GEOLOGIA Y GEOTECNIA2007

(2da edicin)

TIPOS DE SUELOS:ARCILLAS

Ing. Silvia Angelone

BIBLIOGRAFIA

Terzaghi y Peck - Art. 4

Enlaces Qumicos. Ing. Rafael Rosado

Berry y Reid - Cap. 1.3

Braja Das Cap. 1

DEFINICION De acuerdo a las normas UNE-EN ISO 14688-1 y 14689-1

Roca: asociacin de minerales que se presenta en forma natural, consolidada, cementada o trabada de cualquier forma dando lugar a un material que generalmente tiene ms resistencia y rigidez que el suelo

Suelo: conjunto de partculas minerales o de materia orgnica en forma de depsito, generalmente minerales, pero a veces de origen orgnico, que pueden separarse por medio de una accin mecnica sensilla y que incluyen cantidades variables de agua y aire.

Dnde ponemos el lmite?

TIPOS DE SUELOS MAS COMUNES Gravas Arenas Limos Arcillas Combinados

PARA INVESTIGAR

Qu son los siguientes suelos? Qu origen tienen ? Qu caractersticas fsicas poseen? Qu caractersticas mecnicas o ingenieriles poseen?

- Loess - Marga- Loess modificados - Greda- Loess colapsables - Dunas- Loam - Laterita - Tosca - Tosquillas

ENTREGAR CON EL LABORATORIO 5

ARCILLAS Y COLOIDES

Definicin:

Las arcillas son cualquier sedimento o depsito mineral que es plstico cuando se humedece y que consiste de un material muy fino, formado por partculas muy pequeas cuyo tamao es inferior a 4 micras, y que se componen principalmente de silicatos de aluminio hidratados

[1 micra es la diezmilsima parte de un centmetro! o sea la dimensin aproximada de los microbios comunes].

HOJUELAS DE ARCILLA

Hojuela de arcilla amplificada 15000 veces

Borde de la hojuela de arcilla amplificada 20000 veces

ORIGEN

En general son el producto del intemperismo (ataque qumico) sobre las rocas (feldespatos y micas)

Ortosa CAOLINITAS , ILLITAS

Feldespatos y micas CAOLINITAS , ILLITAS, MOTMORILLONITAS

COMPOSICIONLas arcillas estn compuestas por:

Silicatos de aluminio hidratadosEstos minerales se ordenan en forma de lminas

una silcica (unidad tetradrica)

una alumnica (unidad octadrica)

Estructuras abiertas que pueden unirse a otros elementos en el sistema

LAMINA DE T-O-T

COMPOSICION DE LAS CAOLINITAS

Enlace fuerte de hidrgeno

No permite el ingreso de agua

Baja absorcin

Baja susceptibilidad

a la retraccin y a la expansin

2010Espesor

DimetrolacinRe ==

Espesor = 500 1000 A

7 AH

AS

AS

COMPOSICION DE LAS ILLITAS

Enlace fuerte inico de tomos

de potasio

No permite el ingreso de agua

Baja absorcin

Baja susceptibilidad

A la retraccin y a la expansin

5020Espesor

DimetrolacinRe ==

Espesor = 200 300 A

10 AASS

ASS

K+

COMPOSICION DE LAS MOTMORILLONITAS

Enlace dbil de molculas de agua adsorbida e iones metlicos

Permite el ingreso de agua

Alta absorcin

Alta susceptibilidad

A la retraccin y a la expansin

400200Espesor

DimetrolacinRe ==

Espesor = 10 30A

10 AASS

ASS

COMPARACION DE LAS ARCILLAS

200 - 40010 30AMOTMORI-

LLONITAS

20 - 50200 300 AILLITAS

10 - 20500 1000 ACAOLINITAS

LAMINASRELACIN D/EESPESOR

AS

S

AS

S

HAS

AS

ASS

ASS K

+

COMPORTAMIENTO DE LAS ARCILLAS

Forma laminar

Gran superficie especfica

Tienen significado las fuerzas

electromagnticas desarrolladas en la superficie de los compuestos minerales

COMPORTAMIENTO DE LAS ARCILLAS

Por medio de un enlace de hidrgeno H+

se une a las molculas de agua

CAPA DE AGUA ADSORBIDA

Adsorcin

Partcula de Arcilla

O-

Si

O

O-

Si

O

O-

Si

O

O-

Si

O

O-

Si

O

O-

Si

O

O-

Si

O

O-

Si

O

- +

Ms Sup.Ms Agua

Dipolo H2O

Arcilla

Arcilla

Interfase

COMPORTAMIENTO DE LAS ARCILLAS

+ ATRACCIN(fuerzas de Van der Waals)

+ COHESIN

Capacidad de intercambio bsico:el remanente de la carga superficial negativaEl orden de afinidad de loscationes de es Al 3 > (H3O)+ > Ca 2 > Mg2 > K +> Na+

CAPA DE AGUA ADSORBIDA

la capa de agua adsorbida esta directamente relacionada con la plasticidad del suelo

Plasticidad:

es la capacidad de experimentar deformaciones irreversibles sin romperse y a volumen constante

Formacin de estratos deArcillas, se pone de manifiesto la sedimentacin de distintas capas

Arcillas expansivas

Problema: Arcillas expansivasFallas en la estructura del edificio debido a deformaciones diferenciales en el suelo de fundacin

COMPORTAMIENTO MECANICOSENSITIVIDAD DE LAS ARCILLAS

< 2 Insensitiva

2 4 Medianamente sensitiva

4 8 Sensitiva

8 16 Muy sensitiva

moldeadaRe.sistReInalterada.sistReadSensitivid =

DETERMINACION DEL TIPO DE ARCILLAS

Microscopio electrnico

Difraccin de RX

Azul de metileno