Spre deosebire de straturile de sol nisipoase sau cu pietris, straturile argiloase au rezistivitatea p semnificativ mai mica; astfel ca, in decursul timpului, pentru imbunatatirea rezistentei de dispersie a prizelor de pamant, s-a procedat la inlocuirea volumului de sol din jurul tarusilor/electrozilor prizelor cu soluri mai bune conductive electric, cu o rezistivitate mai mica. Aceasta metoda insa, nu este eficienta pe termen lung deoarece s-a constatat ca solul slab rezistiv adaugat in jurul tarusilor se omogenizeaza in masa mai mare de sol puternic rezistiv in urma unor factori cum ar fi precipitatiile si actiunea apelor freatice ce duc la amalgamarea particulelor solide ale solurilor intr-un timp relativ scurt.
Exista totusi si o exceptie de la acest fenomen de amestec al stratelor de sol slab rezistive cu cele puternic rezistive, aceasta exceptie se gaseste la argilele bentonite. Acest tip de argila este de origine vulcanica, cenusi vulcanice degradate cu un procent mare de minerale din grupa montmorilonitului. Acest mineral in stare pura are o granulatie extreme d efina , de cca 60 microni; este compus din oxizi de fier, magneziu, aluminiu, calciu, silicati. Bentonitele in stare naturala sunt roci poroase, friabile, moi, usoare, putin dure, de culoare alba cu nuante de roz, verzui, brun sau galben. Contin intre 65 si 85% montmorilonit; cele cu continut de peste 85% se numesc bentonite superioare, iar cele cu sub 65% bentonite inferioare. Bentonitele sunt prelucrate pentru a se separa partile argiloase de partile nisipoase si inpure,si pentru se obtine bentonita-liant, un tip de bentonita de calitate superioara cu continut de argila de 90-95% (montmorilonit). Aceasta bentonita are niste calitati extraordinar de bune:
- Absoarbe enorm de multa apa – astfel, pentru obtinere a 1 tona de gel bentonitic sunt necesare 250kg bentonita-liant si 750 kg apa !
- Este foarte usoara – cantareste cca 800 -600 kg/m3
- Este neutral din punct de vedere chimic – are un pH mare intre 8 -10 – fapt foarte avantajos pentru protectia la oxidare (ruginire) a tarusilor/electrozilor prizelor de pamant !
- Se umfla la volume foarte mari – ocupand spatii vaste cu o cantitate rezonabila
- Se leaga foarte bine cu apa generand un gel coloidal foarte stabil si durabil in timp.
- Datorita legaturii acesteia foarte puternice, chimice, cu apa , amestecul nu se disipeaza in stratele de sol din jur, sub actiunea apelor freatice, si asfel rezistivitatea ramane foarte mult timp scazuta in jurul electrozilor care sunt ingropati in acest gel bentonitic !
Extraordinarele calitati ale bentonitei-liant listate mai sus o fac pe aceasta candidatul ideal pentru imbunatatirea prizelor de pamant, elementul cel mai important fiind reducerea drastica a rezistentei de dispersie a prizelor de pamant. Eficienta bentonitei se poate vedea mult mai bine atunci cand rezistivitatea solului inconjurator este mult mai mare decat a bentonitei.
In practica, bentonita-liant este amestecata cu soda, in procent de 1-5%, atunci cand se gaseste in stare uscata, pentru a reduce foarte mult rezistivitatea, pentru a se mari pH-ul, ceea ce duce la reducerea uzurii, ruginirii electrozilor prizei de pamant. Un astfel de amestec bentonitic este recomandat pentru protejarea unei prize de pamnat aflata intr-un sol cu umiditate mare si/sau cu ape acide.
Bentonita in stare bruta este maruntita si cernuta prin mai multe tipuri de site (sita ultima avand 0,063mm) pentru a se obtine bentonita-liant. In urma procesului tehnologic de obtinere a bentonitei-liant rezulta un deseu ce contine argila in procet de 10 – 50%; acest steril este amestecat cu soda si imbogatit cu argila, fiind folosit la imbunatatirea randamentului prizelor de pamant, si este denumit bentopriza. Bentopriza are greutatea specifica mai mare decat bentonita-liant, din pricina impuritatilor si a nisipului continut. Cu cat este mai mic continutul argilos in bentopriza, cu atata este mai mare si greutatea. Deasemenea, gradul de dilatare este mai mic decat la bentonita-liant si granulatia este mult mai mare (cca 1mm). Toate acestea evidentiaza inferioritatea calitativa a bentoprizei comparativ cu bentonita-liant, principalele dezavantaje fiind:
- avand un continut mic de argila, bentopriza, este mult mai usor asimilata in pamantul dimprejurul prizei de pamnat, disipanduse mult mai rapid in timp.
- avand un continut mai mic de argila, este necesara o cantitate mult mai mare de bentopriza petru a umple un volum echivalent decat ar face-o bentopriza-liant
- din pricina continutului mai mic de apa, bentopriza este mai putin stabila in timp decat bentonita-liant, ducand la cresterea rezistivitatii solului in perioadele de seceta, prin pierderea rapida a apei din sol.
Avand in vedere cele enuntate, se recomanada ca bentopriza folosita pentru imbunatatirea prizelor de pamant sa aiba in compozitie minim 50% argile de granulatie fina si un pH mai mare de 8,5.
Acolo unde se necesita o stabilitate mare si o rezistivitate foarte mica, in speta la statiile electrice, este imperios necesar utilizarea bentonitei-liant cu minim 90% argile ultrafine (0,063mm), amaestecata cu soda (1-5%) pentru a avea un pH mai mare de 9 si o rezistivitate sub 5 fim. Acest amestec se poate realiza la statia de preparare a bentonitei ori la locul de turnare, pe santier.
Exista si situatii exceptionale cand nu este disponibila bentonita-liant. atunci se poate folosi si bentopriza dar cu respectarea conditiilor minime obligatorii (o parte dintre acestea mentionate mai sus); astfel, amestecul de bentopriza cu apa sa nu depaseasca raportul de 0,7 kg/1l apa, sau 700kg/1000l apa in procesul de amalgamare pentru obtinerea gelului bentoprizei. Daca nu se obtine o compozitie sub forma de gel, atunci bentopriza rezultata nu este corespunzatoare.
Folosirea bentonitei in ingroparea electrozilor prizei de pamant in acest amestec slab rezistiv (2 – 5 Qm) in comparatie cu solul inconjurator ( 100 Qm) face ca eficacitatea electrozilor sa fie marita artificial. Tendinta este de a se mari diametrul electrodului prizei de pamnat , prin folosirea amestecului bentonitic cu apa, de cca 10 ori. Ca exemplificare, putem vedea ca in cazul folosirii benzilor de 50x8mm stratul de bentonita va fi de 500x300mm in medie generala.
O grija deosebita se va acorda si omogenizarii amestecului bentonitei cu soda si cu apa, inainte de a fi turnat in gropi, imprejurul electrozilor prizei de pamant, deoarece ramanerea de parti de pulbere neomogenizata in gel va duce la cresterea rezistentei de dispersie a prizei de pamant. Este interzisa turnarea bentonitei sub forma uscata in gropile cu electrozi si turnarea apei deasupra. Amestecarea cu o parte insuficienta de apa va duce la cresterea rezistentei de dispersie. Procedeul de amestecare este de preferat sa se faca mecanizat pentru o mai buna omogenizare. Cand amestecul este complet omogenizat se toarna in santurile si gropile sapate in prealabil, in care se gasesc electrozii prizelor de pamant pe sectiunea centrala. Se asteapta apoi sa se inchege gelul bentonitic, minim 7 ore, iar apoi, cand s-a obtinut o consistenta suficient de dura inca sa suporte greutatea pamanatului de acopereire , se acopera cu un prim strat de pamant de 15 – 20 cm care sa nu aiba bolovani, pietre, etc, dupa care se continua acoperirea (daca mai este necesar) cu orice tip de pamnt existent.
Acolo unde solurile sunt stancoase, pietroase si executarea gropilor pentru electrozii prizelor de pamant se face prin explozie (puscare), rezulta fisuri ramificate in stratul de sol si roca; in astfel de fisuri patrunde adanc gelul de bentonita, ceea ce duce la reducerea substantiala a rezistentei de dispersie a prizei de pamnat amplasata intr-un astfel de sol pietros.
Societatea Electro Service Verificari PRAM poate realiza imbunatarirea prizelor de pamant utilizand bentonita.