Minerales de ArcillaPartiendo de los numerosos minerales (principalmente Silicatos) que se encuentran en las rocas gneas y metamrficas, los agentes de descomposicin qumica llegan a un producto final: la arcilla.La investigacin de las propiedades mineralgicas de estos sedimentos, comenz en pocas recientes (1930) y presenta gran importancia en la cuestiones de la ingeniera, pues, a diferencia de lo sealado se ve decisivamente influidos por su estructura en general y constitucin mineralgica en particular. Las arcillas estn constituidas bsicamente por silicatos de aluminio hidratados, presentando adems, en algunas ocasiones, silicatos de magnesio, hierro u otros metales, tambin hidratados. Estos minerales tienen casi siempre, una estructura cristalina definida, cuyos tomos se disponen en lminas. Existen dos variedades de tales lminas: La silcica y la alumnica.La primera est formada por un tomo de silicio, rodeado de cuatro de oxgeno, disponindose el conjunto en forma de tetraedro, tal como se mostrara en la siguiente figura.

Estos tetraedros se agrupan en unidades hexagonales, sirviendo un tomo de oxigeno de nexo entre cada dos tetraedros. Un esquema de una unidad de hexagonal aparece en la figura anterior. Las unidades hexagonales repitindose indefinidamente, constituyen una retcula laminar.Las lminas aluminicas estn formadas estn formadas por retculas de octaedros, dispuestas con un tomo de aluminio al centro y seis alrededor, como aparece en la anterior imagen. Tambin ahora es el oxgeno el nexo entre cada dos octaedros vecinos, para constituir la retcula. De acuerdo con su estructura reticular, los minerales de arcilla se encasillan en tres grandes grupos:1) Las caolinitas:Estn formadas por una lmina silcica y otra de aluminica, que se superponen indefinidamente. La unin entre todas las retculas es lo suficientemente firme para no permitir la penetracin de molculas de agua entre ellas.2) Montmorilonitas: Estn formadas por una lmina aluminica entre dos silcicas, superponindose indefinidamente. En este caso la unin entre las retculas del mineral es dbil, por lo que las molculas de agua pueden introducirse en la estructura con relativa facilidad, a causa de las fuerzas elctricas generadas por su naturaleza dipolar. 3) Ilitas: Estas estructuras anlogamente que las montmorilonitas, pero su constitucin interna manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen el rea expuesta al agua por unidad de volumen; por ello, su expansividad es menor que la de las montmorilonitas y , en general, las arcillas iliticas, se comportan mecnicamente en forma ms favorable para el ingeniero.

Fsica Qumica de las arcillas. En los granos gruesos de los suelos, las fuerzas de gravitacin predominan fuertemente sobre cualesquiera otras fuerzas; por ello, todas las partculas gruesas tienen un comportamiento similar. El comportamiento mecnico e hidrulico de tales suelos est definido por caractersticas circunstanciales, tales como la compacidad del depsito y la orientacin de sus partculas individuales. En los suelos de grano muy fino, sin embargo fuerzas de otros tipos ejercen accin importantsima; ello es debido a que estos granos, la relacin de rea a volumen alcanza valores de consideracin y fuerzas electromagnticas desarrolladas en la superficie de los compuestos minerales cobran significacin. En general, se estima que esta actividad en la superficie de la partcula individual es fundamental para tamaos menores a dos micras (0.002 mm). Una de las teoras ms comunes hasta ahora desarrollada para explicar la estructura interna de las arcillas es la que mencionaremos a continuacin. La superficie de cada partcula de suelo posee cargas elctrica negativa, segn se desprende de la estructura inica arriba descrita. La intensidad de la carga depende de la estructura y composicin de la arcilla. As la partcula atrae a los iones positivos del agua y a cationes de diferentes elementos qumicos tales como Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, etc. Lo anterior conduce, en primer lugar, al hecho de cada partcula individual de arcilla se ve rodeada de una capa de molculas de agua orientadas en forma definida y ligadas a su estructura (agua adsorbida).Las molculas de agua son polarizadas, es decir, en ellas no coinciden los centros de gravedad de sus cargas negativas y positivas, si no que funcionan como pequeas dipolos permanentes; al ligarse a las partculas por su carga positiva, el polo de carga negativa queda en posibilidad de actuar como origen de atraccin para otros cationes positivos. Los propios cationes atraen molculas de agua para otros cationes positivos. Lo propios cationes atraen molculas de agua gracias a la naturaleza polarizada de estas de modo que cada catin est en posibilidad de poseer un volumen de agua en torno a l. El agua adsorbida por cada catin aumenta con la carga elctrica de este y con su radio inico. Por lo anterior, cuando las partculas del suelo atraen a los cationes, se ve reforzada por la pelcula de agua ligada a la partcula. El espesor de la pelcula de agua adsorbida por cristal de suelo es as funcin, no solo de la naturaleza del mismo tambin del tipo de los cationes atrados. La magnitud de las presiones de adsorcin existen en la pelcula de agua que rodea a un cristal de arcilla, fue reportada por winterkorn y Baver, quieres dan un valor de 20000 kg/cm. Bibliografa Libro: Mecnica de Suelos Autor: Eulalio Jurez BadilloPag. 37 a 42