Quellung

Formstoffe

Volumenvergrößerung von Tonteilchen bei dessen Befeuchtung. Wassermoleküle werden durch die Oberflächenaktivität an Tonminerale gebunden und bilden um die Teilchen Wasserhüllen. Liegt Wasserüberschuss vor, so werden zwei Quellungsarten unterschieden: die interkristalline und die innerkristalline.

Die interkristalline Quellung ist durch die Anlagerung der Wasserdipole gekennzeichnet. So werden austauschfähige Ionen (Ba2+, Mg3+, Na+, K+) adsorptiv gebunden, die ein stark unterschiedliches Wasserbindungsvermögen aufweisen. Daraus ergibt sich das Ausmaß der interkristallinen Quellfähigkeit. Mit Na+-Ionen belegte Bentonite quellen praktisch unbegrenzt, während Ca2+-Bentonite infolge geringeren Wasserbindungsvermögens dagegen nur begrenzt quellfähig sind.

Die innerkristalline Quellung ist die Erscheinung, das Wasser zwischen die Schichtpakete der Tonteilchen eindringt und so den Abstand der Schichtpakete stark aufweiten kann (Bild). Besonders Montmorillonit, das nur durch schwache Nebenvalenzen gebunden ist, kann so Wasser einlagern. Die innerkristalline Quellung ist die Basis für die weitere Hydratation und damit für die praktische Verwendung des Montmorillonits von Bedeutung.

Das Quellen der Bindetone durchläuft drei Perioden:

  • interkristalline Quellung: Kapillares Aufsaugen des Wassers
  • innerkristalline Quellung: Eindringen des Wassers zwischen den Schichtpaketen
  • Hydratation: Anlagerung von Wassermolekülen

 

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