CCF20091008103

to wynikiem różnej budowy wewnętrznej minerałów ilastych. Do dominujących grup minerałów ilastych występujących w gruntach spoistych z obszaru Polski należą przede wszystkim łyszczyki (illit), smektyty (montmorillonit) oraz w podrzędnych ilościach kaolinit i chloryt.

Budowa wewnętrzna i właściwości minerałów ilastych są opisane w licznych publikacjach, zarówno ściśle mineralogicznych (m.in. R. E. Grim, 1968; L. Stoch, 1974), jak i poświęconych badaniom gruntów (Gruntoznawstwo, 1977; K. Kulesza-Wiewóra, 1990). Do najbardziej aktywnych należą minerały z grupy smektytu, m.in. montmorillonit, beidclit, nontroniL Aktywność tych minerałów wynika z ich budowy wewnętrznej (ryc. 74) charakteryzującej się układem pakietów 2:1. Oznacza to, że

Ryc. 74. Szkic struktury montmorillonitu (wg R. E. Grima, 1968): 1 — tlen, 2 — grupa OH, 3 — glin, żelazo, magnez, 4 — krzem, niekiedy glin

jedna warstwa oktaedryczna jest zamknięta między dwiema warstwami tetraedry-cznymi, co powoduje, że powierzchnie dwóch sąsiednich pakietów, obsadzone atomami tlenu, odpychają się, a odległość między pakietami może się zmieniać. Minerały te mają w związku z tym silne właściwości hydrofilne. Pizejawia się to w dużej zdolności do wiązania wody, zarówno na powierzchni kryształów, jak i w przestrzeniach międzypakietowych. Grunty zawierające minerały montmorillonitowc charakteryzują się zwykle wysoką wilgotnością i plastycznością (tzn. wysokim wskaźnikiem plastyczności i granicami konsystencji), dużym pęcznieniem i znaczną ściśliwością.

Minerały grupy kaolinitu (kaolinit, dickit, nakryt, haloizyt) mają pakiety typu 1 : 1. W pakietach tych jedna warstwa tetraedryczna jest połączona z jedną warstwą oktaedryczną (ryc. 75). W ten sposób dwie powierzchnie sąsiednich pakietów są obsadzone z jednej strony atomami tlenu (warstwa tetraedryczna), z drugiej grupami wodorotlenowymi (warstwa oktaedryczna), co powoduje istnienie silnych wiązań między pakietami. Uniemożliwiony jest więc dostęp wody między pakiety, która może tylko zwilżać powierzchnie kryształów. W wyniku tego minerały grupy kaolinitu są w stosunku do innych minerałów ilastych najmniej hydrofilne. Grunty zawierające minerały z grupy kaolinitu wykazują zwykle niską wilgotność i plastyczność, małe pęcznienie i ściśliwość.

2

3

Ryc. 75. Szkic struktury kaolinitu (wg R. E. Grima, 1968): 1 — tlen, 2 — grupa OH, 3 — glin, 4 — krzem

Łyszczyki (illit) mają budowę pakietów 2:1, lecz obecność jonów potasu (K⁺) w przestrzeniach międzypakietowych powoduje ich unieruchomienie (ryc. 76). Częściowe wyługowanie tych jonów i zastąpienie wodą powoduje, że minerały te charakteryzują się hydrofilnością pośrednią w stosunku do montmorillonitów i kaolinitów. Tak więc, takie właściwości, jak zdolność do pęcznienia, plastyczność, ściśliwość w gruntach zawierających minerały z grapy łyszczyków są wyższe niż w gruntach koalinitowych, a niższe niż montmorillonitowych.

2.2. Klasyfikacja minerałów ilastych

W tabeli 47 przedstawiono uproszczoną klasyfikację minerałów ilastych obejmującą tylko główne, najczęściej występujące w polskich gruntach spoistych minerały. Pełniejszy podział znajduje się m.in. w literaturze cytowanej w tytule tabeli.

219