bentoniet

Ook: bentonietklei. Bentoniet is een in de natuur voorkomende kleisoort met grote zwelcapaciteit wanneer het met water in aanraking komt. Het hoofdbestanddeel van bentoniet is een gehydrateerd (waterhoudend) aluminiumsilicaat met de elementen magnesium en calcium of natrium (Al2O3 4SiO2 H2O met Mg2+, Ca2+ of 2Na+. "Bentoniet is een kleimineraal dat, in de loop van de geologische tijden, afkomstig is van glasachtig materiaal (tuf en as) dat bij vulkaanuitbarstingen is uitgeworpen."
Bentoniet wordt in verschillende vormen in de bouw toegepast, meestal vermengd met water en cement of zand. 

Bentoniet kan o.m. worden gebruikt als:
- afdichting onder stortplaatsen en verhardingsconstructies of afdichten boven stortplaatsen (bentoniet vermengd met zand en water)
- scheiding tussen verontreinigde en schone grond (bentoniet vermengd met zand en water)
- afdichting van perforaties in ondoorlatende lagen in de grond (bentoniet vermengd met zand en water)
- steunvloeistof bij diepwanden en diepboringen, zodat de gegraven openingen niet instorten (de steunvloeistof is een mengsel van bentoniet en water en wordt dikspoeling genoemd)
- in de grond gevormde wanden (bentoniet vermengd met cement) 
- inkapseling van olie en zware metalen in de grond: door de goede zwel/opnamecapaciteit van bentoniet (bentoniet vermengd met zand en water)
- vloeistofschild bij tunnelbouw met boorkoppen: door de eigenschap dat stilstaand bentoniet bijna een vaste stof is en in beweging vrij vloeibaar is, vormt het vóór de boorkop een scheiding tussen (natte) aarde en boorkop en bij afvoeren transporteert de gelei-achtige bentoniet de te verwijderen aarde (bentoniet vermengd met water)
- bindmiddel bij de productie van ijzerpellets
- middel om vijvers waterdicht te maken
- middel om in potgrond vermengd te worden waardoor minder water gegeven hoeft te worden (bentoniet houdt veel water vast en geeft het, als dat nodig is, weer af)
- middel om een beter vormzand te verkrijgen (in gieterijen)
- middel om aan te stevige klei toe te voegen om die beter verwerkbaar te maken (pottenbakkers)
- ontkleuringsmiddel (in raffinaderijen, voor het ontkleuren van smeerolie en paraffine)
- verdikkingsmiddel in verven en lakken.

Voorbeelden van toepassingen van bentoniet:
- Cement-bentonietwanden zijn in de grond gevormde wanden, bij het bouwen bestaande uit een mengsel van cement, bentoniet en water. Na het graven kan in de sleuf, indien nodig, een stalen damwand of een HDPE-folie worden aangebracht. De stalen damwand fungeert als wapening. De hoge dichtheid polyethyleen folie wordt beschouwd als een extra waterkering. De cement-bentonietwand is in principe zeer goed waterkerend (door het bentoniet), maar omdat bij een cement-bentonietwand nooit absoluut zeker is dat er geen "lege ruimten" of "lege gangen" zijn in de wand, fungeert de HDPE-folie als (extra) waterkering.
Een alternatief voor deze cement-bentonietwand kan de soilmix- of CSM-wand zijn: "Een cutter soil mix wand (CSM-wand) is een aansluitende kerende wand bestaande uit elkaar overlappende panelen gevormd door het intens in situ mechanisch mengen van de plaatselijke grond met een continu geïnjecteerd hydraulisch bindmiddel. De grondkerende functie ontstaat door boogwerking na verharding van het mengsel 'grond in situ-bindmiddel' tussen profielen, geplaatst in vloeibare fase." (Franki Grondtechnieken)
- Diepwandpalen en diepwanden: bentoniet wordt hier als steunvloeistof toegepast bij het ontgraven van zand zodat op een later moment het "gat" met beton volgestort kan worden. Op deze manier is geen bekisting nodig (de putwand vormt de bekisting) en is een betonnen paal of wand tot grote diepte mogelijk. Het bentoniet dat tijdens het storten van het beton wordt weggepompt, kan een aantal keren hergebruikt worden. Voordelen van deze methode: de op deze manier gebouwde constructies tot zeer grote diepten mogelijk en zijn geschikt voor zeer grote belastingen. 
- Zand-betoniet-afdichtingen: door het zwellen van het bentoniet kunnen poriën gedicht worden. "Door natuurlijke calciumbentoniet te vermalen en te activeren met natrium wordt een unieke zwelcapaciteit verkregen. Dankzij deze uitzetting worden de poriën in een mengsel van zand met bentoniet gevuld en wordt een perfecte afdichting gerealiseerd. De kwaliteit van de zand-bentonietlaag zal afhankelijk zijn van het poriënvolume van het zand, de daaraan toegevoegde hoeveelheid bentoniet en de verdichting van de laag." 
- Zandgrondverbeteraar: door het klei-karakter wordt bentoniet toegepast op zandgronden die vaak droogvallen om het water (hemelwater, grondwater) langer vast te houden (zie eventueel grondverbetering).
- Voor waterdichting van vis- en siervijvers, grachten, bezinkingsbekkens en afvalstorten en voor het dichten van lekken kan bentoniet toegepast worden met een zeer hoog zwelgvermogen, tot 230%. Dit kan bij voldoende dikte en voldoende mengverhouding, volledige waterdichtheid geven (dosis 10 (bentonietkleigrond) op 25 (zandgrond) kg/m2; inwerkdiepte 20 cm; af te dekken met 20 cm grond).

cement-bentonietwand; klik voor groter (bam grondtechniek):

voorboren met bentoniet (walinco funderingstechniek):

bentoniet met water als dikspoeling bij het graven van een diepwand (klik op de afbeelding voor een youtube-filmpje):

afdichten (bijvoorbeeld van een stortplaats) met een zand-bentonietmengsel:

bentoniet als hydroschild bij tunnelbouw westerschelde:

Documentatie

- What is bentonite (van IMA-Europe Industrial Minerals)

Synoniemen van bentoniet zijn:
bentoniet klei, taylorite, Zuid-bentoniet, Fuller's aarde, Wyoming natriumbentoniet, natrium montmorilloniet, calcium montmorilloniet, saponiet, montmorilloniet (Na), montmorilloniet (Ca), hectoriet, hormite klei bentoniet magma, tixoton, Volclay, Volclay bentoniet BC, wilkinite, CAS # 1302-78-9; bron Reade Advanced Materials.

Bentoniet is, als speciaal type klei, ontdekt in Wyoming (USA) in de buurt van Fort Benton, Montana. De Amerikaanse geoloog W. C. Knight bedacht in 1898 de naam bentonite voor een afzetting die hij daar vond. 
Het officiële lidwoord voor bentoniet is het (maar ook de wordt wel gebruikt).
Montmorillioniet is een op bentoniet lijkende klei, genoemd naar de vindplaats Montmorillon in het departement Vienne in Frankrijk waar de naam in 1847 voor het eerst werd gebruikt.

Met dank aan Bam Grondtechniek, Walinco funderingstechniek, IMA-Europe Industrial Minerals.

Zie ook bentonietmat.

Eng. bentonite