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Le principali proprietà della bentonite che la rendono un minerale impiegato in molti settori industriali sono:

Assorbimento d’acqua e rigonfiamento Una proprietà fondamentale della bentonite è quella di assorbire acqua rigonfiando, non tutte le bentoniti però hanno uguale capacità di assorbimento. Il grado di idratazione ed il potere rigonfiante dipendono dai tipi di cationi scambiabili presenti possedendo ciascuno di essi un diverso potere idrofilo e solvatante. Il rigonfiamento è dovuto a due cause principali: all’assorbimento di acqua alla superficie delle lamelle cristalline ed a forze repulsive di tipo osmotico, per le quali le lamelle unitarie sono forzate a staccarsi l’un l’altra aprendosi a “fisarmonica”. La bentonite sodica, con prevalenza di catione sodio (Na+), permette all’acqua di entrare profondamente tra le lamelle, separandole fino all’unità elementare e dando così luogo al caratteristico rigonfiamento. Al contrario, la bentonite calcica, con prevalenza di catione calcio (Ca2+), si idrata in modo del tutto simile ma ha minori proprietà assorbenti essendo caratterizzata da una forte carica positiva che non consente alle molecole di acqua di penetrare tra le lamelle; le particelle quindi si sfaldano a pacchetti anziché rigonfiare. Viscosità e Tixotropia delle sospensioni acquose La bentonite dispersa in acqua dà luogo a sospensioni colloidali molto stabili caratterizzate da viscosità e tixotropia, queste sospensioni alle giuste concentrazioni costituiscono veri e propri gel. La formazione della sospensione è dovuta alla penetrazione di molecole di acqua negli interspazi presenti tra le lamelle cristalline: tra questi strati si stabiliscono dei ponti in cui l’acqua è vincolata da legami idrogeno. Le singole lamelle restano pertanto isolate le une dalle altre e contemporaneamente legate tra loro attraverso gli strati di acqua di associazione. Quando il sistema viene lasciato in quiete si ha la formazione di un reticolo che ingloba l’acqua assumendo quindi la consistenza di una gelatina; quando il sistema è sottoposto ad una sollecitazione meccanica si osserva una parziale rottura dei legami che consente una maggiore mobilità delle singole lamelle facendo sì che il sistema acquisti una viscosità inferiore a quella propria dello stato di riposo. Questa trasformazione sol-gel-sol è reversibile ed è nota come tixotropia. Le proprietà delle sospensioni acquose di bentonite trovano impiego principalmente nei fluidi di scavo. Proprietà gelificante ed impermeabilizzante L’assorbimento di acqua da parte della bentonite porta alla formazione di geli semisolidi capaci di resistere anche a forti pressioni idrostatiche. Una micella di montmorillonite si può considerare costituita da un sottile pacchetto di strati elementari a carica negativa. A causa di questa carica ogni micella è capace di respingerne un’altra dando adito alla penetrazione ed all’assorbimento di molecole di acqua attirate attorno al reticolo elementare; per questo motivo, mentre il pacchetto si espande dando luogo al rigonfiamento, attorno ad ogni particella si forma un involucro stabile che, raggiunto il suo limite di saturazione, respinge altra acqua anche quando è sottoposto a pressione. Grazie a tali caratteristiche la bentonite trova impiego per arrestare infiltrazioni d’acqua ed impermeabilizzare terreni, discariche, laghetti e bacini. Proprietà legante Questa caratteristica della bentonite trova la sua principale applicazione in fonderia nelle terre da formatura. La bentonite correttamente umidificata ricopre i granelli di sabbia quarzosa e funge da tessuto connettivo dell’intera massa. Tale rivestimento è sostanzialmente omogeneo e, all’optimum di compressione, tutta l’acqua si trova in uno stato altamente “rigido” che vincola i granelli di sabbia e massimizza la resistenza ottenibile. L’uso della bentonite come legante nelle terre da formatura ne incrementa la durabilità, cioè la resistenza alle diverse sollecitazioni termiche, a causa della temperatura di vetrificazione molto più alta rispetto a quella delle altre argille. Proprietà di superficie (coagulazione – assorbimento – adsorbimento) Le proprietà di assorbimento e adsorbimento della bentonite sono determinate dalla notevole superficie specifica e dalle cariche libere presenti su ogni micella. La coagulazione è causata dall’adsorbimento degli ioni di segno opposto da quello della particella colloidale