1996

Muurinen, Arto; Lehikoinen, Jarmo; Melamed, Avner; Pitkänen, Petteri

Tässä tutkimuksessa selvitettiin kompaktoidun natriumbentoniitin vuorovaiku-tuksia vähäsuolaisen ja suolaisen pohjavesisimulantin kanssa. Muuttuvina parametreinä olivat liuoksen koostumus sekä koeympäristön happi- ja hiilidioksidi-pitoisuus. Tutkimuksen tärkeimmät kiinnostuksen kohteet olivat koeliuosten, bentoniitin huokosveden ja bentoniitin kemialliset muutokset sekä bentoniitin mikrorakenteelliset ominaisuudet. Tärkeimmät prosessit vähäsuolaisen veden kokeissa olivat natriumin, kaliumin, sulfaatin, bikarbonaatin ja kloridin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin sekä magnesiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Suolaisen veden kokeissa tärkeimmät prosessit olivat natriumin, magnesiumin, sulfaatin ja bikar-bonaatin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Korkeimmat pH-arvot muodostuivat hapellisissa olosuhteissa sekä suolaiseen että vähäsuolaiseen veteen, jonkin verran alempia arvoja saatiin vähäsuolaisessa vedessä hapettomissa olosuhteissa ja alhaisimmat arvot suolaisella vedellä hapettomissa olosuhteissa. Bentoniitista puristettujen huokosvesien analyysit osoittivat ekskluusiota lähes kaikkien ionien osalta. Ekskluusio oli voimakkainta kahdenarvoisella sulfaatilla, mikä kvalitatiivisesti on sähköisen kaksoiskerrosteorian mukaista, kun huokospinnoilla on negatiivinen varaus, kuten montmorilloniiti lla. Nestetypellä jäädytetylle, kylmäkuivatulle bentoniitille elohopeaporosimetri-mittauksista laskettu huokospinta-ala oli noin 20 m2/g. Huokosvedessä havaitun ekskluusion ja huokoskokojakauman perusteella voidaan päätellä, että jakauma muuttuu bentoniitin kyllästyessä vedellä. Myös kupariputket, joihin bentoniitti oli suljettu kokeissa, osallistuivat kemiallisiin reaktioihin. Selvintä tämä oli suolaisen veden kokeissa hapellisissa olosuhteissa, joissa muodostui sinistä sakkaa liuokseen kuparin liuetessa ja saostuessa.