Bentonite là loại đất sét thiên nhiên, khi hồ tan vào nước sẽ cho ta một dung dịch sét cĩ tính chất đẳng hướng, những hạt sét lơ lửng trong nước và ổn định trong một thời gian dài. Khi một hố đào được đổ đầy bentonite, áp lực dư của nước ngầm trong đất làm cho bentonite cĩ xu hướng rị rỉ ra đất xung quanh hố. Nhưng nhờ những hạt sét lơ lửng trong nĩ mà quá trình thấm này nhanh chĩng ngừng lại, hình thành một lớp vách bao quanh hố đào, cơ lập nước và bentonite trong hố. Quá trình sau đĩ, dưới áp lực thủy tĩnh của bentonite trong hố thành hố đào được giữ một cách ổn định. Nhờ khả năng này mà thành hố khoan khơng bị sụt lở đảm bảo an tồn cho thành hố và chất lượng thi cơng. Ngồi ra, dung dịch bentonite cịn cĩ tác dụng làm chậm lại việc lắng xuống của các hạt cát... ở trạng thái hạt nhỏ huyền phù nhằm dễ xử lý cặn lắng.
Dung dịch Bentonite trước khi dùng để khoan cần cĩ các chỉ số sau (TCVN 9395- 2012 Cọc khoan nhồi - thi cơng và nghiệm thu):
Bảng 1.1 Chỉ tiêu đối với dung dịch bentonite
Tên chỉ tiêu Chỉ tiêu tính năng
Phương pháp kiểm tra
1. Khối lượng riêng Từ 1.05 g/cm³ đến 1.15 g/cm³
Tỷ trọng kế hoặc Bomê kế
2. Độ nhớt Từ 18s đến 45s Phễu 500/700 cm³ 3. Hàm lượng cát < 6 %
4. Tỷ lệ chất keo > 95 % Đong cốc
5. Lượng mất nước < 30 mL/30min
Dụng cụ đo lượng mất nước
6. Độ dày áo sét Từ 1 mm đến 3 mm sau 30 min Dụng cụ đo lượng mất nước 7. Lực cắt tĩnh 1 min: từ 20 mg/cm2 đến 30 mg/cm2 10 min: từ 50 mg/cm2 đến 100 mg/cm2 Lực kế cắt tĩnh 8. Tính ổn định < 0,03 g/cm2 9. Độ pH 7 đến 9 Giấy thử pH
Diễn giải một số chỉ tiêu:
- Khối lượng riêng: Trong khi khoan do sự hịa tan của bùn khoan vào dung dịch cho nên tỉ trọng cĩ xu hướng tăng lên vì vậy muốn ngăn ngừa ảnh hưởng bất lợi đến việc khoan ta cần duy trì ở tỉ trọng thấp liên tục, điều này cĩ nghĩa là việc hịa tan ít các hạt đất vào trong dung dịch và khả năng hình thành được lớp màn bảo vệ mỏng và khỏe.
- Sự tách nước: đựng mẫu dung dịch vữa sét trong bình thủy tinh khoảng 10 giờ nếu khơng thấy sự phân tách nước và dung dịch thì xem như sự phân tầng đảm bảo tuy nhiên nếu cĩ sự phần tầng khoảng 5% trên tồn bộ chiều cao thì vẫn dùng được dưới sự thận trọng cần thiết.
- Độ pH: cho thấy sợ hư hỏng của dung dịch do sự trộn lẫn của xi măng, do sự tăng pH nên dung dịch bị keo hĩa và giá trị giới hạn của pH khơng vượt quá 12. Cĩ thể cỉa thiện sự nhiễm xi măng của dung dịch khi dung dịch trộn với bê tơng bằng cách trộn FCL.
- Độ nhớt: để đo độ nhớt người ta dùng phiễu đo độ nhớt, số lượng đo ở Nhật là 500cc nhưng ở nước khác là 946cc. Phương pháp đo như sau: cho 500cc dung dịch vào trong phễu, lấy ngĩn tay bịt miệng của phễu đỏ ngĩn tay ra rồi đo thời gian (bằng giây) cần thiết để chảy hết khối lượng vữa thời gian đĩ biễu thị độ nhớt phiễu 500cc/500cc