Mecânica dos solos mineralogia dos solos

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MINERALOGIA DOS SOLOS
● COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DOS SOLOS
– minerais resistentes ao intemperismo. Ex: quartzo
– minerais intemperizáveis em diferentes graus de alteração. 
Exs: feldspatos, micas
– minerais secundários → originados do intemperismo. Ex: 
argilominerais
● 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
– Unidades cristalográficas básicas
• tetraedros de sílica
• octaedros de gibbsita
– Espécies mineralógicas
• caulinitas
• ilitas
• esmectitas - montmorilonita
• outras: vermiculitas, haloisitas, alofanas, ...
– Técnicas para identificação
• difratometria de raio X
• análise termo-diferencial (ATD)
• microscopia eletrônica
• métodos químicos
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ESTRUTURA 1.1
caulinita
ESTRUTURA 2 : 1
esmectitas e ilita
ESTRUTURA DAS 
CAMADAS
DOS ARGILOMINERAIS
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– Propriedades dos principais grupos de 
argilominerais
Caulinita - (OH)8Al4Si4O10
Argilomineral 1:1, 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 2,66.
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
Argilomineral 2:1 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 de água e íons
→ presença de K+. Baixa expansão, adsorção d’água e plasticidade.
Fase inicial de intemperismo das micas → idêntica estrutura molecular, 
substituição parcial de Si+4 por Al+3 compensado por íons K+, sujeito a troca
iônica → CTC de 20 a 60 me/100g.
Comuns em solos originários de rochas graníticas.
Esmectitas - (OH)4Al4Si8O20.xH2O (montmorilonita)
Grupo de argilominerais 2:1, expansivos, distância basal: 10 a 20Å, 
substituição isomórfica na lâmina octaedral Mg+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 adsorção d’água) → grande área superficial (800 m2/g) →
grande capacidade de reter íons.
Solos pouco intemperizados, regiões temperadas e áridas, locais com 
drenagem impedida (Vertissolos e Solos Litólicos → Campanha RS). 
Elevada capacidade de expansão e contração, elevada plasticidade 
(wl:140-700%; wp:50-100%; IP:60-600%) e pegajosidade (úmidos), 
sujeitos a fendilhamentos e de consistência dura (secos). Dens: 2,75 a 
2,78. 
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Outros:
Vermiculita
Argilomineral 2:1 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 plasticidade e 
pegajosidade.
Ocorre em solos pouco intemperizados, produto da alteração das micas.
Vermiculita aluminosa
Precipitação de polímeros de Al - Aln(OH)n - entre as camadas da vermiculita e
esmectitas → redução no potencial de expansão e contração.
Argilominerais de camada mista (interestratificados)
Transformação parcial de um argilomineral original em um outro: mica-ilita, 
mica-ilita-vermiculita, ilita-montmorilonita, ....
Alofanas
Argilominerais com formato esférico, ricos em água, Al > Si, considerados 
amorfos, CTC até 100 me/100g.
Solos de vidros vulcânicos.
Formação e transformação dos argilominerais
Origem dos argilominerais:
– alteração dos filossilicatos primários →mudança do material entrecamadas
• remoção do K das micas e substituição por H, Ca ou Mg → ilita
• remoção completa do K → vermiculita ou esmectita
• precipitação de polímeros de Al → vermiculita aluminosa
– neoformação a partir dos produtos de alteração dos silicatos:
GIBBSITA
Feldspatos - (Ca, Mg, Na, K, Si) Produtos -Si CAULINITA
Piroxênios de
Anfibólios Alteração +K ILITA
+Mg, Ca ESMECTITA
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MINERALOGIA DOS SOLOS
SEQÜÊNCIA DE TRANSFORMAÇÃO DE ARGILOMINERAIS 2:1
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