Argilla

Caratteristiche e proprietà dell'argilla

Le argille sono rocce sedimentarie che a seconda dell'ambiente di deposizione, possono essere distinti in due tipi: il primo comprende i depositi sedimentari marini che costituiscono circa l'80% di tutte le rocce sedimentarie; al secondo appartengono le argille formate per alterazione e decomposizione delle rocce in posto, in seguito ad azioni idrotermali o atmosferiche: si hanno così i depositi eluviali, che possono essere molto estesi e avere uno spessore di parecchi metri contribuendo in gran parte alla formazione del suolo e dei vari terreni agrari.

Argilla

Argilla.

Componenti mineralogici essenziali dell'argilla sono i silicati idrati di Al - a struttura lamellare - contenenti talvolta anche ioni Na, K, Mg, Ca e Fe. A questi minerali si uniscono sempre, in quantità variabile, altri componenti tra i quali ricordiamo il quarzo, la muscovite, i feldspati ecc. e, talvolta, altri residuati come laterili, cloriti, ecc.

Il diametro massimo dei granuli della frazione argillosa si considera pari a 2 μm.

Proprietà dell'argilla

Le proprietà caratteristiche delle argille sono strettamente connesse con quelle dei minerali che le costituiscono e sono determinate da 5 fattori principali:

composizione del minerale argilloso (che è in genere il fattore più importante);
composizione del minerale non argilloso;
sostanze organiche;
sali solubili e ioni scambiabili;
grossezza dei singoli individui cristallini.

Le varie proprietà sono molto importanti per i diversi usi a cui sono destinati le argille.

Analizziamo le principali proprietà delle argille.

1) La proprietà più significativa posseduta dai minerali argillosi è la capacità di trattenere alcuni cationi e anioni che risultano scambiabili con altri cationi e anioni.

Le cause più importanti della capacità di scambio dei minerali argillosi sono dovute al fatto che i legami esistenti attorno ai vertici dell'unità strutturale silice-allumina danno origine a cariche non sature che vengono bilanciate dai cationi adsorbiti.

Queste proprietà di scambio ionico sono della massima importanza in tutti i campi nei quali vengono impiegate le argille. Ad esempio, nei terreni agrari la ritenzione del potassio somministrato con i fertilizzanti dipende da uno scambio cationico tra il sale di potassio e i minerali delle argille.

2) Un'altra importante proprietà delle argille è rappresentata dalla loro facilità di impregnarsi di acqua.

L'acqua presente nelle argille è di due tipi: acqua cosiddetta di bassa temperatura e gruppi ossidrile (OH) legati alla struttura.

L'acqua di bassa temperatura viene eliminata per mezzo di un riscaldamento a 100-150 °C; è l'acqua esistente nei pori della superficie e attorno alle particelle dei minerali che compongono il materiale.

Vi è anche l'acqua degli interstrati, cioè quella contenuta tra gli strati delle celle elementari, come si ha ad esempio nella montmorillonite.

3) Un'altra importante caratteristica delle argille è la loro plasticità. Le argille sono plastiche, cioè impastate con acqua danno una massa atta a essere modellata conservando la forma impressale; per essiccamento la pasta indurisce e si contrae, ma ritorna plastica se bagnata nuovamente.

La plasticità è più o meno facile: quelle più plastiche si dicono argille grasse, quelle meno, argille magre.

4) Disidratazione delle argille: quando i materiali argillosi vengono sottoposti a riscaldamento ha inizio la disidratazione, viene cioè allontanata ogni sorta di acqua in essi contenuta (acqua adsorbita, acqua degli interstrati, acqua degli ossidrili legata alla struttura).

Col riscaldamento si determinano nelle sostanze argillose anche variazioni strutturali che a una temperatura piuttosto elevata facilitano la formazione di nuove fasi minerali; ciò avviene in particolare con la cottura dei materiali argillosi.

5) Un'altra proprietà dei materiali argillosi largamente sfruttata a livello industriale è la possibilità di reagire con materiali organici.

Argille con elevato potere adsorbente vengono usate nella decolorazione degli oli e dei grassi e come catalizzatori nei processi di cracking di composti organici.

Impieghi dell'argilla

L'argilla trova svariati e importanti impieghi. L'utilizzazione economica dei materiali argillosi dipende in gran parte dalla composizione del minerale argilloso predominante.

Per esempio, nell'industria ceramica, per la fabbricazione di materiali refrattari si possono usare solo argille capaci - per la loro particolare composizione - di resistere alle alte temperature.

Nell'industria petrolifera, per la preparazione dei fanghi di trivellazione, sono richiesti certi tipi di argille particolari, così come particolari sono le argille che si usano nella preparazione di catalizzatori per la raffinazione dei prodotti petroliferi.

Nell'industria della carta vengono usati alcuni tipi di caolino sia nella patinatura sia nella carica.

Nella tecnica delle fondazioni è indispensabile conoscere il materiale argilloso sul quale o attraverso il quale la costruzione viene innalzata.

In campo agricolo, la coltivazione di un terreno, il suo contenuto di sostanze nutritive e il trattamento eventuale con fertilizzanti dipendono in gran parte dal tipo di minerali argillosi presenti nel terreno stesso.

Importante è anche l'uso delle argille e dei materiali argillosi in campo edilizio essendo impiegati nella fabbricazione mattoni, tubi di drenaggio, terre cotte, piastrelle per pavimentazione, materiali sanitari, ecc.