Fisico quimico de las arcillas
Páginas: 12 (2886 palabras)
Publicado: 17 de septiembre de 2010
UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
INVESTIGACION
FISICO QUIMICO DE LAS ARCILLAS
PROFESOR: AYBAR ARRIOLA, Gustavo
AULA: Sección D
ASIGNATURA. Mecánica de suelos I
NOMBRES: AGREDA SALVADOR, Luz Marís Julia
CODIGO. 2007231344
2010-II
FISICO QUIMICO DE LAS ARCILLAS
En los granos gruesos de los suelos, las fuerzas de gravitaciónpredominan fuertemente sobre cualquiera otras fuerzas, por ello, todas las partículas gruesas tienen un comportamiento similar. El comportamiento mecánico e hidráulico de tales suelos está definido por características circunstanciales, tales como la compacidad del depósito y la orientación de sus partículas individuales.
En los suelos de grano muy fino, sin embargo, fuerzas de otros tipos ejercenacción importantísima, ello es debido a que en estos granos , la relación de área a volumen alcanza valores de consideración y fuerzas electromagnéticas desarrolladas en la superficie d elso compuestos minerales cobran significación. En general, se estima que esta actividad en la superficie de la partícula individual es fundamental para tamaños menores que dos micras(0.002 mm.)
Una de lasteorías mas comunes hasta ahora desarrolladas para explicar la estructura interna de las arcillas es la que se presenta a continuación.
La superficie de cada partícula de suelo posee carga eléctrica negativa, según se desprende de la estructura iónica arriba descrita. La intensidad de la carga depende de la estructuración y composición de la arcilla. Así la partícula atrae a los iones positivos delagua (H+) y a cationes de diferentes elementos químicos, tales como Na+, K+, Ca ++, Mg++, Al+++,Fe+++,etc. Lo anterior conduce, en primer lugar, al hecho de que cada partícula individual de arcilla se ve rodeada de una capa de moléculas de agua orientadas en forma definida y ligadas a su estructura.
Las moléculas de agua son polarizadas, es decir, en ellas no coinciden los centros de gravedad desus cargas negativas y positivas, sino que funcionan como pequeños dipolos permanentes , al ligarse a la partícula por su carga( +), el polo de carga (-) queda en posibilidad de actuar como origen de atracción para otros cationes positivos. Los propios cationes atraen moléculas de agua gracias a la naturaleza polarizada de éstas, de modo que cada catión está en posibilidad de poseer un volumen deagua entorno a él. El agua adsorbida por cada catión aumenta con la carga eléctrica de éste y con su radio iónico. Por lo anterior, cuando las partículas del suelo atraen a los cationes, se ve reforzada la película de agua ligada a la partícula. El espesor de la película de agua adsorbida por el cristal de suelo es así función, no sólo de la naturaleza del mismo, sino también del tipo de loscationes atraídos.
La magnitud de las presiones de adsorción existentes en la película de agua que rodea a un cristal de arcilla, fue reportada por Winterkorn y Baver, quienes dan un valor de 20, 000 kg x cms2. Bridgman estudió la variación del punto de congelación del agua, cuando esta está sujeta a grandes presiones, encontrando que dicho punto corresponde a temperatura cada vez mayores alrespecto al valor normal de 0ºC, a medida que la presión se incrementa a partir de 6,000 kg x cm2, en particular, señalo que a 10, 000 kg x cm2 la congelación de agua ocurre a +30ºC.
De lo anterior puede deducirse que a las temperaturas a que se encuentra normalmente en la masa de suelo, la película de agua adsorbida por los cristales de arcilla, tendrá las propiedades similares a la del hielo sólido(capa solida).Más alejadas del cristal, otras moléculas de agua se encuentran sometidas a presiones gradualmente menores, esta agua tiene propiedades intermedias entre el hielo y el agua en estado líquido normal, pudiendo decirse que su comportamiento es el de un fluido de alta viscosidad (capa viscosa). Las moléculas de agua no sujetas al cristal por fuerzas de superficie mantienen sus...
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
INVESTIGACION
FISICO QUIMICO DE LAS ARCILLAS
PROFESOR: AYBAR ARRIOLA, Gustavo
AULA: Sección D
ASIGNATURA. Mecánica de suelos I
NOMBRES: AGREDA SALVADOR, Luz Marís Julia
CODIGO. 2007231344
2010-II
FISICO QUIMICO DE LAS ARCILLAS
En los granos gruesos de los suelos, las fuerzas de gravitaciónpredominan fuertemente sobre cualquiera otras fuerzas, por ello, todas las partículas gruesas tienen un comportamiento similar. El comportamiento mecánico e hidráulico de tales suelos está definido por características circunstanciales, tales como la compacidad del depósito y la orientación de sus partículas individuales.
En los suelos de grano muy fino, sin embargo, fuerzas de otros tipos ejercenacción importantísima, ello es debido a que en estos granos , la relación de área a volumen alcanza valores de consideración y fuerzas electromagnéticas desarrolladas en la superficie d elso compuestos minerales cobran significación. En general, se estima que esta actividad en la superficie de la partícula individual es fundamental para tamaños menores que dos micras(0.002 mm.)
Una de lasteorías mas comunes hasta ahora desarrolladas para explicar la estructura interna de las arcillas es la que se presenta a continuación.
La superficie de cada partícula de suelo posee carga eléctrica negativa, según se desprende de la estructura iónica arriba descrita. La intensidad de la carga depende de la estructuración y composición de la arcilla. Así la partícula atrae a los iones positivos delagua (H+) y a cationes de diferentes elementos químicos, tales como Na+, K+, Ca ++, Mg++, Al+++,Fe+++,etc. Lo anterior conduce, en primer lugar, al hecho de que cada partícula individual de arcilla se ve rodeada de una capa de moléculas de agua orientadas en forma definida y ligadas a su estructura.
Las moléculas de agua son polarizadas, es decir, en ellas no coinciden los centros de gravedad desus cargas negativas y positivas, sino que funcionan como pequeños dipolos permanentes , al ligarse a la partícula por su carga( +), el polo de carga (-) queda en posibilidad de actuar como origen de atracción para otros cationes positivos. Los propios cationes atraen moléculas de agua gracias a la naturaleza polarizada de éstas, de modo que cada catión está en posibilidad de poseer un volumen deagua entorno a él. El agua adsorbida por cada catión aumenta con la carga eléctrica de éste y con su radio iónico. Por lo anterior, cuando las partículas del suelo atraen a los cationes, se ve reforzada la película de agua ligada a la partícula. El espesor de la película de agua adsorbida por el cristal de suelo es así función, no sólo de la naturaleza del mismo, sino también del tipo de loscationes atraídos.
La magnitud de las presiones de adsorción existentes en la película de agua que rodea a un cristal de arcilla, fue reportada por Winterkorn y Baver, quienes dan un valor de 20, 000 kg x cms2. Bridgman estudió la variación del punto de congelación del agua, cuando esta está sujeta a grandes presiones, encontrando que dicho punto corresponde a temperatura cada vez mayores alrespecto al valor normal de 0ºC, a medida que la presión se incrementa a partir de 6,000 kg x cm2, en particular, señalo que a 10, 000 kg x cm2 la congelación de agua ocurre a +30ºC.
De lo anterior puede deducirse que a las temperaturas a que se encuentra normalmente en la masa de suelo, la película de agua adsorbida por los cristales de arcilla, tendrá las propiedades similares a la del hielo sólido(capa solida).Más alejadas del cristal, otras moléculas de agua se encuentran sometidas a presiones gradualmente menores, esta agua tiene propiedades intermedias entre el hielo y el agua en estado líquido normal, pudiendo decirse que su comportamiento es el de un fluido de alta viscosidad (capa viscosa). Las moléculas de agua no sujetas al cristal por fuerzas de superficie mantienen sus...
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