي چسبد و در نتيجه مي تواند هم مشکل تراکم خاک و هم چسبندگي و اتصال لازم را حل کند.
خاک بنتونيت زماني که هيدراته مي شود بصورت شيميايي مي تواند آب را داخل خود نگه داشته و به عنوان يک عامل خشک کننده ، آب و رطوبت اطراف را با خاصيت مکشي خود جذب کند. در اثر تماس بنتونيت با نور خورشيد سطح بيروني آن خشک شده و از خروج رطوبت از قسمت هاي داخلي آن جلوگيري مي کند. اين ماده رسي نياز به مواد افزودني ندارد ( صرفاً بنتونيت نوع سديم اينگونه است ) و فاقد خاصيت خورندگي بوده و خواص آن براي ساليان متمادي ثابت مي ماند.
مقاومت بنتونيت سديم در 300% رطوبت( وزن آب به وزن بنتونيت ) حدود 2 اهم بوده که به دليل تشکيل الکتروليت ناشي از افزودن آب است. آبي که به صورت شيميايي در بنتونيت نگهداري مي شود اجازه مي دهد تا سود وپتاس آهک (Ca O )، اکسيد منيزيم (Mg O ) و ديگر نمک هاي معدني موجود در آن يونيزه شده و با PH حدود 5/8 تا 5/10 تشکيل يک الکتروليت قوي را بدهد.
يكي از رايج ترين روش ها جهت نصب الكترود و كاهش مقاومت ارت در زمين هاي داراي مقاومت بالا استفاده از مخلوط خاك رس ، نمك و ذغال مي باشد كه ده ها سال است در كشور بصورت سنتي مورد استفاده قرار مي گيرد. از جمله مشكلات عمده مربوط به استفاده از اين الكتروليت تجزيه تدريجي ذغال و قطع اتصالات فلزي الكترود بر اثر خاصيت خوردگي نمك مي باشد كه باعث مي گردد مقاومت سيستم ارت ايجاد شده پس از چند سال به شدت افزايش يابد. از خاك معدني بنتونيت به عنوان الكتروليت بهينه كه داراي خواص بسيار ويژه از جمله خاصيت آبگيري بسيار بالا، مقاومت بسيار پائين و خاصيت خورندگي بسيار كم مي باشد جهت نصب الكترودهاي فلزي مختلف مي‌تواند استفاده شود.