Estructuras y tipos de arcillas herli

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PARA QUIENES DESEAN ESTUDIAR TIPOS DE SUELOS. LA IMPORTANCIA DE LA ARCILLA EN EL CONTROL DE CONTAMINANTES.
herlicf7@yahoo.es

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Estructuras y tipos de arcillas herli

  1. 1. Ingeniería Ambiental
  2. 2. Mineralógico: Engloba a los minerales filosilicatos, cuyas propiedades físico-químicas dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino (inferior a 2 um). Petrológico: Es una roca sedimentaria, en la mayor parteEl término arcilla se de los casos de origen detrítico.usa habitualmente con diferentes significados: Para un sedimentólogo: Arcilla es un término granulométrico, que abarca los sedimentos con un tamaño de grano inferior a 2 um Para un ceramista: Una arcilla es un material natural que cuando se mezcla con agua en la cantidad adecuada se convierte en una pasta plástica
  3. 3. Se consideran arcillas todas las fracciones con un tamaño de grano inferior a 2 um.Incluso minerales no pertenecientes al grupo de los filosilicatos (cuarzo, feldespatos, etc.) pueden ser considerados partículas arcillosas cuando están incluidos en un sedimento arcilloso y sus tamaños no superan las 2 um. Extracción La explotación, normalmente, se efectúa a cielo abierto, utilizando medios mecánicos convencionales.
  4. 4. Los primeros objetos de alfarería se remontan al período Paleolítico y se trata de jarras o de pequeñas representaciones de divinidades maternales y de culto a la fertilidad En la antigüedad americana la mayoría de sus pueblos eran agrícolas y, por tanto, sedentarios, lo que hizo que se produjeran grandes cantidades de utensilios domésticos para su uso culinario o de almacenajeEn Perú donde surgieron los primeros estilos en cerámica. El estilo Chavín(900-200 a.C.), con sus motivos de jaguares, fue superado durante elperiodo clásico (primer milenio d.C.) por la cerámica de la cultura mochica,que floreció en la costa septentrional
  5. 5. PROPIEDADES FISICO-QUÍMICASLas aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades físico- químicas:a) Pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 um).b) Su morfología laminar (filosilicatos).c) Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.
  6. 6. CAPACIDAD DE ABSORCIÓNFenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide, alamasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillastixotrópicas cuando son amasadas se convierten en un verdaderolíquido. CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICOSon capaces de cambiar, fácilmente, los iones fijados en la superficieexterior de sus cristales o atraer cationes a su superficie (Ca +,Mg+ , K+ ) TIXOTROPÍAAlgunas arcillas encuentran su principal campo de aplicación en el sector de los absorbentes ya que pueden absorber agua u otras moléculas en el espacio interlaminar (esmectitas) o en los canales estructurales (sepiolita y paligorskita).
  7. 7. HIDRATACIÓN E HINCHAMIENTOLa hidratación y deshidratación del espacio interlaminarson propiedades características de las esmectitas, y cuyaimportancia es crucial en los diferentes usos industriales. - - - - - - - - - - - - - + + - - - - - - - - - - - - - + + - - - - - - - - - - - - + H2O - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Arcilla seca --------------- --------------- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Hinchamiento
  8. 8. PLASTICIDADLas arcillas son eminentemente plásticas.Esta propiedad se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partículas laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + H2O - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - --------------- - --------------- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Cationes intercambiables Suspensión coloidal Viscosidad
  9. 9. ESTRUCTURA DE LOS FILOSILICATOS La unidad estructural básica de los filosilicatos son tetraedros de silicio y oxígeno (SiO)44 Dichos tetraedros se unen compartiendo tres de sus cuatro oxígenos con otros vecinos formando capas, de extensión infinita y fórmula (Si2O5)2- (capa tetraédrica), que constituyen la unidad fundamental de los filosilicatos
  10. 10. Tipos de arcillaLa arcilla de China o caolín La arcilla de bola La arcilla refractaria Las arcillas misceláneas
  11. 11. Usos en construcción Como base de:Productos de loseta de arcilla:Ingrediente principal del ladrillo,loseta de cerámica, teja para techo,chapa de cerámica. Como componente de: Aditivos, Agente impermeabilizanteAbrasivos Como morteroMateria primapara abrasivos
  12. 12. Cemento PinturaEs ingrediente del cemento Ingrediente Caucho Linóleo Para aumentar la resistencia al Ingrediente desgaste; como rellenador.
  13. 13. Productos de alfarería Azulejo s El gres porcelana vitrificada, semiporcelana o loza Pero las arcillas tienen desventajas por ejemplo un suelo arcilloso no es adecuado para la construcción debido a la retención de agua.
  14. 14. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SU CARGA. Tipo de Carga Dioctaédricas TrioctaédricasCarga tetraédrica Beidellita Saponita Nontronita (Fe)Carga octaédrica Montmorillonita Estevensita Hectorita (F,Li)
  15. 15. ESTRUCTURA TETRAÉDRICAEl tetraedro Si-O se encuentra eléctricamente descompensado (el Si aporta cuatro cargas positivas frente a la ocho negativas de los cuatro oxígenos de los vértices), por lo que ha de unirse a otros cationes para neutralizar las cargas.
  16. 16. ESTRUCTURA OCTAÉDRICA Los octaedros se encuentran descompensados eléctricamente (dos cargas positivas si el catión octaédrico es el Mg o tres si se trata de Al, frente a las 12 posibles cargas negativas que pueden aportar los seis vértices).Las capas de tetraedros y octaedros se acoplan dandoláminas que al repetirse forma la estructura cristalina.
  17. 17. CLASIFICACION POR LA DISPOSICIÓN DE SUS PLACASLAMINARES La mayoría de las arcillas se encuentran formadas por placas o láminas dispuestas cara a cara. Una placa individual está compuesta por átomos dispuestos de una forma tetraédrica u octaédrica.
  18. 18. Caolinita Al2 Si2 O5 (OH)4 (Dioctaédrica). El caolín o caolinita, 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.
  19. 19. Aplicación Características En el recubrimiento del papel, reduce la porosidad y da suavidad y Papel brillo a la superficie. En la elaboración de perfiles, bloques y ladrillos refractarios, así comoRefractarios cemento refractario y resistente a los ácidos En la fabricación de sanitarios, comedores, porcelana eléctrica y tejas Cerámica de alto grado, vajillas, objetos de baño Vidrio En la formulación de placas de vidrio En la elaboración de pigmentos de extensión para pinturas y en la Pinturas fabricación de tintas. Se usa como dilatador por su inercia química, suave fluidez, facilidad de dispersión y por no ser abrasivo Es usado como relleno en hules y plásticos y auxiliar en procesos de Plásticos filtración. En revestimientos plásticos para ductos y tejas plásticas Forma parte de los componentes de insecticidas y pesticidas bienAgroquímicos como material de acompañamiento a insecticidas presentados en polvo o bien solo.
  20. 20. Aplicación Características En la elaboración de medicamentos por ser químicamente inerte yFarmacéutica libre de bacterias. Es uno de los principales componentes de los cosméticos.Cosméticos . En el concreto mejora la durabilidad, remueve el hidróxido de calcioConstrucción químicamente activo, mejora la porosidad y la adhesión entre el cemento, la arena y la grava.
  21. 21. Serpentina. Mg3 Si2 O5 (OH)4 (Trioctaédrica). Las serpentinas constituyen un grupo de minerales que se caracterizan por no presentarse en forma de cristales, excepto en el caso de pseudomorfismo. Antigorita.- De color verde oscuro, translúcida.
  22. 22. Crisótilo o asbesto.-Formado por fibras finas yparalelas, que se separanfácilmente. (aislantetérmico). Lizardita.
  23. 23. Berthierita.Flogopita.Es un mineral del grupo de lossilicatos, subgrupo filosilicatos ydentro de ellos pertenece a las micas.Es frecuente encontrarlo en paquetesde láminas de color castaño, a vecesde grandes dimensiones.
  24. 24. Biotita. Es un filosilicatos de hierro y magnesio ,del grupo de las micas con fácil exfoliación basal, transparente, color oscuro y brillo nacarado a metálico. Es un mineral muy difundido como componente de numerosas rocas ígneas (granitos, sienitas, traquitas, etc.), metamórficas y sedimentarias.
  25. 25. Lepidolita.- La lepidolita es un mineral delgrupo de las micas.Es un FILOSILICATOS lila o rosa violáceo delgrupo de las micas, que es una fuente secundariade litio. Se asocia con otros minerales de litiocomo espodumena en pegmatitas. Es una de lasmayores fuentes del raro rubidio y del cesio. Talco.- El talco (nombre derivado del árabe tal q) es un mineral del grupo VIII (silicatos), según la clasificación de Strunz, de color blanco a gris azul. En la escala de Mohs se toma como patrón de la menor dureza posible, asignándosele convencionalmente el valor 1. Al tacto resulta tan grasiento o jabonoso que puede rayarse con la uña.
  26. 26. c) Pirofilita Al2 Si4 O10 (OH)2: (Dioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (9 amstrong)).La pirofilita es un mineral del grupo VIII (silicato) según la clasificación de Strunz. Es un silicato de alumina hidratado, cuya fórmula es Al2Si4O10(OH)2 y su composición teórica es 66,7% SiO2, 28,3% Al2O3 y 5% H2O. Normalmente está mezclado con caolinita, alunita y cuarzo.Normalmente se presenta en forma de laminillas o en agregados foliáceos o radiados, debido a su estructura y fractura micáceas, lo que además la hace ser suave y untuosa al tacto.
  27. 27. d) Moscovita (10 amstrong). K Al2 (Si3 Al) O10 (OH)2:Dioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica. Espesor fijoLa moscovita es un mineral del grupo de los silicatos, subgrupofilosilicatos y dentro de ellos pertenece a las micas alumínicas.Químicamente es un aluminosilicato de potasio y aluminio, que puedellevar magnesio , cromo y una gran variedad de otros elementos en susnumerosas variedades.
  28. 28. Montmorillonita Na0,4 (Al1,6 Mg0,4) Si4 O10 (OH)2: Dioctaédrica: Consustituciones en la capa octaédrica. Espesor variable (10-18 amstrong). La montmorillonita es un mineral del grupo de los silicatos, subgrupo filosilicatos ydentro de ellos pertenece a las llamadas arcillas. Es un hidroxisilicato de magnesio yaluminio, con otros posibles elementos.Recibe su nombre de la localidad francesa de Montmorillon. Se caracteriza por unacomposición química inconstante. Es soluble en ácido y se expande al contacto conaguaTalco Mg3 Si4 O10 (OH)2: Trioctaédrica: Sin sustituciones. Espesor fijo (9 amstrong).Flogopita K Mg3 (Si3 Al) O10 (OH)2: Trioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica.Espesor fijo (10 amstrong).Hectorita Na0,4 (Mg2,6 Li0,4) Si4 O10 (OH)2: Trioctaédrica: Con sustituciones en la capaoctaédrica. Espesor variable (10-18 amstrong).Es una arcilla del Grupo de las esmectitas.Suelen presentarse en agregados laminares o en masas suaves y blandas. Estos mineralessuelen precipitar en cuencas sedimentarias endorreicas con pH alcalino y gran concentracióniónica. También pueden aparecer como productos de alteración hidrotermal de rocas ácidas oneutras
  29. 29. Vermiculita : Dioctaédrica y trioctaédrica: Con sustitucionesen la capa tetraédrica y octaédrica. Espesor variable (10-14amstrong).La vermiculita es un mineral formado por silicatos de hierro omagnesio, del grupo de las micas. Se origina principalmente en laalteración hidrotermal de biotita.
  30. 30. Cloritas: Trioctaédricas y dioctaédricas. Con sustituciones en ambascapas. Espesor fijo (14 amstrong).Clorita es el nombre genérico de unos aluminosilicatos, del grupo de losfilosilicatos, en algunos de los cuales predomina el hierro, mientras que enotros es más importante la proporción de manganeso y de otros metales.
  31. 31. FIBROSASSepiolita. Estructura 2:1 con giro de los tetraedros y octaedros cadaseis. Espesor variable (12-10 amstrong).La sepiolita es un mineral del grupo VIII (Filosilicatos), según la clasificaciónde Strunz de fórmula química Mg4Si6O15(OH)2·6H2O. Cristaliza en sistemaortorrómbico y posee una dureza de 2 en la Escala de Mohs. Presentafractura concoidea, exfoliación ausente, brillo opaco y raya blanca.
  32. 32. Paligorsquita. Estructura 2:1 con giro de los tetraedros y octaedroscada cuatro. Espesor fijo (10,5 amstrong).Caracterizadas por un alto contenido de silicio de la capa tetraédrica(próximo a 8 e incluso superiores), un número de cationes octaédricoscomprendido entre 2.82 y 4.11, una relación con R3: R2+ próxima a 2típicos de un paligorskita.

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