Effetto del chimismo del fluido interstiziale sulle proprietà di plasticità dei terreni a grana fine

Le particelle di argilla, a contatto con il fluido interstiziale, sviluppano una carica strutturale.
Gli anioni O2- per le strutture tetraedriche, e gli ioni OH- per le strutture ottaedriche, contribuiscono a creare una struttura a strati, in linea di massima, elettricamente neutra; l’esistenza, però, di legami laterali implica la presenza di alcune cariche elettrice non compensate. Oltre a ciò, la sostituzione isomorfa (ovvero con salvaguardia della struttura dei fogli) di ioni ad alta valenza con ioni a bassa valenza, genera una carica negativa addizionale durante la formazione del minerale (es. Si4+ con Al3+ nelle strutture tetraedriche, Al3+ con Mg2+ nelle strutture ottaedriche).
In assenza di fluidi, i controioni neutralizzanti sono strettamente legati alla superficie della particella, e gli ioni in eccesso precipitano sotto forma di sali.
In presenza di liquidi, i sali precipitati si idratano, e formano un fluido elettrolitico di concentrazione co, mentre i controioni, presenti sulla superficie della particella, si idratano e tendono a separarsi dalla superficie stessa (questi effetti sono dovuti all’azione combinata della polarità dell'acqua e agli effetti di diffusione dell’agitazione termica).
Tuttavia, la forza di attrazione tra i controioni e la superficie carica, limita il movimento dei controioni stessi.
Gli effetti dell’abbinamento dell’agitazione termica con le forze elettrostatiche producono una particolare distribuzione della concentrazione: per i minerali caricati negativamente, c’è un’alta concentrazione di anioni e cationi in corrispondenza della particella, che raggiunge la quantità del fluido man mano che ci si allontana dalla superficie della particella.
Il confine tra lo strato di Gouy e il fluido non è ben definito a causa dei movimenti casuali dei cationi e anioni idratati. In particolare, uno strato di ioni di legame rimane in prossimità della superficie (strato di Stern), seguito da una nuvola di ioni sparsi (strato di Gouy). Lo strato di Gouy ha uno spessore di alcuni angstrom, e la superficie di separazione tra i due strati è chiamato piano di Helmholtz (fig. 1.5).
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