Transcript ماركونيت چيست؟

‫جلسه آموزشی سیستمهای ارت‬
‫چرا قبل از شروع به هر كار فني اول فكركرده سپس شروع بكار نماییم ؟‬
‫پاسخ ‪:‬‬
‫تفكر و اندیشه قبل از شروع بكار اوالً این فرصت بدست مي آید تا فرد اشراف‬
‫بیشتري از بعد كمي و كیفي نسبت بكاري كه مي خواهد انجام دهد پیدا نماید و‬
‫ثانیا ً مي تواند نقاط خطرناك و حادثه ساز را شناسایي نموده و با مهار كردن‬
‫آنها خود را از بروز حوادث احتمالي مصون بدارد‬
‫اصطالحات‬
‫ولتاژ تماس چیست؟‬
‫جواب ‪ :‬اختالف پتانسیل بین ولتاژ افزایش یافته وولتاژ سطح در نقطه اي كه شخص ایستاده‬
‫در حالي كه دست او در تماس با قسمت ها وتجهیزات فلزي زمین شده مي باشد‪.‬‬
‫منظور از ولتاژ گام چیست؟‬
‫جواب‪ :‬ولتاژي است كه در اثر عبور جریان از بدن شخص در مسیر بسته بین دو پاي او‬
‫وزمین ‪ ،‬هنگامي كه فاصله بین دو پاي او كمتر از یك متر است وهیچ اتصالي بین بدن‬
‫شخص وتجهیزات زمین شده وجود نداشته باشد ایجاد گردد‪.‬‬
‫در سیستم هاي زمین ‪،‬منظور از ولتاژ مش چیست؟‬
‫جواب‪ :‬به مقدار ماكزیمم ولتاژ تماس در یك خانه از مش یك شبكه زمین اطالق مي گردد‪.‬به‬
‫عبارت دیگر این ولتاژ حداكثر ولتاژي است كه در حالت خطا بین زمین تا سطح مفروض‬
‫پست در راستاي قائم بوجود مي آید‪.‬از آنجائیكه ولتاژ مش اغلب بدترین ولتاژ تماس درون‬
‫پست است‪ ،‬لذا از آن به عنوان پایه روش طراحي استفاده مي شود‪.‬‬
‫عوامل مؤثر بر مقاومت چاه‬
‫‪ -1‬یخزدگي و خشكي خاك‬
‫ميدانیم كه هدایت الكتریسیته در فلزات ناشي از جابهجایي الكترونهاست و در این كار هستههاي اتمها در‬
‫جاي خود ميمانند و جابهجا نميشوند‪ .‬ولي در غیرفلزاتي مانند خاك‪ ،‬قضیه به شكل دیگريست؛ در این مواد‬
‫هدایت الكتریسیته ماهیت شیمیایي داشته و از امالح یونیزه شدهي موجود در آنها سرچشمه ميگیرد‪ .‬همچنین‪،‬‬
‫ميدانیم كه عبور جریان توسط یونها مستلزم حركت و جابهجایي آنهاست‪ .‬حال با توجه به این كه یك یون‪،‬‬
‫كل اتم را شامل ميشود و اتمهاي مواد جامد قادر به جابهجایي نیستند‪ ،‬خاك نیز در حالت جامد قادر به هدایت‬
‫جریان برق نیست؛ ولي هنگامي كه مقداري آب جذب خاك شود‪ ،‬امالح خاك‪ ،‬در این رطوبت حل و سپس‬
‫یونیزه شده و آنگاه ميتوانند عمل هدایت الكتریكي را انجام دهند‪ .‬به همین دلیل‪ ،‬خاكهاي خشك یا یخزده قادر‬
‫به هدایت نبوده و مقاومت بسیار زیادي از خود نشان ميدهند‪ .‬بر همین اساس‪ ،‬هنگام تعیین عمق چاه‪ ،‬ميباید‬
‫به امكان یخ زدن سطح خاك در زمستان و خشك شدن آن در تابستان توجه كرد و با در نظر گرفتن آب و‬
‫هواي منطقه‪ ،‬عمق مؤثر چاه را از سطحي كه امكان یخ زدن و خشك شدن ندارد‪ ،‬به پایین در نظر گرفت‪ .‬این‬
‫موضوع به ویژه در اتصال زمینهاي افقي (شبكهها یا مشهاي ارت كه در عمق كمي اجرا ميشوند) درخور‬
‫توجه است‪.‬‬
‫‪ -2‬فشردگي خاك‬
‫ميدانیم كه خاك از دانههایي با اندازههاي مختلف تشكیل شده است كه این دانهها در خاكهاي دست نخورده‪،‬‬
‫معموالً به همدیگر فشرده شده و تودهاي متراكم را به وجود ميآورند‪ .‬در این تودههاي متراكم‪ ،‬دانههاي خاك‬
‫در همدیگر فرو رفته و فضاي تهي قابل توجهي میان خودشان باقي نميگذارند‪ .‬بنابراین‪ ،‬سطح تماس بین‬
‫دانهها زیاد بوده و در نتیجه مقاومت الكتریكي كمي ایجاد ميشود؛ در حالي كه در خاكهاي دستي و نامتراكم‪،‬‬
‫فضاهاي خالي زیاد بین دانههاي خاك‪ ،‬سطح تماس كمي ایجاد ميكند و به همین دلیل مقاومت الكتریكي زیادي‬
‫پدید ميآید‪ .‬نكتهي دیگر این كه هر چه دانههاي خاك درشتتر باشند‪ ،‬فاصلههاي خالي بیشتري بین آنها به‬
‫وجود آمده و مقاومت الكتریكي را افزایش ميدهد‪.‬‬
‫اكنون نكتهي بسیار مهم دیگري را مورد توجه قرار ميدهیم و آن این كه اثر مقاومت ویژهي خاكهاي نزدیك و‬
‫اطراف الكترود ارت در مقاومت چاه‪ ،‬بسیار بیشتر از اثر خاكهاي دور از آن است‪ .‬توجه به این دو مطلب‬
‫مهم نشان ميدهد كه اجراي چاه ارت در زمین دست نخورده اهمیت فوقالعادهاي دارد و در صورت دستي‬
‫بودن خاكهاي سطحي‪ ،‬چاره آن است كه نخست آن قدر پایین برویم تا به زمین دست نخورده برسیم و آنگاه‬
‫كندن چاه را در زمین دست نخورده‪ ،‬به اندازهي كافي ادامه دهیم‪ .‬بدیهي است كه تنها آن بخش از چاه كه در‬
‫خاك دست نخورده قرار دارد‪ ،‬ارزشمند و مؤثر بوده و عمق مؤثر چاه نیز برابر ارتفاع همان بخش است‪.‬‬
‫دقیقا ً به همین دلیل است كه در هنگام اجراي چاه ارت باید الكترولیت اطراف الكترود را به خوبي كوبیده و‬
‫متراكم نمود‪ .‬زیرا این كار در كاهش مقاومت چاه‪ ،‬اثر فراوان دارد‪ .‬با توجه به این كه سیم متصل به الكترود‬
‫ارت (كه تا سطح خاك باال ميآید) نیز مانند یك الكترود میلهاي عمل نموده و در كاهش مقاومت كلي چاه مؤثر‬
‫است‪ ،‬كوبیدن خاكهاي الیههاي باالتر از الكترود (اطراف سیم ارت) نیز ميتواند در كاهش چاه مؤثر باشد و‬
‫هر چه آنها را بیشتر كوبیده و متراكم كنیم‪ ،‬نتیجهي بهتري حاصل ميشود‪.‬‬
‫در این جا برخي خواص ارزشمند خاك بنتونیت به عنوان الكترولیت مشخص ميشود‪ .‬دانهبندي این خاك‬
‫فوقالعاده ریز بوده‪ ،‬داراي خاصیت تورمي شدیدي است و در اثر تورم ناشي از آبگیري‪ ،‬تمامي خلل و فرج‬
‫موجود میان دانههاي خود را پُركرده و به تمام سطوح پیراوني نیز فشرده ميشود؛ و همین موضوع یكي از‬
‫دالیل پایین بودن مقاومت الكتریكي چاههاي بنتونیتيست‪ .‬از سوي دیگر‪ ،‬این تودهي متراكم نیاز به كوبیدن‬
‫ندارد و در نتیجه اجراي آن آسان است و مقاومت حاصل از آن‪ ،‬بر خالف الكترولیتهایي از قبیل ذغال و‬
‫نمك‪ ،‬وابسته به چگونگي اجرا و دقت در كوبیدن الكترولیت نیست‪.‬‬
‫‪ -3‬رطوبت و آب‬
‫همان گونه كه در تشریح اثر یخزدگي گفته شد‪ ،‬هدایت الكتریسیته در خاك ماهیت شیمیایي داشته و از امالح‬
‫حل شده در رطوبت خاك سرچشمه ميگیرد‪ .‬بنابراین‪ ،‬هرچه رطوبت بیشتري در خاك موجود باشد‪ ،‬امالح‬
‫بیشتري در آن حل شده و جابهجایي یونها نیز بهبود ميیابد‪ .‬بنابراین‪ ،‬میزان هدایت آن نیز افزایش ميیابد‪،‬‬
‫ولي برخالف انتظار‪ ،‬آندسته از خاكهاي سطحي یا زیرزمیني كه به طور دائم در معرض رطوبت فراوان‬
‫قرار دارند (مانند بستر جويها و رودخانهها) داراي هدایت كمي هستند‪ .‬زیرا آب و رطوبت بسیار زیاد موجود‬
‫در این خاكها‪ ،‬به تدریج و به مرور زمان‪ ،‬امالح و حتي دانههاي ریز این خاكها را شسته و با خود به جاهاي‬
‫دیگر برده است در نتیجه هدایت آنها به دلیل فقر امالح‪ ،‬اندك است‪ .‬پس با افزایش رطوبت خاك‪ ،‬هدایت آن‬
‫افزایش ميیابد؛ ولي هنگامي كه مقدار این رطوبت بسیار زیاد شود‪ ،‬میزان هدایت كاهش خواهد یافت‪ .‬پیش از‬
‫این گفته شد كه اثر مقاومت ویژهي خاكهاي نزدیك و اطراف الكترود ارت در مقاومت چاه‪ ،‬بسیار بیشتر از‬
‫اثر خاكهاي دور از آن است‪ .‬بنابراین‪ ،‬بهتر است چاه ارت را آن قدر بكنیم تا به خاك مرطوب كه داراي‬
‫مقاومت كميست‪ ،‬برسیم و سپس درون خاك مرطوب نیز تا اندازهاي حفاري را ادامه بدهیم‪ .‬به این ترتیب‪،‬‬
‫الكترود ارت در محاصرهي خاكي كم مقاومت قرار خواهد گرفت‪ .‬به ویژه قابل توجه است كه افزایش عمق چاه‬
‫از یك سو موجب كاهش مقاومت آن شده و از سوي دیگر در اعماق بیشتر معموالً درصد رطوبت نیز افزایش‬
‫یافته و به شكلي مضاعف موجب كاهش مقاومت الكتریكي آن ميشود‪ .‬ولي هرگز نباید كار را تا رسیدن به‬
‫سفرههاي آب زیرزمیني ادامه داد؛ زیرا همان گونه كه گفته شد‪ ،‬این كار اثر معكوس دارد‪.‬‬
‫‪ -4‬فاصلهي چاهها از یكدیگر‬
‫معموالً تعداد و فاصلهي چاههاي ارت و محل احداث آنها‪ ،‬با توجه به مقاومت موردنظر‪ ،‬از سوي‬
‫طراح محاسبه و تعیین ميشود‪ ،‬ولي به دلیل آن كه فرمولهاي محاسبهي مقاومت چاه ارت اصوالً با‬
‫فرض همگن بودن خاك نوشته شدهاند و در عمل با خاكها و زمینهاي غیرهمگن مواجهایم‪ ،‬و‬
‫همچنین به علت وجود برخي موانع و دشواريهاي اجرایي‪ ،‬ممكن است مقاومت عملي چاهها با‬
‫مقدار محاسبه شده تفاوت داشته و پس از اجرا (به منظور كاهش مقاومت) نیاز به اضافه كردن چاه‬
‫جدید داشته باشیم و گاهي نیز حین اجراي طرح‪ ،‬به دلیل وجود موانع عملي از قبیل وجود صخره یا‬
‫الشههاي بزرگ بتني در محل طراحي شده‪ ،‬ناگزیر از تغییر محل آن شویم‪ .‬از این رو‪ ،‬الزم است‬
‫محلهاي جدیدي براي احداث چاه در نظر گرفته شود‪ .‬به همین دلیل مهندس ناظر ميباید به نكات‬
‫حائز اهمیت در جانمایي چاه ارت مسلط باشد‪ .‬یكي از نكات مهم در این كار‪ ،‬رعایت فاصلهي الزم‬
‫میان چاههاست‪ .‬ميدانیم كه هر چاه ارت داراي محدودهاي در اطراف خود ميباشد كه در هنگام‬
‫بروز خطا و جاري شدن جریان در الكترود ارت‪ ،‬داراي ولتاژ خواهد شد‪ .‬این محدوده‪ ،‬حوزهي‬
‫نامیده ميشود‪ .‬نكتهي مهم این است كه دو چاه ارت تا حد ممكن )‪(Resistance Area‬مقاومت‬
‫از هم دور باشند و یا فاصلهي آنها دست كم به اندازهاي باشد كه حوزههاي مقاومت آنها همپوشاني‬
‫نداشته باشند‪( .‬به شكلهاي ‪ 4‬و ‪ 5‬توجه شود‪).‬‬
‫نشدن این نكته مشكالت زیر را به وجود ميآورد‪:‬‬
‫الف) در صورتي كه دو چاه براي دو شبكهي مستقل از هم به كار روند (مثالً یكي براي ارت فشار‬
‫ضعیف ترانسفورماتور و دیگري براي ارت فشار قوي آن)‪ ،‬هنگام بروز خطا در یكي از شبكهها‪،‬‬
‫ارت شبكهي دیگر نیز برقدار خواهد شد و این موضوع ميتواند بسیار خطرناك باشد‪.‬‬
‫ب) در صورتي كه دو چاه به یكدیگر متصل شده و هر دو براي یك سامانه به كار روند‪ ،‬رعایت‬
‫نشدن حداقل فاصله باعث ميشود كه پس از متصل كردن دو چاه به یكدیگر‪ ،‬كاهش مورد نظر در‬
‫مقاومت كل به دست نیامده و مقاومت حاصل شده‪ ،‬بیشتر از حد انتظار شود‪.‬‬
‫ابعاد حوزهي مقاومت بستگي به مقاومت ویژهي خاك و عمق چاه دارد‪ .‬هر چه مقاومت ویژهي خاك‬
‫بیشتر باشد و یا عمق چاه افزایش یابد‪ ،‬حوزهي مقاومت بزرگتر ميشود‪ .‬به طور كلي براي‬
‫چاههایي كه به هم متصل شده و ارت واحدي را تشكیل ميدهند‪ ،‬این فاصله نباید كمتر از ‪ 6‬متر‬
‫باشد؛ و براي دو چاه كه متعلق به دو سامانهي مختلف ميباشند‪ ،‬این فاصله نباید كمتر از ‪ 20‬متر یا‬
‫دو برابر عمق چاه (هر كدام كه بیشتر بود) بشود‪.‬‬
‫گازهای موجود در چاه ‪:‬‬
‫یكي از مسائلی که جزء مخاطرات چاه ها محسوب می گردد وجود گازهای سمی است ‪.‬‬
‫بیشترین گازهایی که در چاه ها یافت می شوند عبارتند از ‪:‬‬
‫‪ )1‬گاز هیدروژن سولفوره ‪ )2‬آمونیاک ‪ ) 3‬گاز کربنیک ‪ )4‬متان‬
‫گاز هیدروژن سولفوره ‪:‬‬
‫این گازها در اثر سوختن ناقص موادی مانند مو و پشم و گوشت و موادی که دارای گوگرد می باشند‬
‫بوجود می آید ‪ .‬بوی این گاز شبیه بوی تخم مرغ گندیده می باشد ‪ .‬مقدار خیلی کم این گاز را می‬
‫توان با حس بویایی تشخیص داد در جاهایی که تدریجا ً استشمام شود حس بویایی را فلج می کند ‪.‬‬
‫‪ % 1‬این گاز شدیداً خطرناک است و تا ‪ %2‬این گاز را می توان تشخیص داد در جایی که مقدار‬
‫گاز در چاه زیاد باشد تخلیه گاز باید با وسایل ضد جرقه انجام گیرد ‪ .‬اگر گاز در محیط سر بسته ای‬
‫از داخل چاه نشت کند امکان مسمومیت وجود دارد ‪ .‬شخصی را که برای مدتی از این گاز تنفس‬
‫کرده باید به هوای آزاد انتقال داد و در صورت عدم تنفس اقدام به دادن تنفس مصنوعی و اکسیژن‬
‫نموده و مصدوم را به بیمارستان منتقل نمود ‪.‬‬
‫آمونیاک ‪:‬‬
‫این گاز از هوا سبک تر‪ ،‬بی رنگ و بوی آن تند و زننده و در صورت اختالت با هوا و گرم شدن و همچنین با‬
‫تحت فشار قرار گرفتن قابلیت انفجار دارد ‪ .‬خنثی سازی آن با آب پودری صورت می گیرد این گاز باعث تحریکات‬
‫چشم‪ ،‬بیتنی و مجاری تنفسی انسان می گردد و بی هوش کننده و سرفه آور است حتی در سطح پوست تولید‬
‫سوختگی می کند وجود ‪ 1‬الی ‪ %5‬درصد این گاز به مدت ‪ 1‬ساعت تولید مرگ می کند ‪.‬‬
‫شخصی که دچار مسمومیت با این گاز شده باشد عرق شدید می کند که باید به هوای آزاد منتقل شود و چشم و پوست‬
‫و محل های آلوده را با آب زیاد شستشو داد همچنین هرگونه لباس آلوده را از تن وی خارج نمود ‪.‬‬
‫گاز کربنیک ‪:‬‬
‫گازی بی بو‪ ،‬بی رنگ‪ ،‬غیر قابل اشتعال سنگینتر از هوا و محلول در آب است ‪ ،‬این گاز می تواند سرعت و حجم‬
‫تنفس را ‪ %50‬باال ببرد وجود ‪ %3‬آن سرعت و حجم تنفس را ‪ 2‬برابر می نماید و مقدار ‪ %10‬آن کمتر از چند‬
‫دقیقه تولید مرگ می نماید عمده ترین خطر این گاز باال بردن سرعت تنفس است ‪.‬‬
‫کمک های اولیه ‪:‬‬
‫انتقال به هوای آزاد‪ ،‬دادن تنفس مصنوعی و اکسیژن در جایی که الزم باشد ‪.‬‬
‫گاز متان ‪:‬‬
‫بی رنگ‪ ،‬بی بو و قابل اشتعال و انفجار و مقدار کمی از آن در آب حل می شود ‪.‬‬
‫مخلوط این گاز با هوا و اکسیژن و با گاز کلر قابل انفجار است ‪ ،‬کمی سمی است و استنشاق آن به مدت طوالنی‬
‫جای اکسیژن را در دستگاه تنفسی اشغال و تولید خفگی می نماید ‪ .‬باید مصدوم به هوای آزاد منتقل کرد و در‬
‫صورت لزوم اقدام به تنفسی مصنوعی نمود ‪.‬‬
‫کمبود اکسیژن ‪:‬‬
‫در بعضی از چاه ها ممکن است گازهای مسموم کننده وجود نداشته باشد اما بخارات ( دم ) و گازهای بی اثر‬
‫جایگزین اکسیژن شده و درصد آن را پایین می آورد و شخص را دچار خفگی کامل یا ناقص می کند ‪.‬‬
‫کلمپ های ارت‬
‫طبق استاندارد ‪ ،BS 6651‬کلیه کلمپهای پتونیا دارای بدنهی آلیاژی مسی‬
‫محکم‪ ،‬مقاوم به خوردگی‪ ،‬رسانایی باال و مقاومت مکانیکی مناسبی می باشند‪.‬‬
‫کلمپ سیم به میله‬
‫قطر اسمی میله (‪)mm‬‬
‫‪16‬‬
‫‪20‬‬
‫‪25‬‬
‫محدوده هادی (‪)2mm‬‬
‫‪70-25‬‬
‫‬‫‪120-50‬‬
‫‬‫‪185-70‬‬
‫‪-‬‬
‫کلمپ تسمه به میله ارت‬
‫کلمپ های سیم به استراکچر‬
‫هادی (‪)2mm‬‬
‫‪50‬‬
‫‪70‬‬
‫‪95‬‬
‫‪120‬‬
‫‪150‬‬
‫‪185‬‬
‫کلمپ نگهدارنده سیم‪csn‬‬
‫(‪)2mm‬‬
‫‪70‬‬
‫‪95‬‬
‫‪120‬‬
‫‪150‬‬
‫‪185‬‬
‫‪300‬‬
‫‪240‬‬
‫کلمپ نگهدارنده سیم‪csu‬‬
‫هادی (‪)2mm‬‬
‫‪25‬‬
‫‪35‬‬
‫‪50‬‬
‫‪70‬‬
‫‪TEC‬کلمپ اتصال سیم به استراکچر مدل‬
‫هادی (‪)2mm‬‬
‫‪25‬‬
‫‪35‬‬
‫‪50‬‬
‫‪70‬‬
‫‪95‬‬
‫‪120‬‬
‫‪150‬‬
‫‪185‬‬
‫کانکتور‬
‫هادی (‪)mm2‬‬
‫‪16-10‬‬
‫‪35-25‬‬
‫‪70-50‬‬
‫‪120-95‬‬
‫‪185-150‬‬
‫‪300-240‬‬
‫اتصاالت تی شکل‬
‫کانکتور سبک‬
‫اتصاالت مستقیم‬
‫‪TCIWF‬کلمپ‬
‫هادی (‪)mm2‬‬
‫‪16-10‬‬
‫‪35-25‬‬
‫‪70-50‬‬
‫‪120-95‬‬
‫‪185-150‬‬
‫‪300-240‬‬
‫سی کلمپ‬
‫برای اتصال موازی دو هادی بکار می روند و از مس ‪C‬تمام کلمپ های‬
‫خالص بری عبور جریان های الکتریکی مناسب می باشند‪.‬‬
‫‪Conductor Run‬‬
‫‪35‬‬
‫‪35‬‬
‫‪50‬‬
‫‪60‬‬
‫‪70‬‬
‫‪70‬‬
‫‪95‬‬
‫‪95‬‬
‫‪95‬‬
‫‪120‬‬
‫‪120‬‬
‫‪120‬‬
‫اتصاالت موازی‬
‫هادی (‪)mm2‬‬
‫‪PMC‬‬
‫‪25‬‬
‫‪35‬‬
‫‪60‬‬
‫‪70‬‬
‫‪95‬‬
‫‪120‬‬
‫‪150‬‬
‫‪185‬‬
‫اتصاالت مستقیم ساده‬
‫بنتونیت‬
‫واژه بنتونیت را نخستین بار در سال ‪ ١٨٩٨‬دانشمندی به نام نایت‪ ،‬به کار برده است‪.‬‬
‫این واژه از اصطالح محلی به نام شیل های بنتون واقع در ایاالت وایومینگ آمریکا‬
‫گرفته شده است‪ .‬استفاده از بنتونیت به زمان های ما قبل تاریخ بر می گردد‪ .‬این کانی ها‬
‫دارای اثرات شفا بخش در برخی بیماری های گوارشی و زخم ها بوده است‪ .‬همچنین‬
‫قابلیت جذب فلزات سنگین‪ ،‬باکتری ها و مواد ضد تغذیه ای را دارا می باشد‪.‬‬
‫كاربردهاي عمومی بنتونیت‪:‬‬
‫بنتونیت به دلیل داشتن خواص نرم بودن‪ ،‬تورم پذیري‪ ،‬قابلیت نسبتا خوب در مخلوط‬
‫شدن با آب‪ ،‬خمیري شدن‪ ،‬پالستیك بودن‪ ،‬چسبندگي‪ ،‬جاذب بودن و غیره مصارف‬
‫پرشماري دارد كه از آن جمله مي توان به تولید گل حفاري‪ ،‬تهیه ي ماسه ي ریخته‬
‫گري‪ ،‬عامل جلوگیري كننده از نشت آب در سدها و كانال هاي آبرساني‪ ،‬عامل شفاف‬
‫كننده ي مایعات مثل آبمیوه ها و شراب‪ ،‬زالل كننده ي آب و صاف كننده ي مایعاتي‬
‫نظیر پارافین‪ ،‬گندوله كردن مواد معدني مثل سنگ آهن‪ ،‬پلت كردن خوراک دام‪ ،‬عامل‬
‫ناقل در رنگ ها و سایر مواد اسپري شدني‪ ،‬تهیه ي سموم گیاهي و حیواني‪ ،‬پركننده در‬
‫صنایعي مثل كاغذسازي‪ ،‬تولید پاك كننده ها و شوینده ها و تهیه ي انواع سرامیك و‬
‫رنگ بري و تصفیه انواع روغن ها اشاره كرد‪.‬‬
‫هر نوع بنتونیت معموال در یك سري از فعالیت هاي فوق كاربرد پیدا مي كند‪.‬‬
‫مثال بنتونیت كلسیم دار در ماسه ي ریخته گري‪ ،‬به عنوان جذب كننده روغن و‬
‫گریس‪ ،‬فیلتر كردن و تصفیه كردن و تهیه ي خوراک دام و طیور به كار مي‬
‫رود‪ .‬بنتونیت سدیم دار عموما در گل هاي حفاري‪ ،‬گندوله سازي‪ ،‬نیازهاي‬
‫مهندسي و تهیه ي خوراک دام و طیور به كار گرفته مي شود و بنتونیت هایي‬
‫كه با اسید فعال شده اند در تهیه ي خاك مخصوص فضوالت حیواني‪ ،‬جاذب‬
‫گریس و روغن و نظایر آن كاربرد دارد‪.‬‬
‫ایرانیان از قدیم بنتونیت را با عناوین خاك رنگبر‪ ،‬گل سرشو‪ ،‬خاك شیره و رس‬
‫صابوني مي شناختند و با بعضي خواص آن از جمله‪ ،‬شستشوي لباس و به‬
‫عنوان ماده تمیز کننده آشنا بودند‪ .‬ابن سینا نیز از این ماده معدني به عنوان ماده‬
‫اي زود شكن یاد کرده كه در آب به خوبي حل مي شود‪ .‬در گذشته در بعضي‬
‫نقاط ایران از این ماده‪ ،‬استفاده خوراكي مي كردند كه این امر هنوز هم در‬
‫بعضي از روستاها به صورت خیلي نادر مرسوم است ‪ .‬از دیدگاه پزشكي این‬
‫افراد به جهت كمبود كلسیم عادت به گل خواري دارند‪ .‬در فرهنگ غرب آن را‬
‫به نام هاي رس صابوني و تیلوریت و باالخره بنتونیت مي شناسند‪.‬‬
‫تعریف بنتونیت‪:‬‬
‫بنتونیت ماده ای است معدنی از دسته رس ها یا شبه رس ها و از کانی های‬
‫متورم شونده تشکیل شده است‪ ،‬که عموما حاوی مونتموریلونیت و به مقدار کم‬
‫بیدلیت هستند‪ .‬به همین دلیل‪ ،‬منظور از بنتونیت‪ ،‬رسی است که ‪ 90-85‬درصد‬
‫کانی مونتموریلونیت داشته باشد (کریم پور‪.)١٣٧٨ ،‬‬
‫نام مونتموریلونیت نیز از نام محلی در جنوب فرانسه به نام مونتموریلون گرفته‬
‫شده که دارای منابع بسیار زیادی بنتونیت است (کریم پور‪.)١٣٧٨ ،‬‬
‫ساختمان بنتونیت‪:‬‬
‫بنتونیت یک فیلوسیلیکات آلومینیوم دار با فرمول زیر می باشد ‪:‬‬
‫)‪Na,Ca)0.33 (Al,Mg)2Si 4O10 (OH)2. nH2o‬‬
‫که اساسا از مونتموریلونیت یا کانی های گروه اسمکتیت تشکیل شده است‪ .‬کانی های‬
‫گروه اسمکتیت شامل سری های دی اکتاهدرال و تری اکتاهدرال است‪ .‬کانی های سری‬
‫دی اکتاهدرال عبارتند از ‪ :‬مونتموریلونیت‪ ،‬بیدلیت و نانترونیت‪ .‬انواع تری اکتاهدرال‬
‫شامل کانی های هکتوریت و ساپونیت است‪.‬‬
‫از خواص مهم كاني هاي خانواده اسمكتیت ‪ ،‬جانشیني یوني‪ ،‬خاصیت شكل پذیري ‪،‬‬
‫انبساط و انقباض یوني آن ها را مي توان نام برد‪ .‬بر اثر هوازدگي در آب و هواي‬
‫خشک اسمکتیت تشکیل مي شود‪ .‬در محیط هاي رسوبي رودخانه اي و دریاچه اي غالبا ً‬
‫کائولینیت پایدار است ‪ ،‬در صورتي که در محیط هاي دریایي کائولینیت و اسمکتیت‬
‫گاهي به ایلیت تبدیل مي شوند ‪.‬‬
‫اسمکتیت از تریاس تا عهد حاضر یافت مي شود و با افزایش عمق ابتدا به رس های بین‬
‫الیه ای و سپس می تواند به ایلیت تبدیل شود‪.‬‬
‫اسمکتیت ها یکی از انواع خاک های رسی‪ ١:٢‬هستند که به طور گسترده ای برای‬
‫اهداف جذبی استفاده شده اند‪( .‬منظور از خاک های رسی‪ ،١:٢‬یک الیه آلومینیوم و دو‬
‫الیه سیلیس می باشد)‪.‬‬
‫مشخصات شیمیایي بنتونیت‪:‬‬
‫بنتونیت در خانواده سیلیکات هاي صفحه اي و گروه اسمكتیت بوده و از نظر‬
‫ساختماني داراي ساختمان سه الیه اي هستند که یك الیه آلومینیوم هشت وجهي‬
‫‪SiO4‬بین دو الیه سیلیس چهار وجهي قرار مي گیرد‪ .‬صفحات چهاروجهي از‬
‫تشکیل شده است و هر چهاروجهي آن توسط ‪ 3‬اتم اکسیژن با چهار وجهي هاي‬
‫اند که در مرکز )‪OH‬مجاور خود پیوند مي یابد‪ .‬بنتونیت حاوي هیدروکسیل )‬
‫حلقه شش تایي قرار مي گیرند ‪.‬صفحات چهار وجهي توسط صفحات هشت‬
‫وجهي به یکدیگر متصل مي شوند ‪ .‬صفحات هشت وجهي از کاتیون هاي دو و‬
‫سه ظرفیتي تشکیل شده اند ‪ .‬نحوه قرار گرفتن صفحات چهار وجهي و هشت‬
‫است ‪ .‬فاصله بنیادي در این گروه ‪ 14‬آنگستروم است ‪T-O-T‬وجهي به حالت‬
‫ولي بعلت توانایي جذب مولكول هاي آب توسط اسمكتیت این فاصله ميتواند از‬
‫‪ 6/9‬تا ‪ 4/21‬آنگستروم تغییر كند‪.‬‬
‫بنتونیت عمدتا ً بر دو نوع است‪:‬‬
‫یا بنتونیت هاي سدیم دار‪Swelling bentonite .‬بنتونیت هاي متورم‬
‫یا بنتونیت هاي کلسیم ‪Non-swelling bentonite‬بنتونیت هاي غیرمتورم‬
‫دار‪.‬‬
‫خواص كانیهاي خانواده اسمكتیت به ترکیب شیمیایي و ساختمان آنها بستگي دارد‬
‫‪ .‬در كاني بنتونیت سدیم دار میزان جذب یوني ‪ ،‬شكل پذیري ‪ ،‬انبساط و انقباض‬
‫از نوع کلسیم دار آن بیشتر است ‪ .‬ابعاد شبکه بنتونیت سدیم و کلسیم دار از ‪6/9‬‬
‫آنگستروم در حالت معمولي به ‪ 20‬آنگستروم در صورتي که رطوبت محیط صد‬
‫درصد باشد ‪ ،‬افزایش خواهد یافت‪.‬‬
‫بنتونیت هاي متورم یا بنتونیت هاي سدیم دار مي توانند چندین برابر حجم‬
‫معمولي خود آب جذب کند و منبسط شود ‪ ،‬به طوري که حالت ژله اي ‪،‬‬
‫پالستیکي و چسبندگي به خود بگیرد ‪ .‬این نوع بنتونیت معموالً در سیاالت‬
‫حفاري و دوغاب ( گل آب ) دیواره ها استفاده مي شود‬
‫انواع بنتونیت ها از دیدگاه صنعتي‪:‬‬
‫بنتونیت هاي سدیم دار‬
‫بنتونیت هاي جانشیني توسط سدیم‬
‫بنتونیت هاي کلسیم دار‬
‫بنتونیت هاي ارگانوفیل‬
‫بنتونیت هاي فعال شده توسط اسید‬
‫بنتونیت یك ماده معدني طبیعي ازخانواده آلومینوسیلیكا تها مي باشد كه كاني‬
‫غالب آن درنوع مرغوب بنتونیت ‪ ،‬مونت موریلونیت مي باشد‪ .‬خصوصیات‬
‫ذكر شده درمورد بنتونیت بستگي به درصد مونت موریلونیت آن دارد‪ .‬بنتونیت‬
‫سدیم داراي اندازه ذرات بسیار ریز ( كمتراز ‪ 02/0‬میكرون ) وسطح تماس‬
‫بسیار باال (‪ 800‬مترمربع به گرم ) بوده وقابلیت جذب آب تا حداقل ‪ 5‬برابر‬
‫وزن اولیه خود وافزایش حجم تا ‪ 13‬برابر حجم خشك خود را دارد ‪ .‬هم چنین‬
‫این ماده وقتي به ‪ 6‬برابر حجم اولیه خود مي رسد بصورت لزج وغلیظ درآمده‬
‫ونه تنها شكل خود را نگه مي دارد بلكه درصورت تماس با هر سطحي به آن‬
‫مي چسبد ودرنتیجه مي تواند هم مشكل تراكم خاك وهم چسبندگي واتصال الزم‬
‫را حل كند ‪ .‬با توجه به خواص فوق وموارد ذیل وهم چنین قیمت مناسب آن‬
‫درمقایسه با مخلوط ذغال ونمك وهم چنین مشكالت ناشي از استفاده از ذغال‬
‫ونمك ‪ ،‬بنتونیت اكتیو به عنوان یك الكترولیت مناسب معرفي مي گردد‪.‬‬
‫مزایاي استفاده از بنتونیت اكتیو نسبت به ذغال ونمك ‪:‬‬
‫‪ )1‬به دلیل خاصیت خورندگي بسیار باالي نمك ‪ ،‬پس از مدت كوتاهي الكترودها‬
‫واتصاالت مربوطه به طور كامل از بین رفته وبایستي با صرف هزینه هاي اضافي‪،‬اقدام‬
‫به تعویض الكترودها نمود درصورتي كه بنتونیت باعث حفاظت ازصفحه مسي مي‬
‫گردد‪.‬‬
‫‪ )2‬براثر بارندگي هاي سالیانه ‪ ،‬پس ازمدتي نمك شسته شده وبه الیه هاي زیرین زمین‬
‫منتقل مي شود ومقاومت زمین مجدداً افزایش مي یابد ‪ .‬ضمنا ً تأثیر نامناسبي برسفره‬
‫هاي آب زیرزمیني نیز دارد‪.‬‬
‫‪ )3‬بنتونیت فاقد مواد شیمیایي خطرناك بوده وبا محیط زیست كامالً سازگارمي باشد ‪.‬‬
‫‪ )4‬به دلیل خاصیت جذب آب باالي بنتونیت ‪ ،‬تا مدت طوالني رطوبت را درخود نگه‬
‫مي دارد وبه این دلیل براي زمین هاي خشك وكویري بسیار مناسب است ‪.‬‬
‫‪ )5‬استفاده از بنتونیت از نظر اقتصادي بسیار مقرون به صرفه است زیرا عالوه بر‬
‫قیمت پایین تر وكیفیت مناسب تر نسبت به ذغال ونمك ‪ ،‬دراین طرح حجم وعمق شبكه‬
‫ارت كاهش مي یابد ‪.‬‬
‫‪ )6‬باال بودن خاصیت تبادل یوني بنتونیت ‪.‬‬
‫‪ )7‬بنتونیت قابلیت استفاده درانواع روش هاي اجرایي سیستم زمین را داراست ‪.‬‬
‫‪ )8‬استفاده از بنتونیت درزمین هاي سنگي وسنگ الخي توصیه جدي مي شود‪.‬‬
‫‪ )9‬باال بودن طول عمر مفید میله ارت وصفحه به علت ممانعت از اكسید شدن‬
‫وپدیده خوردگي ‪.‬‬
‫‪ )10‬حمل ونقل آسانتر وتمیزتر نسبت به ذغال ونمك‬
‫ماركونیت چیست؟وچه كاربردي در سیستم ارت دارد؟‬
‫پاسخ‪ :‬ماركونیت ذاتا" یك بتن رسانا است كه در آن از تركیبات كربن دار‬
‫جایگزین تركیبات طبیعي در مخلوط بتن شده است‪.‬ماركونیت بعضي از‬
‫خصوصیات بنتونیت را داراست‪.‬مثال" با فلزات معیني موجب خوردگي كمي مي‬
‫شود ومقاومت مخصوص پائیني دارد‪.‬این ماده كربن دار به شكل بلوري بوده‬
‫وتوسط موادي حاوي مقدار كمي سولفور وكلرید پوشانده شده است‪.‬در مدتي كه‬
‫ماركونیت به شكل ژله اي است كمي باعث خوردگي فلزات آهن ومس مي شود‬
‫ولي هنگامي كه بتن سفت مي شود نه تنها خوردگي متوقف مي شود بلكه به‬
‫عنوان یك الیه محافظ از الكترود زمین در مقابل مواد شیمیایي دیگر محافظت‬
‫مي كند‪.‬زماني كه ماركونیت با بتن مخلوط مي شود مقاومت مخصوص آن به‬
‫كمتر از ‪ ۰.١‬اهم بر متر مي رسد‪ .‬عمر این ماده بیش از ‪ ٢۰‬سال است‪.‬‬
‫هادی ارت‬
‫هادی مسی رشته ای لخت‬
‫محدوده هادی ( ‪)2mm‬‬
‫‪16‬‬
‫‪35‬‬
‫‪50‬‬
‫‪70‬‬
‫‪95‬‬
‫‪120‬‬
‫‪150‬‬
‫‪185‬‬
‫‪240‬‬
‫‪300‬‬
‫تسمه مسی‬
‫از تسمه های مسی عالوه بر استفاده در سیستمهای ارتینگ‪ ،‬در سیستم های حفاظت در برابر صاعقه نیز‬
‫تولید میشوند‪BS 1432 C101/ 103 .‬استفاده میشود‪ .‬تسمه ها بر اساس استاندارد‬
‫هادی‬
‫‪20‬‬
‫عرض‬
‫‪25‬‬
‫‪30‬‬
‫‪50‬‬
‫نوار مسی تخت قلع اندود‬
‫برای جلوگیری از اکسیداسیون تسمه های مسی در شرایطی که محیط برای آن‬
‫مستعد است‪ ،‬بایستی از تسمه های مسی قلع اندود استفاده گردد‪.‬‬
‫اندازه هادی (‪)mm‬‬
‫‪20 × 3‬‬
‫‪25 × 3‬‬
‫‪30 × 3‬‬
‫هادی روکشدار‬
‫محدوده هادی ( ‪)2mm‬‬
‫‪16‬‬
‫‪35‬‬
‫‪50‬‬
‫‪70‬‬
‫‪95‬‬