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HDD-Bentonite

Maximale Ergiebigkeit ……

HDD-Bentonit

HDD-Bentonite sind Bentonite, die speziell für das gesteuerte Horizontalbohrverfahren (HDD = Horizontal Directional Drilling) entwickelt wurden und sich durch eine sehr hohe Ergiebigkeit und äußerst geringe Quellzeiten auszeichnen. Ausreichend für die meisten bohrtechnischen Anwendungen sind bereits Einsatzkonzentrationen von 25 - 30 kg/cbm und eine Misch- bzw. Quellzeit von 10 bis 15 Minuten.

Die teilweise grundlegenden verfahrenstechnischen Abweichungen der gesteuerten Horizontalbohrtechnik von der Vertikalbohrtechnik (u. a. Strömungsgeschwindigkeit im Bohrkanal, Strömungsrichtung in Bezug zur Sedimentationsrichtung des Bohrkleins, Sedimentationsstrecke), die Tatsache, dass überwiegend im oberflächennahen Lockergestein und unverrohrt gearbeitet wird und nicht zuletzt die geforderte Mobilität der Horizontalbohrtechnik, insbesondere im Bereich kleiner und mittlerer Horizontalbohranlagen, erforderten die Entwicklung von Bentoniten mit besonderen Eigenschaften. Dazu gehören:

 

Besondere Eigenschaften ……

  • minimale Einsatzkonzentration
  • umgehende Verarbeitbarkeit der aufbereiteten Suspensionen
  • geringer Pumpwiderstand und hohe Tragfähigkeit
  • schnelle, jedoch nicht progressive Vergelung im Ruhezustand
  • ausreichend hohe Fließgrenze und Gelstärken
  • keine Sedimentation des Bohrkleins im gesamten Schergefälleprofil
  • dauerhaft reversibles Sol-Gel-Verhalten (Thixotropie)


Um die mit diesen Anforderungen verknüpfte spezielle Rheologie der aufbereiteten Bentonitsuspensionen zu erreichen, werden bei der Herstellung von Horizontalbohrbentoniten neben hochqualitativen Rohstoffen auch Bentonitextender eingesetzt, so genannte Tonvernetzer. Das produktionsseitig vorgenommene Zumischen von nur sehr geringen Mengen dieser Substanzen, in der Regel langkettige anionische oder nichtionische Acrylpolymere, bewirkt die Vernetzung der Tonplättchen zu einer Art lockerem Raumnetz. Damit verbunden sind eine Erhöhung von Viskosität, Fließgrenze und Gelstärke sowie infolge der dichteren Vernetzungsstruktur eine Senkung des Filtrats.

Bildergalerie

Die Bilder der nachfolgenden Galerie vermitteln einen Eindruck über die besonderen Eigenschaften, die gute HDD-Bentonite kennzeichnen: hohe Tragfähigkeit, gute Verteilung des gelösten Bohrgutes und stark scherverflüssigende Reologie, letzteres am Beispiel der auf der Siebanlage eines Recyclers auf die Spülung einwirkenden Beschleunigungsenergie.

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Bildergalerie HDD-Bentonite

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Welche Bentonite?

Besonders geeignet für die Herstellung von HDD-Bentoniten sind quellfähige 3-Schicht-Minerale der Smectitgruppe mit hohem Montmorillonitgehalt (>80%). Diese Bentonite zeichnen sich durch ein besonders hohes Wasseraufnahmevermögen, eine hohe Ionenaustauschfähigkeit und den Zerfall (Dispersion) in sehr kleine Plättchen aus.

Horizontalbohrbentonite können sowohl auf der Grundlage natürlicher Natriumbentonite - in Europa sind dies in der Regel aus den USA importierte Bentonite - als auch aus durch alkalische Aktivierung von Calcium-Bentoniten erzeugten Natriumbentoniten hergestellt werden. Ein Vorteil der natürlichen Natriumbentonite ist der im Vergleich zu den Aktivbentoniten geringere pH-Wert der Suspension, wodurch sich in einigen Fällen günstigere Möglichkeiten für die Anwendung des Produktes in besonders sensiblen Bereichen oder auch für die Entsorgung ergeben.

Die im Handel befindlichen hochqualitativen natürlichen Natriumbentonite stammen häufig aus dem US-Bundesstaat Wyoming, daher auch die umgangssprachliche Produktbezeichnung Wyoming-Bentonit.


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