Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite

Arto Muurinen, Jarmo Lehikoinen, Avner Melamed, Petteri Pitkänen

    Research output: Book/ReportReportProfessional

    Abstract

    Tässä tutkimuksessa selvitettiin kompaktoidun natriumbentoniitin vuorovaiku-tuksia vähäsuolaisen ja suolaisen pohjavesisimulantin kanssa. Muuttuvina parametreinä olivat liuoksen koostumus sekä koeympäristön happi- ja hiilidioksidi-pitoisuus. Tutkimuksen tärkeimmät kiinnostuksen kohteet olivat koeliuosten, bentoniitin huokosveden ja bentoniitin kemialliset muutokset sekä bentoniitin mikrorakenteelliset ominaisuudet. Tärkeimmät prosessit vähäsuolaisen veden kokeissa olivat natriumin, kaliumin, sulfaatin, bikarbonaatin ja kloridin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin sekä magnesiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Suolaisen veden kokeissa tärkeimmät prosessit olivat natriumin, magnesiumin, sulfaatin ja bikar-bonaatin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Korkeimmat pH-arvot muodostuivat hapellisissa olosuhteissa sekä suolaiseen että vähäsuolaiseen veteen, jonkin verran alempia arvoja saatiin vähäsuolaisessa vedessä hapettomissa olosuhteissa ja alhaisimmat arvot suolaisella vedellä hapettomissa olosuhteissa. Bentoniitista puristettujen huokosvesien analyysit osoittivat ekskluusiota lähes kaikkien ionien osalta. Ekskluusio oli voimakkainta kahdenarvoisella sulfaatilla, mikä kvalitatiivisesti on sähköisen kaksoiskerrosteorian mukaista, kun huokospinnoilla on negatiivinen varaus, kuten montmorilloniiti lla. Nestetypellä jäädytetylle, kylmäkuivatulle bentoniitille elohopeaporosimetri-mittauksista laskettu huokospinta-ala oli noin 20 m2/g. Huokosvedessä havaitun ekskluusion ja huokoskokojakauman perusteella voidaan päätellä, että jakauma muuttuu bentoniitin kyllästyessä vedellä. Myös kupariputket, joihin bentoniitti oli suljettu kokeissa, osallistuivat kemiallisiin reaktioihin. Selvintä tämä oli suolaisen veden kokeissa hapellisissa olosuhteissa, joissa muodostui sinistä sakkaa liuokseen kuparin liuetessa ja saostuessa.
    Original languageEnglish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages32
    ISBN (Print)951-38-5081-1
    Publication statusPublished - 1996
    MoE publication typeNot Eligible

    Publication series

    NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
    PublisherVTT
    No.1806
    ISSN (Print)1235-0605
    ISSN (Electronic)1455-0865

    Fingerprint

    chemical interactions
    bentonite
    saline water

    Cite this

    Muurinen, A., Lehikoinen, J., Melamed, A., & Pitkänen, P. (1996). Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1806
    Muurinen, Arto ; Lehikoinen, Jarmo ; Melamed, Avner ; Pitkänen, Petteri. / Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 32 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1806).
    @book{8b41bb15f793487fbe9dda801c477bc8,
    title = "Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite",
    abstract = "T{\"a}ss{\"a} tutkimuksessa selvitettiin kompaktoidun natriumbentoniitin vuorovaiku-tuksia v{\"a}h{\"a}suolaisen ja suolaisen pohjavesisimulantin kanssa. Muuttuvina parametrein{\"a} olivat liuoksen koostumus sek{\"a} koeymp{\"a}rist{\"o}n happi- ja hiilidioksidi-pitoisuus. Tutkimuksen t{\"a}rkeimm{\"a}t kiinnostuksen kohteet olivat koeliuosten, bentoniitin huokosveden ja bentoniitin kemialliset muutokset sek{\"a} bentoniitin mikrorakenteelliset ominaisuudet. T{\"a}rkeimm{\"a}t prosessit v{\"a}h{\"a}suolaisen veden kokeissa olivat natriumin, kaliumin, sulfaatin, bikarbonaatin ja kloridin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin sek{\"a} magnesiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Suolaisen veden kokeissa t{\"a}rkeimm{\"a}t prosessit olivat natriumin, magnesiumin, sulfaatin ja bikar-bonaatin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Korkeimmat pH-arvot muodostuivat hapellisissa olosuhteissa sek{\"a} suolaiseen ett{\"a} v{\"a}h{\"a}suolaiseen veteen, jonkin verran alempia arvoja saatiin v{\"a}h{\"a}suolaisessa vedess{\"a} hapettomissa olosuhteissa ja alhaisimmat arvot suolaisella vedell{\"a} hapettomissa olosuhteissa. Bentoniitista puristettujen huokosvesien analyysit osoittivat ekskluusiota l{\"a}hes kaikkien ionien osalta. Ekskluusio oli voimakkainta kahdenarvoisella sulfaatilla, mik{\"a} kvalitatiivisesti on s{\"a}hk{\"o}isen kaksoiskerrosteorian mukaista, kun huokospinnoilla on negatiivinen varaus, kuten montmorilloniiti lla. Nestetypell{\"a} j{\"a}{\"a}dytetylle, kylm{\"a}kuivatulle bentoniitille elohopeaporosimetri-mittauksista laskettu huokospinta-ala oli noin 20 m2/g. Huokosvedess{\"a} havaitun ekskluusion ja huokoskokojakauman perusteella voidaan p{\"a}{\"a}tell{\"a}, ett{\"a} jakauma muuttuu bentoniitin kyll{\"a}styess{\"a} vedell{\"a}. My{\"o}s kupariputket, joihin bentoniitti oli suljettu kokeissa, osallistuivat kemiallisiin reaktioihin. Selvint{\"a} t{\"a}m{\"a} oli suolaisen veden kokeissa hapellisissa olosuhteissa, joissa muodostui sinist{\"a} sakkaa liuokseen kuparin liuetessa ja saostuessa.",
    author = "Arto Muurinen and Jarmo Lehikoinen and Avner Melamed and Petteri Pitk{\"a}nen",
    year = "1996",
    language = "English",
    isbn = "951-38-5081-1",
    series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
    publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
    number = "1806",
    address = "Finland",

    }

    Muurinen, A, Lehikoinen, J, Melamed, A & Pitkänen, P 1996, Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1806, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

    Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite. / Muurinen, Arto; Lehikoinen, Jarmo; Melamed, Avner; Pitkänen, Petteri.

    Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 32 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1806).

    Research output: Book/ReportReportProfessional

    TY - BOOK

    T1 - Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite

    AU - Muurinen, Arto

    AU - Lehikoinen, Jarmo

    AU - Melamed, Avner

    AU - Pitkänen, Petteri

    PY - 1996

    Y1 - 1996

    N2 - Tässä tutkimuksessa selvitettiin kompaktoidun natriumbentoniitin vuorovaiku-tuksia vähäsuolaisen ja suolaisen pohjavesisimulantin kanssa. Muuttuvina parametreinä olivat liuoksen koostumus sekä koeympäristön happi- ja hiilidioksidi-pitoisuus. Tutkimuksen tärkeimmät kiinnostuksen kohteet olivat koeliuosten, bentoniitin huokosveden ja bentoniitin kemialliset muutokset sekä bentoniitin mikrorakenteelliset ominaisuudet. Tärkeimmät prosessit vähäsuolaisen veden kokeissa olivat natriumin, kaliumin, sulfaatin, bikarbonaatin ja kloridin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin sekä magnesiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Suolaisen veden kokeissa tärkeimmät prosessit olivat natriumin, magnesiumin, sulfaatin ja bikar-bonaatin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Korkeimmat pH-arvot muodostuivat hapellisissa olosuhteissa sekä suolaiseen että vähäsuolaiseen veteen, jonkin verran alempia arvoja saatiin vähäsuolaisessa vedessä hapettomissa olosuhteissa ja alhaisimmat arvot suolaisella vedellä hapettomissa olosuhteissa. Bentoniitista puristettujen huokosvesien analyysit osoittivat ekskluusiota lähes kaikkien ionien osalta. Ekskluusio oli voimakkainta kahdenarvoisella sulfaatilla, mikä kvalitatiivisesti on sähköisen kaksoiskerrosteorian mukaista, kun huokospinnoilla on negatiivinen varaus, kuten montmorilloniiti lla. Nestetypellä jäädytetylle, kylmäkuivatulle bentoniitille elohopeaporosimetri-mittauksista laskettu huokospinta-ala oli noin 20 m2/g. Huokosvedessä havaitun ekskluusion ja huokoskokojakauman perusteella voidaan päätellä, että jakauma muuttuu bentoniitin kyllästyessä vedellä. Myös kupariputket, joihin bentoniitti oli suljettu kokeissa, osallistuivat kemiallisiin reaktioihin. Selvintä tämä oli suolaisen veden kokeissa hapellisissa olosuhteissa, joissa muodostui sinistä sakkaa liuokseen kuparin liuetessa ja saostuessa.

    AB - Tässä tutkimuksessa selvitettiin kompaktoidun natriumbentoniitin vuorovaiku-tuksia vähäsuolaisen ja suolaisen pohjavesisimulantin kanssa. Muuttuvina parametreinä olivat liuoksen koostumus sekä koeympäristön happi- ja hiilidioksidi-pitoisuus. Tutkimuksen tärkeimmät kiinnostuksen kohteet olivat koeliuosten, bentoniitin huokosveden ja bentoniitin kemialliset muutokset sekä bentoniitin mikrorakenteelliset ominaisuudet. Tärkeimmät prosessit vähäsuolaisen veden kokeissa olivat natriumin, kaliumin, sulfaatin, bikarbonaatin ja kloridin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin sekä magnesiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Suolaisen veden kokeissa tärkeimmät prosessit olivat natriumin, magnesiumin, sulfaatin ja bikar-bonaatin diffuusio bentoniitista liuokseen ja kalsiumin diffuusio liuoksesta bentoniittiin. Korkeimmat pH-arvot muodostuivat hapellisissa olosuhteissa sekä suolaiseen että vähäsuolaiseen veteen, jonkin verran alempia arvoja saatiin vähäsuolaisessa vedessä hapettomissa olosuhteissa ja alhaisimmat arvot suolaisella vedellä hapettomissa olosuhteissa. Bentoniitista puristettujen huokosvesien analyysit osoittivat ekskluusiota lähes kaikkien ionien osalta. Ekskluusio oli voimakkainta kahdenarvoisella sulfaatilla, mikä kvalitatiivisesti on sähköisen kaksoiskerrosteorian mukaista, kun huokospinnoilla on negatiivinen varaus, kuten montmorilloniiti lla. Nestetypellä jäädytetylle, kylmäkuivatulle bentoniitille elohopeaporosimetri-mittauksista laskettu huokospinta-ala oli noin 20 m2/g. Huokosvedessä havaitun ekskluusion ja huokoskokojakauman perusteella voidaan päätellä, että jakauma muuttuu bentoniitin kyllästyessä vedellä. Myös kupariputket, joihin bentoniitti oli suljettu kokeissa, osallistuivat kemiallisiin reaktioihin. Selvintä tämä oli suolaisen veden kokeissa hapellisissa olosuhteissa, joissa muodostui sinistä sakkaa liuokseen kuparin liuetessa ja saostuessa.

    M3 - Report

    SN - 951-38-5081-1

    T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

    BT - Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite

    PB - VTT Technical Research Centre of Finland

    CY - Espoo

    ER -

    Muurinen A, Lehikoinen J, Melamed A, Pitkänen P. Chemical interaction of fresh and saline waters with compacted bentonite. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1996. 32 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1806).