Características de Los Suelos Finos-Arcillosos

)

'-

CAPíTULO

4

Características y Estructura de
los Minerales Arcillosos y Suelos Finos

4.1 Introducción

hidratados, en una forma cristalina de estructura
compleja,
que se presentan granos
En este capítulo se estudiará el suelo desde el punto extremadamente finos, con superficies específicas
de vista de su composición y estructura. Se muy grandes, su comportamiento estáinfluenciado por
u
consideraran las características de los minerales la actividad electro-química y presentan afinidad por el
arcillosos tales como composición química, estructura, agua debido principalmente a que tienen una carga
cargas eléctricas y su influencia en el comportamiento neta negativa.
del suelo.
Investigaciones
mine
ralógicas rea
lizadas co
n
En un suelo compuesto de granosgruesos la clase microscopio electrónico y por difracción de rayos X
les arcillosos son
de material que co
nstituye las partículas in
fluye muestran que los mínera
relativamente poco en las propiedades ingenieriles predominantemente cristalinos tienen una estructura
del mismo, pero cuando las partículas son de tamaño en enrejado y los átomos están dispuestos en varias
muy fino, lacomposición mineralógica sí tiene una capas con modelos geométricos definidos, a la
influencia considerable en las propiedades delsuelo. manera de un libro.

4.2 Composición Química oEstructura Atómica
de los Minerales Arcillosos
Se denominan minerales arcillosos a aquellos que son
capaces de desarrollar en los suel plasticidad y
os
cohesión. Los minerales arcillosos exh
iben
características deafinidad con el agua y de plasticidad
no presentada por otros materiales, aunque pueden
ser del tamaño de la arcilla o menores.

Los minerales arcillosos están constituidos por tres
unidades estructurales básicas que son:
- El tetraedro de sílice.
- El octaedro de aluminio.
- El octaedro de magnesio.

Tetraedro de Sílice
Constade un átomocentralde siliciorodeadopor cuatro
(4) átomos deoxígeno equidistantes del de silicio y
dispuestosen los vérticesde triángulosequiláteros;estos
tetraedros pueden combinarse para formar una lámina
presentar
Los minerales a
rcillosos son el prod
ucto de la de sílice. A la lámina de sílice se la suele re
como un trapecio.En la figura 4.1 se puedeobservarel
meteorización química y están compuestos en su
mayor parte por silicatos de aluminioy de ma
gnesio tetraedro silicio y su representación.

PRINCIPIOS BÁsICOS DE MECÁNICA DE SUELOS

FIGURA 4.1
TETRAEDRO DE SillCE y LAMINA SiLíCICA
I
I
I
I
I

.o, ,
""./".Si -, .....
G"
CORTE VERTICAL

UNIDAD TETAÉDRICA

''O

TETAEDRO SIUCICO

o Oxígeno
•

Sílice

I

Si

\

Representación simbólica

LAMINA SILlCICA

Octaedro de Aluminio
Seis (6) iones deoxígeno e hidroxilo (OH-) rodean un
átomo de aluminio ubicado en elcentro de un c
ristal
octaédrico; combinando los octaedros de alum se
inio
obtiene una lámina de la
úmina llamada GIBSIT
A
(AI4(OH)6)' se la representa mediante un rectángulo,
tal como se aprecia en la figura 4.2.

Octaedro Magnesico
Está formado por un átomo de magnesio (Mg) rodeado
de seis iones hidroxilo (OH-); unacombinación de ellos
da una láminade magnesia hidratada, llamada BRUCITA
(M96(OH)J, la cual se representa también mediante un
rectángulo.
Tanto la gibsita como la bructa son e
i
léctricamente
neutras y existen en la naturaleza como tales.

FIGURA 4.2
OCTAEDRO DE ALUMINIO

o MAGNÉSICO y LAMINA ALUMiNICA O MAGNÉSICA

• Hidróxilos
OCT.AEDROALUMINICO
M.AGNESICO

o

UNIDAD OCTAÉDRICACorte Vertical
(OHf
€> Al 3+ o M9~

Al o Mg
Representación
simbólica

LAMINAALUMINICA

O M.AGNESICA

130

CARACTERlsTICAS y ESTRUCTURA DE LOS MINERALES ...

4.3 Minerales Arcillosos

en forma de pilas enlazadas, tal como se muestra en
la figura 4.3.

La lámina silícica o tetraédrica y la lámina octaédr
ica
se unen por medio de iones de hidrogeno u o hidrilos
x
y hace...