Estructuras y tipos de arcillas herli

PARA QUIENES DESEAN ESTUDIAR TIPOS DE SUELOS. LA IMPORTANCIA DE LA ARCILLA EN EL CONTROL DE CONTAMINANTES.
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1. Ingeniería Ambiental

2. El término arcilla se
usa habitualmente
con diferentes
significados:
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).
Para un sedimentólogo:
Arcilla es un término granulométrico, que
abarca los sedimentos con un tamaño de
grano inferior a 2 um
Petrológico:
Es una roca sedimentaria, en la mayor parte
de los casos de origen detrítico.
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. 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. 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 almacenaje
En Perú donde surgieron los primeros estilos en cerámica. El estilo Chavín
(900-200 a.C.), con sus motivos de jaguares, fue superado durante el
periodo clásico (primer milenio d.C.) por la cerámica de la cultura mochica,
que floreció en la costa septentrional

5. PROPIEDADES FISICO-QUÍMICASPROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS
Las 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. CAPACIDAD DE ABSORCIÓN CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
Algunas 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).
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO
Fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide, al
amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillas
tixotrópicas cuando son amasadas se convierten en un verdadero
líquido.
TIXOTROPÍA TIXOTROPÍA
Son capaces de cambiar, fácilmente, los iones fijados en la superficie
exterior de sus cristales o atraer cationes a su superficie (Ca
+
,Mg
+
, K
+
)

7. HIDRATACIÓN E HINCHAMIENTOHIDRATACIÓN E HINCHAMIENTO
La hidratación y deshidratación del espacio interlaminar
son propiedades características de las esmectitas, y cuya
importancia es crucial en los diferentes usos industriales.
+ H+ H
22OO
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
++ ++
++
++
Arcilla secaArcilla seca
HinchamientoHinchamiento

8. PLASTICIDADPLASTICIDAD
Las 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
Cationes intercambiablesCationes intercambiables
+ H+ H
22OO
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- -- -
- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Suspensión coloidalSuspensión coloidal
ViscosidadViscosidad

9. ESTRUCTURA DE LOS FILOSILICATOSESTRUCTURA DE LOS FILOSILICATOS
Dichos tetraedros se unen compartiendo tres de sus cuatro
oxígenos con otros vecinos formando capas, de extensión
infinita y fórmula (Si
2
O
5
)
2
- (capa tetraédrica), que constituyen
la unidad fundamental de los filosilicatos
La unidad estructural básica de los filosilicatos son
tetraedros de silicio y oxígeno (SiO)
4
4

12. Tipos de arcilla
La arcilla de China o caolín La arcilla de bola

La arcilla refractaria Las arcillas misceláneas

13. 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 mortero
Abrasivos
Materia prima
para abrasivos
Como componente de:
Aditivos, Agente
impermeabilizante

14. Cemento
Es ingrediente del cemento
Linóleo
Ingrediente
Pintura
Ingrediente
Caucho
Para aumentar la resistencia al
desgaste; como rellenador.

15. Pero las arcillas tienen desventajas por ejemplo un suelo arcilloso no
es adecuado para la construcción debido a la retención de agua.
Productos de alfarería
Azulejo
s
El gres
porcelana vitrificada, semiporcelana o loza

16. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SU CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SU
CARGA.CARGA.
Tipo de Carga Dioctaédricas Trioctaédricas
Carga tetraédrica Beidellita
Nontronita (Fe)
Saponita
Carga octaédrica Montmorillonita
Estevensita
Hectorita (F,Li)

17. ESTRUCTURA TETRAÉDRICAESTRUCTURA TETRAÉDRICA
El 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.

18. ESTRUCTURA OCTAÉDRICAESTRUCTURA 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 dando
láminas que al repetirse forma la estructura cristalina.

19. CLASIFICACION POR LA CLASIFICACION POR LA
DISPOSICIÓN DE SUS PLACASDISPOSICIÓN DE SUS PLACAS
LAMINARES
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.

20. Caolinita Al
2
Si
2
O
5
(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.

21. 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 placas de vidrio
Pinturas
En la elaboración de pigmentos de extensión para pinturas y en la
fabricación de tintas. Se usa como dilatador por 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.

22. Aplicación Características
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.

23. 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.

24. Lizardita.
Crisótilo o asbesto.-
Formado por fibras finas y
paralelas, que se separan
fácilmente. (aislante
térmico).

25. Berthierita.
Flogopita.
Es un mineral del grupo de los
silicatos, subgrupo filosilicatos y
dentro de ellos pertenece a las micas.
Es frecuente encontrarlo en paquetes
de láminas de color castaño, a veces
de grandes dimensiones.

26. 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.AuEíeE ybeslgaE yíéE btíe b rEoryrEory(rese,sE sEeíyslruguElroguEfñesguE
vñlgeb,ru2Eubseb,gu2E,lgáíb,gu2Es,o.S2Eys,gyzltboguEéEus byse,glbgu.
Es un mineral muy difundido como componente de numerosas rocas ígneas
(granitos, sienitas, traquitas, etc.), metamórficas y sedimentarias.

27. Lepidolita.- La lepidolita es un mineral del
grupo de las micas.
Es un FILOSILICATOS lila o rosa violáceo del
grupo de las micas, que es una fuente secundaria
de litio. Se asocia con otros minerales de litio
como espodumena en pegmatitas. Es una de las
mayores 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.

28. 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
Al
2
Si
4
O
10
(OH)
2
y su composición teórica es 66,7% SiO
2
, 28,3% Al
2
O
3
y
5% H
2
O. 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.

29. d) Moscovita (10 amstrong). K Al2 (Si3 Al) O10 (OH)2:
Dioctaédrica: Con sustituciones en la capa tetraédrica. Espesor fijo
La moscovita es un mineral del grupo de los silicatos, subgrupo
filosilicatos y dentro de ellos pertenece a las micas alumínicas.
Químicamente es un aluminosilicato de potasio y aluminio, que puede
llevar magnesio , cromo y una gran variedad de otros elementos en sus
numerosas variedades.

30. Montmorillonita Na0,4 (Al1,6 Mg0,4) Si4 O10 (OH)2: Dioctaédrica: Con
sustituciones en la capa octaédrica. Espesor variable (10-18 amstrong).

La 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 ácido y se expande al contacto con
agua
Talco 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 capa
octaédrica. 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 minerales
suelen precipitar en cuencas sedimentarias endorreicas con pH alcalino y gran concentración
iónica. También pueden aparecer como productos de alteración hidrotermal de rocas ácidas o
neutras

31. Vermiculita : Dioctaédrica y trioctaédrica: Con sustituciones
en la capa tetraédrica y octaédrica. Espesor variable (10-14
amstrong).
La vermiculita es un mineral formado por silicatos de hierro o
magnesio, del grupo de las micas. Se origina principalmente en la
alteración hidrotermal de biotita.

32. Cloritas: Trioctaédricas y dioctaédricas. Con sustituciones en ambas
capas. Espesor fijo (14 amstrong).
Clorita es el nombre genérico de unos aluminosilicatos, del grupo de los
filosilicatos, en algunos de los cuales predomina el hierro, mientras que en
otros es más importante la proporción de manganeso y de otros metales.

33. FIBROSAS
Sepiolita. Estructura 2:1 con giro de los tetraedros y octaedros cada
seis. Espesor variable (12-10 amstrong).
La sepiolita es un mineral del grupo VIII (Filosilicatos), según la clasificación
de Strunz de fórmula química Mg
4
Si
6
O
15
(OH)
2
·6H
2
O. Cristaliza en sistema
ortorrómbico y posee una dureza de 2 en la Escala de Mohs. Presenta
fractura concoidea, exfoliación ausente, brillo opaco y raya blanca.

34. Paligorsquita. Estructura 2:1 con giro de los tetraedros y octaedros
cada 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 octaédricos
comprendido entre 2.82 y 4.11, una relación con R3: R2+ próxima a 2
típicos de un paligorskita.