Cruz Ruiz Araceli
Instituto Tecnológico de Tijuana Ingeniería Civil Cruz Ruiz AraceliGrupo: BProfesor: Rafael González GutierrezClasificación de las arcillas en base a su estabilidadArcillas caolinitas (estables)Arcillas ilitas (colapsables)Arcillas montmorillonitas (expansibles)17/02/2014
Instituto Tecnológico de Tijuana
Ingeniería Civil
Cruz Ruiz Araceli
Grupo: B
Profesor: Rafael González Gutierrez
Clasificación de las arcillas en base a su estabilidad
Arcillas caolinitas (estables)
Arcillas ilitas (colapsables)
Arcillas montmorillonitas (expansibles)
17/02/2014
CLASIFICACION DE LAS ARCILLAS EN BASE A SU ESTABILIDAD
La arcilla está constituida principalmente por silicatos de aluminio hidratado. Estos suelos cuando están húmedos o mojados resultan pegajosos. Pero cuando está seco es muy fino y suave, además de moldeable.
Cabe mencionar que este tipo de suelos presentan una textura fina, con un alto predominio de arcillas (45 % de arcillas, 30% de limo y 25% de arena).
Las arcillas son, probablemente, los materiales geológicos más contradictorios desde el punto de vista de su utilidad en Ingeniería Civil. Son fuente inagotable de problemas de estabilidad en buen número de obras, pero constituyen por sí mismas un material de valiosas propiedades ingenieriles. Por otro lado, durante los últimos años, las arcillas han cobrado un interés especial en la medida que constituyen potenciales emplazamientos de repositorios de residuos nucleares de alta actividad o se considera su empleo en las barreras de ingeniería previstas para retardar o evitar la migración de radionucleidos y su interacción con la biosfera.
Para la mayor parte de actuaciones sobre el terreno, las propiedades que determinan el comportamiento de un suelo pueden determinarse a partir de ensayos estandarizados de laboratorio más o menos laboriosos. La mayor parte de estos ensayos se ocupan de la evaluación de parámetros tales como el contenido de humedad, permeabilidad, porosidad, densidad, forma y tamaño de las partículas (granulometría), estructura, plasticidad, capacidad de hinchamiento, etc. Sin embargo, hay situaciones en las que es importante comprender por qué un suelo se comporta de la manera que lo hace antes de poder aplicar una solución geotécnica adecuada a un problema. Para ello es necesario conocer el suelo no sólo desde el punto de vista macroestructural sino también del microestructural, esto es, su mineralogía, composición y las interacciones con los fluidos de su entorno, principalmente agua.
El caso de las arcillas es particularmente ilustrativo en este respecto. La clase dictada no tendrá en cuenta la caracterización macroestructural del suelo en el sentido anteriormente expuesto. Ello es cometido de otras lecciones de la asignatura y de otras asignaturas más especializadas. Tampoco pretende ser una exhaustiva revisión de las propiedades microestructurales de los suelos, algo que debe quedar para cursos de especialización. Tan solo son unas pinceladas que deben ayudar a entender mejor las complejas interacciones entre los diferentes elementos de un suelo arcilloso (partículas sólidas, agua y electrolitos) y sus implicaciones macroscópicas.
Arcillas Caolinitas (Estables)
Es una arcilla blanca muy pura que se utiliza para la fabricación de porcelanas y de aprestos para almidonar. También es utilizada en ciertos medicamentos y como agente adsorbente. Conserva su color blanco durante la cocción. Su fórmula es Al2Si2O5(OH)4 ó Al2O32SiO22H2O (disilicato alumínico dihidratado). Es silicato de aluminio hidratado formado por la descomposición de feldespato y otros silicatos de aluminio.
Aplicación
Características
Papel
En el recubrimiento del papel, reduce la porosidad y da suavidad y brillo a la superficie
Refractarios
En la elaboración de perfiles, bloques y ladrillos refractarios, así como cemento refractario y resistente a los ácidos
Cerámica
En la fabricación de sanitarios, comedores, porcelana eléctrica y tejas de alto grado, vajillas, objetos de baño
Vidrio
En la formulación de vidrio.
Pinturas
En la elaboración de pigmentos de extensión para pinturas y en la fabricación de tintas. Se usa como dilatador para su inercia química, suave fluidez, facilidad de dispersión y por no ser abrasivo.
Plásticos
Es usado como relleno en hules y plásticos y auxiliar en procesos de filtración. En revestimientos plásticos para ductos y tejas plásticas.
Agroquímicos
Forma parte de los componentes de insecticidas y pesticidas bien como material de acompañamiento a insecticidas presentados en polvo o bien solo.
Farmacéutica
En la elaboración de medicamentos por ser químicamente inerte y libre de bacterias.
Cosméticos
Es uno de los principales componentes de los cosméticos.
Construcción
En el concreto mejora la durabilidad, remueve el hidróxido de calcio químicamente activo, mejora la porosidad y la adhesión entre el cemento, la arena y la grava.
Otros usos en la construcción:
Terraplén
material crudo en la formulación de crisolita
placas de vidrio
Usado para producir arcillas pesadas.
En pistas para aterrizaje de aviones
En mezclas termoplásticas para techar.
Como relleno en linóleo y en cementos resistentes a los ácidos y refractarios.
En cojines de fieltro para paneles o tableros de metal.
En revestimientos plásticos para ductos, ladrillos para pisos y para sellar mezclas.
En mezclas termoplásticas para techar.
En el concreto mejora la durabilidad, remueve el hidróxido de calcio químicamente activo, mejora la porosidad y la adhesión entre el cemento, la arena y la grava.
Arcillas illitas (colapsables)
La illita es un mineral del grupo de los silicatos. La illita es un filosilicato o silicato laminar. La fórmula química es (K,H3O)(Al, Mg, Fe)2(Si, Al)4O10[(OH)2,(H2O.
El grupo de las ilitas está constituido por diversos minerales parecidos a la mica muscovita. La ilita es, posiblemente, el grupo más abundante en los depósitos arcillosos marinos modernos. Es también la arcilla más abundante en los depósitos sedimentarios antiguos y es el material arcilloso predominante en las lutitas.
Características: medianamente inestables, medianamente inexpansibles, mediana plasticidad, ángulo de fricción interna media
La illita es un producto de la alteración o meteorización de la moscovita y el feldespato en ambiente de meteorización hídrica y térmica. Es común en sedimentos, suelos, rocas arcillosas sedimentarias, y en roca metamórfica. Se diferencia de la glauconita en sedimentos por análisis de rayos X.
Están estructuradas análogamente como las montmorilonitas, pero en su constitución interna manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen el area expuesta al agua por unidad de volumen por ello su expansividad es menos que la de las montmorilonitas y en general, las arcillas iliticas, se comportan mecánicamente en forma más favorable para el ingeniero.
Arcillas motmorillonitas (expansivas)
Una arcilla expansiva es aquella arcilla susceptible de producir grandes cambios de volumen, en directa relación con los cambios en la humedad del suelo.
La mitigación de los efectos de una arcilla expansiva en las estructuras realizadas en las áreas con arcillas expansivas es un desafío en la ingeniería geotécnica. Las arcillas se expanden con la humedad y se contraen al secarse, formando profundas grietas. Este proceso favorece la mezcla de materiales desde horizontes más profundos, ya que al rellenarse las grietas con material externo, cuando la arcilla vuelve a hidratarse, expulsa parte del material más profundo por la falta de espacio. Este proceso repetido durante años acaba generando suelos de tipo vertisol.
Las "montmorilonitas" estan formadas por una lámina alumínica y dos síilícicas, en este tipo de arcilla la unión entre las reticulas es debil, por lo que las moleculas del agua pueden introducisrse en la estructura con relativa facilidad. Son expansivas ya que debido a lo anterior, se produce un incremento volumetrico dLa montmorillonita es un mineral del grupo de los silicatos, subgrupo filosilicatos y dentro de ellos pertenece a las llamadas arcillas. Es un hidroxisilicato de magnesio y aluminio, con otros posibles elementos.
Recibe su nombre de la localidad francesa de Montmorillon. Se caracteriza por una composición química inconstante. Es soluble en ácidos y se expande al contacto con agua. Estructuralmente se compone por una capa central que contiene aluminio y magnesio coordinados octaédricamente en forma de óxidos e hidróxidos. Dicha capa central está rodeada por otras dos capas. Las capas externas están formadas por óxidos de silicio coordinados tetraédricamente.
Para cimentación de construcciones es uno de los terrenos en los que se deben tomar más precauciones debido a su carácter expansivo. También posee propiedades tixotrópicas, lo que permite su utilización como lodos de perforación.e los cristales y presentan una fuerte tendencia a la inestabilidad.
BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Caol%C3%ADn
"Mecánica De Suelos", Juárez, Badillo.
http://www.slideshare.net/herlicondoriflores/estructuras-y-tipos-de-arcillas-herli
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