Mecânica dos solos - Mineralogia

Mecânica dos solos - Mineralogia

(Parte 1 de 2)

–minerais resistentes ao intemperismo. Ex: quartzo

–minerais intemperizáveis em diferentes graus de alteração. Exs: feldspatos, micas

–minerais secundários →originados do intemperismo. Ex: argilominerais

Silicatos hidratados de alumínio na forma lamelar ou alongada

Principais formadores da fração fina dos solos (φ< 2µm -fração argilosa).

Determinantes das propriedades plásticas e de coesão dos solos.

Outros constituintes da fração fina: sílica coloidal, microcristais de quartzo, microgrãos de óxidos de Fe e matéria orgânica

•tetraedros de sílica •octaedros de gibbsita

• caulinitas •i litas

• esmectitas - montmorilonita

•outras: vermiculitas,haloisitas, alofanas,

•difratometriade raio X •análise termo-diferencial (ATD)

DMC/FURG - Mecânica dos Solos - Prof. Cezar Bastos

MINERALOGIA DOS SOLOS DMC/FURG - Mecânica dos Solos - Prof. Cezar Bastos

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ESTRUTURA 1.1 caulinita

ESTRUTURA 2 : 1 esmectitas e ilita

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–Propriedades dos principais grupos de argilominerais

Argilomineral1:1, não expansivo, distância basal: 7.2Å, cristais lamelares hexagonais (l: 0,3 a 3µm, espessura: 1/3 a 1/10 l), área superficial específica: 30 m2/g.

Reduzido espaço entre as camadas para penetração de moléculas d’água e íons.

Equilíbrio de cargas →baixo CTC (1 a 20 me/100g). Plasticidade baixa (wl:30-60%; wp: 30-40%; IP: 10-30%). Dens: 2,62 a 2,6. Dominantes na maioria dos solos ácidos de regiões tropicais e subtropicais Características físicas aos solos: boa agregação, aeração e permeabilidade.

Ilita - (OH)4Ky(Al4Fe4Mg4Mg6)Si8-yAly)O20 Argilomineral2:1 parcialmente expansivo, distância basal: 10Å, cristais lamelares (l: 0,1 a 2µm, espessura: 1/10 l).

Rigidez das ligações entre camadas e dificuldade à penetração deágua eíons →presença de K+. Baixa expansão,adsorçãod’água e plasticidade.

Fase inicial deintemperismodasmicas→idêntica estrutura molecular, substituição parcial de Si+4por Al+3compensado poríonsK+, sujeito a troca iônica→CTC de 20 a 60 me/100g.

Comuns em solos originários de rochas graníticas.

Esmectitas - (OH)4Al4Si8O20.xH2O (montmorilonita)

Grupo deargilominerais2:1, expansivos, distância basal: 10 a 20Å, substituiçãoisomórficana lâminaoctaedralMg+2 →Al+3, CTC entre 60 e 150 me/100g. Mais comum →montmorilonita.

Pequenos cristais l: 0,1 a 1µm, espessura: 1/100 l (possibilidade de quebra dos grãos por adsorçãod’água) →grande área superficial (800 m2/g) → grande capacidade de reter íons.

Solos poucointemperizados, regiões temperadas e áridas, locais com drenagem impedida (Vertissolose SolosLitólicos→Campanha RS). Elevada capacidade de expansão e contração, elevada plasticidade (wl:140-700%; wp:50-100%; IP:60-600%) epegajosidade(úmidos), sujeitos afendilhamentose de consistência dura (secos). Dens: 2,75 a 2,78.

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Outros:

Vermiculita

Argilomineral2:1 expansivo, distância basal: 10 a 15Å, presença de K+e moléculas d’água entre as camadas, CTC de 100 a 200 me/100g, área superficial específica: 750 m2/g.

Elevada capacidade de expansão e contração, elevada plasticidadee pegajosidade.

Ocorre em solos poucointemperizados, produto da alteração das micas.

Vermiculita aluminosa

Precipitação de polímeros de Al -Aln(OH)n-entre as camadas davermiculitae esmectitas→redução no potencial de expansão e contração.

Argilomineraisde camada mista (interestratificados)

mica-ilita-vermiculita, ilita-montmorilonita,

Transformação parcial de umargilomineraloriginal em um outro: mica-ilita,

Alofanas

Argilomineraiscom formato esférico, ricos em água, Al > Si, considerados amorfos, CTC até100 me/100g.

Solos de vidros vulcânicos.

Formação e transformação dosargilominerais

Origem dos argilominerais: –alteração dosfilossilicatosprimários →mudança do materialentrecamadas

•remoção do K dasmicase substituição por H, Ca ou Mg →ilita

•remoção completa do K →vermiculitaouesmectita •precipitação de polímeros de Al →vermiculita aluminosa

–neoformaçãoa partir dos produtos de alteração dos silicatos: GIBBSITA

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