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O que so e para que servem as Argilas ?

O QUE A ARGILA?

Argila como classe granulomtrica Partculas de dimenso inferior a 0.002 0.004 mmArgila como mineral Grupo de minerais conhecidos como

MINERAIS ARGILOSOS

Argila como rocha Designa rochas compostas essencialmente por mineraisargilosos

Argila como matria prima Produto natural que desenvolve, quase sempre, plasticidade em meio hmido, endurecendo depois de seco e mais ainda depois de cozido (mil e uma aplicaes)

O QUE SO MINERAIS ARGILOSOS ?

Os minerais argilosos so filossilicatos

Quais as outras categorias de silicatos?

No geral so aluminossilicatos hidratados

Aluminossilicato / Silicato de alumnioQual a diferena?

SILICATOSSILICATOS

Polmeros com nmero

crescente de tetraedros

Tetraedro isolado

Arranjo tridimensional de tetraedros

Olivinas

Biotite

Anfbolas

Piroxenas

Moscovite

Quartzo

Minerais Argilosos

ESTRUTURA DOS FILOSSILICATOS(Combinaes de 2 Unidades Fundamentais)

M

I

N

E

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A

I

S

A

R

G

I

L

O

S

O

S

CAMADA ou FOLHA TETRADRICA

+

ou

CAMADA ou FOLHA DIOCTADRICATipo Gibbsite 2Al3+

CAMADA ou FOLHA TRIOCTADRICATipo Brucite 3Mg2+

Estruturas de alguns filossilicatos

MOSCOVITE

1. Caulinite ou das candites2. Ilite3. Montmorilonite ou das esmectites4. Clorite5. Vermiculite6. Interestratificados7. Paligorsquite e sepiolite ou das hormites

Minerais argilosos Grupos Principais

Diferentes combinaes de T e O

Diferentes caties intercamadas

GrupoGrupo dasdas Candites (EX. CAULINITE)Candites (EX. CAULINITE)

Combinao de folhas tetradricas e dioctadricas (gibbsite)

1:1

A estrutura no expande em contacto com a gua.

Baixa CTC ( metade relativamente ilite e um quinto em relao montmorilonite).

CTA relativamente elevada

O empilhamento das camadas pode ser desordenado, com pequenosdesvios segundo a direco b, formando-se assim as caulinitesdesordenadas, constituintes comuns das argilas refractrias.

ILITEILITE

A ilite o mineral argilosomais abundante nos xistosargilosos e nos argilitos, e ocorre noutras rochassedimentares, incluindo o calcrio. Pode formar-se pelaalterao dos silicatos, particularmente do feldspato, pela modificao diagenticade outras argilas, peladegradao da moscovite ouainda pela recristalizao de sedimentos coloidais.

ILITE

Esta argila tem estrutura semelhante das micas, mas comotem menos caties inter-camadas as suas ligaes so maisfracas e existe maior irregularidade no empilhamento.

CLORITE

Estrutura da Clorite

Grim (1968)

GRUPO DAS ESMECTITES (Montmorilonite)

Esmectite uma designao geral para um grupo de mineraisque tm a mesma estrutura mas que diferem no contedoinico metlico.

As esmectites distinguem-se em duas espcies, dioctadricas e trioctadricas. Os membros so:

Esmectites dioctadricas Esmectites trioctradricasMontmorilonite Hectorite

Beidellite SaponiteNontronite

MONTMORILONITE

MONTMORILONITE

As montmorilonites podem decompor-se nas variedadessdicas e clcicas. As primeiras so designadas porbentonites expansivas, as segundas por bentonites noexpansivas. Tm grande CTC. As partculas so lamelares, mas tendem a apresentar formas alongadas se a substituiofor intensa.

VERMICULITE

(Mg,Fe2+;Al)3(Si,Al)4O10(OH)2.4H2O

A vermiculite um silicato hidratado de magnsio, alumnio e ferro com composio varivel. A sua estrutura cristalina semelhante da biotite, mas as folhas esto separadas por duas camadas de molculas de gua.

VERMICULITE

Fabrico de comida para animaisGranulados de baixo pesoNa agricultura e fertilizantesMatria prima de betes com baixo pesoMatria prima da construo civil quando se pretendem boas acsticasIndstria metalrgicaIsolante trmicoComponente de lubrificantesTintasPlsticosConstituinte de lamas de sondagem

Deve o seu nome ao aspectoe movimento vermicular tpicoque apresenta quando aquecida, devido expansoe decrepitao verificadas.

INTERESTRATIFICADOS

Compreende modelos estruturais variados que so INTERMDIOS OU MISTURAS DOS 5 GRUPOS COM ESTRUTURA EM CAMADA.

Existem minerais argilosos cujas estruturas so construdas com camadas prprias do grupo da ilite, intercaladas regular ou irregularmente por estruturas do grupo da montmorilonite.

Argilas em absorventes para animais

Argilas fibrosas com canais internos

Paligorsquite(sepiolite)

Atapulgite

Um pequeno apontamentosobre argilas caulinferas

ARGILAS CAULINFERASALGUMAS VARIEDADES COMERCIAIS DECaulino caulinite bem ordenada e com um baixo teor de ferro; cor branca e macia.

Argila em bolas (ball clay) caulinite desordenada com ilite, quartzo, montmorilonite, clorite, e pequenas quantidades de matria carboncea (2 a 3%). Apresenta plasticidade.

Argila refractria (refractory ou fire clay ) essenc. caulinite, no funde com cor branca e pode suportar temperaturasacima dos 1500C.

Argila dura (flint clay) compacta microcristalina a cristalina composta principalmente por caulinite bem cristalizada.

Haloisite composta pelas mesmas unidades estruturais da caulinite mas contm mais hidroxilos.

Argilas em produtos cermicos

Argila comum Argila especial

Indstria do

barro vermelho

Indstria do

barro brancoExemplos na instalao

PROPRIEDADES DOS MINERAIS ARGILOSOS? Import

ncia e

diversidade

de uso

Os minerais argilosos s podem ser estudadospormenorizadamente com recurso a equipamento de raios-X, microssonda elctrnica ou outros aparelhos sofisticados.

So essencialmente aluminossilicatos hidratados, nos quaiso magnsio ou o ferro podem substituir total ou parcialmenteo alumnio, com elementos alcalinos ou alcalino-terrosos. Deste modo a sua composio qumica varivel, tal como a natureza dos caties inter-camadas e o teor em gua.

Os diferentes minerais argilosos tm diferentespropriedades teis e com interesse econmico.

Importncia

e

diversidade

de usoPROPRIEDADES DOS

MINERAIS ARGILOSOS?

Granulometria muito fina (

PROPRIEDADES DOS MINERAIS ARGILOSOS? Import

ncia e

diversidade

de uso

Disperso fcil em gua ou outros solventes proporcionando suspenses estveis ou instveis quimicamente e com uma gama de propriedades reolgicas

Inrcia qumica e forte poder adsorvente

Dimenso aprecivel e boa homogeneidade da maior parte dos depsitos ou jazigos; beneficiao, isto , separao fcil de impurezas utilizando em regra a via hmida e ainda a explorao fcil dos depsitos (geralmente a cu aberto)

FUNDAES E ESTABILIDADE DE TALUDES

Os minerais argilosos so constituintes importantes de solos, sedimentos e rochas sedimentares. A argila dos solos e doutros materiais argilosos pode proporcionar a esses materiais comportamentos que, tantas vezes, pem em risco obras de engenharia e at perdas de vida, dos quais advm custos econmicos e sociais elevados.

Os problemas atribudos argila resultam da forte interaco entre os minerais argilosos e a gua.

+MINERAIS ARGILOSOS GUAElevada superfcie especfica

CristaloqumicaNatureza polar da molcula

FUNDAES E ESTABILIDADE DE TALUDES

O comportamento do solo numa fundao afectado quer pela quantidade total de gua contida, quer pela energia com que ela retida (gua intercristalina e intracristalina).

A consistncia, a resistncia mecnica e a densidade so afectadas pelo teor em gua. Gradientes do teor em gua originam movimentos de gua cujos efeitos tpicos so o colapso durante a secagem e o intumescimento durante a saturao.

A presena de sedimentos sensveis de origem marinhae que passaram no presente ao regime de gua doce pode gerar instabilidade.

Sensibilidade de um solo (Terzaghi)

resistncia mecnica do solo no estado natural ou inalterado

resistncia do solo trabalhado para igual teor em gua

Skempton e Northey (argilas)

(1) insensveis < 1 (2) pouco sensveis 1-2 (3) medianamente sensveis 2-4(4) sensveis 4-8(5) extra-sensveis > 8 (6) quick clays > 16

O colapso estrutural dos solos resulta da introduo nos poros de fluidos dispersantes e desfloculantes, como o caso da gua doce.

Propriedades fsicas de minerais argilosos (impacto em geotecnia)

caulinite ilite montmorilonite

Superfcie especfica (m2/g)

5 - 20 100 - 200 600-800

Expansibilidade baixa mdia elevada

EXPANSIBILIDADE ESTABILIDADE DE FUNDAES

O problema da estabilidade das fundaes de uma barragem em cujas rochas haja ocorrncia de minerais do grupo da montmorilonite dos mais graves.

Os factores que influenciam o processo de expanso de uma esmectite in situ podem ser agrupados em duas categorias:

1. Acessibilidade de gua de embebio2. Concentrao de ies na gua3. Possibilidade de aumento de volume durante o processo de expanso4. Contrapresso eventual

Factores internos

Factores externos

1. Tipos de minerais argilosos presentes na formao argilosa de fundao2. Quantidade de minerais presentes na formao argilosa de fundao3. Tipo de catio dominante nestes minerais argilosos4. Concentrao inica na formao argilosa5. Tamanho das partculas constituintes dos minerais argilosos6. Quantidade de gua antes do processo de expanso7. Estrutura dos minerais argilosos presentes8. Densidade a seco da argila antes do incio do processo de expanso9. Possvel cimentao diagentica