MATERIAL DIDÁCTICO UNIDAD 1: Generalidades

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9.- En relación a los minerales constituidos de las arcillas describan como están constituidas estas:

Las arcillas están constituidas básicamente por silicatos de aluminio hidratados, silicatos de magnesio de hierro u otros minerales hidratados. Tienen una estructura cristalina, cuyos átomos se disponen en láminas.

10.- Describa las variedades de láminas en las arcillas:

Laminas silícicas: formada por un átomo de silicio, rodeado por cuatro de oxigeno se dispone en forma de tetraedro que se agrupan en unidades hexagonales, sirviendo un átomo de oxigeno de nexo centro en cada dos tetraedro.

Lamina a lumínicas: están formados por retículas de octaedros, dispuestos con un átomo de aluminio al centro y seis de oxigeno es el nexo entre cada dos octaedros vecinos, para constituir la retícula.

11.- Describa los tres grupos de arcillas en función de su estructura reticular:

Las caolinitas (), están formados por una lámina silícica y otra a lumínica que se superpone indefinidamente. La unión entre todas las partículas es lo suficientemente firme para no permitir la penetración de moléculas de agua entre ellas y por lo tanto serán relativamente estables en presión del agua.[pic 1]

Las Montmorilonitas están formados por una lámina alumínica entre dos silícicas, superponiéndose indefinidamente. En este caso la unión entre las retículas del mineral es débil por lo que las moléculas del agua pueden introducirse en la estructura con relativa facilidad a causa de las fuerzas eléctricas generadas por su naturaleza bipolar, produciendo un incremento en el volumen de los cristales lo que se traduce a una expansión tendencia a la estabilidad.[pic 2]

Las ilitas están estructurados análogamente que las Montmorinolitas, pero su constitución interna manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen en el área expuesta al agua por unidad de volumen; por ellos sus expansividad es menor, las arcillas ilitas se comportan mecánicamente más familiares para el ingeniero.

12.- Con respecto a la identificación de minerales de arcilla describa:

- Rayos x: Los rayos x se difractan a su paso a través de una muestra de arcilla y cada trayectoria de difracción es una muestra distintos planos atómicos; el conjunto de trayectorias indica la estructura interna de la arcilla dando como promedio 2x107 Láminas reticulares por centímetro de material.

- Balance térmico: El efecto de las altas temperaturas sobre una arcilla es extraer el agua de sus retículas laminares, transformado un mineral de arcilla en otro compuesto químico. La caolinita permite la remoción de su agua estructural y a partir de 500º centígrados y el mineral se transforma en oxido de aluminio amorfo y sílice el resto de minerales al ser calentados permiten su identificación.

13.- En relación a la fase sólida y liquida en una arcilla describa:

- Nexos primarios:

Los nexos primarios que ocurren entre los átomos de un cristal de arcilla suelen ser de alta energía.

- Nexos secundarios:

Son aquellos que se establecen entre las moléculas y ellos corresponden niveles de energía relativamente bajos en comparación con los que ocurren entre los átomos.

14.- En relación a los nexos primarios describa:

a) Nexos iónicos: se establecen entre dos átomos que tiene incompleto el número de electrones en sus bandas más exteriores, así un átomo pierde los electrones de su banda extrema que pasan a ocupar los lugares de los electrones faltantes en la banda extrema del otro; un ejemplo el cloruro de sodio; el sodio con un solo electro en su última orbita lo sede al cloro que tiene 7 electrones en su órbita extrema completando el número 8 lo que transforma al cloruro de sodio en una molécula estables.

b) Nexos covalentes: ocurre entre dos átomos a cada uno de, los cueles les falta uno o más electrones en sus bandas extremas; en estos casos dicho átomos pueden combinarse para compartir un par o más de electrones de manera que un átomo suple con algunos de sus electrones la deficiencia del vecino, en tanto que este completa al primero compartiendo algunos de sus propios electrones.

15.- Explique por qué los nexos secundarios están representados por las llamadas fuerzas de van der Waals:

Estas fuerzas hasta cierto punto es una consecuencia de la naturaleza polar de las moléculas de muchas sustancias, entre ellas las del agua; en estas moléculas los centro de carga positiva y negativa no coinciden , de manera que la molécula en conjunto funciona como un pequeño dipolo permanente, cuando dos moléculas están próximas, el campo de cada una orienta al otra de manera que el centro de carga positiva de una queda próximo al contrario de la otra ejerciéndose entre ambas moléculas una fuerza neta de atracción que forman dos láminas de un cristal de arcilla.

16.- En relación a la toma de una muestra de suelo describa:

a) Muestras alteradas: cuando no guarda las mismas condiciones que cuando se encontraba en el terreno de donde procede.

b) Muestras inalteradas: son aquellas en las que se conserva la estructura y la humedad que tiene el suelo en el lugar donde se obtiene la muestra. Estas muestras se obtendrán de suelo fino que se puedan labrar sin que se disgreguen y se obtienen del piso de una excavación. La muestra debe ser de dimensiones de 30x40 o 40x40 cm que permitan las operaciones de labrado y extracción de la misma.

17.- Describa los siguientes conceptos:

- Suelo desde el punto de vista de ingeniería civil:

Representa todo tipo de material terroso, desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas o lutitas suaves. Quedan excluidos de la definición las rocas sanas, ígneas o metamórficas y los depósitos sedimentarios altamente cementados, que no se ablanden o desintegren rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe considerarse como parte integral del mismo.

- Limo y arcilla

La arcilla está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados,