Argilla

Argilla
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Le scogliere di Gay Head nell'isola di Martha's Vineyard sono composte interamente di argille.
Cantiere edile in un sito con terreno argilloso
Argilla è il termine che definisce un sedimento non litificato estremamente fine (le dimensioni dei
granuli sono inferiori a 2 μm di diametro) costituito principalmente da allumino-silicati idrati
appartenenti alla classe dei fillosilicati.
Minerali argillosi e loro classificazione [modifica]
I minerali costituenti delle argille sono definiti minerali argillosi oppure minerali delle argille. Sono
tutti dei fillosilicati e vengono classificati in quattro gruppi principali, in base alla struttura
cristallografica:
a) a due strati T-O (tetraedrico-diottaedrico)
Il rappresentante principale di questo gruppo è la Caolinite di formula chimica (Al)2Si2O5(OH)4, di
genesi idrotermale o per alterazione in ambiente acido di feldspati. I maggiori depositi sedimentari
sono di ambiente lacustre. Si presenta in aggregati terrosi di colore variabile fra il grigio-giallastro e
il grigio-bruno.
b)a tre strati T-O-T (teatredrico-diottaedrico-tetraedrico)
A questo gruppo appartiene la Montmorillonite di formula chimica (Na, Ca)0.33(Al,
Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O, un minerale argilloso di colore bianco e grigio-bianco se in aggregati
(componente principale dei fanghi di perforazione e scavo chiamati bentoniti), che si forma per
alterazione di feldspati in rocce a basso contenuto di silice. La capacità della montmorillonite di
espandere il periodo basale (ovvero la distanza fra gli strati) per sostituzione dell'acqua con glicol
etilenico e di ridurlo eliminando l'acqua per riscaldamento, la rende particolarmente utile per
classificare e misurare la frazione argillosa di un sedimento nelle analisi diffrattometriche a raggi X.
A tale gruppo appartiene anche l'Illite, un minerale argilloso potassico chimicamente simile alla
mica muscovite.
c)a quattro strati T-O-T-O (tetraedrico-diottaedrico-tetraedrico-triottaedrico)
È il gruppo delle Cloriti, che sono minerali argillosi magnesiaco-ferrosi, di origine prevalentemente
metamorfica di basso grado su rocce magmatiche silicatiche o sedimentarie clastiche silicee. Per la
loro genesi, le cloriti sono componenti importanti anche di rocce non argillose.
d)a strati misti
Sono minerali "costituiti" da combinazioni complesse (distinte in regolari e irregolari) degli strati
dei gruppi precedenti. Sono i minerali argillosi più diffusi nelle rocce sedimentarie e nei terreni e
vengono denominati in base ai gruppi costituenti. Abbiamo le illiti-montmorilloniti, le caolinitimontmorilloniti, illiti-cloriti-montmorilloniti, le cloriti-vermiculiti.
In sintesi, infatti, i silicati hanno come elemento costituente un catione di Silicio (Si) - e Alluminio
(Al) che per le dimensioni ioniche può svolgere il ruolo di sostituente, non riconoscibile
chimicamente, del Silicio, da cui il termine di allumo-silicati - in coordinazione tetraedrica con
quattro atomi di Ossigeno. Questi gruppi anionici, tetraedrici, possono essere isolati oppure
collegati fra loro a formare coppie, anelli, nastri, sviluppi bidimensionali (planari) di teatraedri,
sviluppi tridimensionali. A ogni conformazione cristallografica corrispondono classi di minerali
molto diversi.
I fillosilicati ("silicati a foglia") raggruppano i minerali che presentano uno sviluppo bidimensionale
dei tetraedri Silicio-Ossigeno. Si tratta di catene di tetraedri affiancate, unite fra loro, sullo stesso
piano, a formare una maglia ad anelli, generalmente di simmetria pseudoesagonale. In tre
dimensioni, la struttura cristallografica di un fillosilicato è costituita da piani bidimensionali di
teatraedri a maglia ciclica (strati T) sovrapposti a strati ottaedrici (strati O) costituiti da cationi
bivalenti e trivalenti, prevalentemente, Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Sodio (Na), Potassio (K), Ferro
(Fe) e Alluminio (Al). Gli atomi comuni fra i due strati sono gli ossigeni. Questa classe di silicati è
generalmente idrata, con la presenza di ossidrili (OH) che si dispongono al centro degli anelli
tetraedrici. I fillosilicati sono una classe molto numerosa con due sottoclassi principali: i minerali
argillosi e le miche. In base alla coordinazione fra gli strati T e O, al tipo di strato ottaedrico,
derivano le combinazioni che definiscono i quattro gruppi di minerali argillosi.
Genesi e proprietà fisico-chimiche delle argille [modifica]
La genesi dei minerali argillosi nelle rocce è secondaria, per alterazione chimica (in ambiente acido
o alcalino) di rocce magmatiche silicee, per deposizione da soluzioni idrotermali, metamorfismo di
basso grado (nel caso delle cloriti). La formazione dell'Argille come sedimenti clastici sciolti, come
suoli, avviene per dilavamento di rocce contenenti minerali argillosi, con la concentrazione del
sedimento fine, a seguito di un lungo trasporto prevalentemente in acqua, in ambienti lacustri,
marini, lagunari.
I minerali argillosi hanno caratteristiche fisico-chimiche peculiari, quali la dimensione micrometrica
dei cristalli che comportano notevoli capacità di assorbimento d'acqua, scambio ionico e fissazione
di cationi. Questo caratteristiche conferiscono al sedimento argilloso una sensibile plasticità se
miscelato con acqua e refrattarietà se disidratato, proprietà che hanno permesso lo sviluppo
dell'industria laterizia e ceramica.
Le argille, a causa della ridottissima dimensione dei granuli e alla elevata capacità di assorbimento,
sono, assieme ai limi/limi argillosi, terreni coesivi, ovvero terreni le cui caratteristiche meccaniche
sono determinate dalla coesione fra i granuli (e quindi dallo stato di idratazione) piuttosto che
dall'attrito fra gli stessi (che è praticamente ininfluente).
Rocce e sedimenti argillosi caratteristici [modifica]
Argillite: roccia sedimentaria con tessitura clastica a grana finissima che si forma per litificazione
di un sedimento argilloso spesso eterogeneo (costituito da minerali argillosi delle varie classi
summenzionate). Può contenere una percentuale ridotta di sedimenti fini costituiti da quarzo e
minerali non silicei quali carbonati, ossidi di ferro, evaporiti. Di colore molto variabile (varie
tonalità di grigio, fino a quasi nera se organica; rosso bruna, violacea, verde), deriva dai minerali
argillosi che la compongono, la facile fissilità in lamine. La genesi è prevalentemente sedimentaria
in ambiente marino, lagunare, lacustre.
Deposito di varva Pleistocenica
Varve: una roccia argillosa caratterizzata da una fitta alternanza di strati bicolore, chiari e scuri, e a
differente granulometria, sabbioso-limosi i primi, argillosi i secondi. L'alternanza degli strati riflette
il differente periodo di deposizione del materiale (nel caso specifico, un sedimento lacustre di
trasporto glaciale). I sedimenti più grossolani sono originati nel periodo primaverile-estivo, in
seguito all'aumento dell'acqua di fusione del ghiacciaio, quelli più fini e scuri, argillosi e ricchi di
materiale organico, sono di deposizione invernale.
Varietà locali [modifica]
Caranto: una argilla sovraconsolidata pleistocenica, estremamente compatta, di colore grigio-grigio
brunastro con fiammature ocra. È un livello-guida della transizione Pleistocene-Olocene nella
laguna di Venezia ed aree circostanti.
Quick Clay (Argilla Veloce, detta anche Argilla di Norvegia): un particolare tipo di argilla marina,
tipica dei suoli ghiacciati di Norvegia, Canada e Svezia. Estremamente compatta e anche
particolarmente sensibile alla velocità di applicazione di un carico. Se disturbata, caricandola
velocemente, subisce un processo quasi istantaneo di perdita di coesione simile alla liquefazione
Utilizzo storico e moderno dell'argilla [modifica]
Argille del Periodo Quaternario in Estonia.
L'argilla è malleabile quando idratata e può quindi essere facilmente lavorata con le mani. Quando è
asciutta diventa rigida e quando subisce un intenso riscaldamento, diventa permanentemente solida
e compatta. Queste proprietà rendono l'argilla, uno dei materiali più economici e largamente usati
nella produzione ceramica fin dall'antichità. Le prime testimonianze di utilizzo di questo materiale
da parte dell'uomo per creare manufatti risalgono al periodo neolitico, quando i primi oggetti di
argilla (ciotole, vasi, ecc.) venivano cotti direttamente sul fuoco.
Vari popoli hanno utilizzato l'argilla per la produzione di manufatti, tra i quali si annoverano gli
antichi Egizi, i Persiani e i Cinesi con le loro porcellane e i celadon. Già nell'antichità gli uomini
avevano imparato ad aggiungere una polvere silicea al prodotto argilloso prima di effettuare una
seconda cottura, allo scopo di migliorarne l'aspetto e la robustezza.[1] Per ottenere questi capolavori
è stato necessario provare a variare sia la potenza del fuoco sia l'atmosfera a cui si realizzava la
cottura.[2]
L'argilla, attualmente, oltre che nella ceramica, è usata anche in molti processi industriali, come la
preparazione della carta, la produzione di cemento, laterizi, filtri chimici.
Cosmesi [modifica]
L'argilla è talvolta utilizzata per usi esterni cosmetici, come ad es. la maschera a base di argilla, che
molte persone applicano sulla pelle. Il principio secondo cui agisce è la sua variabile consistenza a
contatto con l'acqua; l'argilla disciolta parzialmente in acqua viene applicata come fango, con uno
spessore dell'ordine di millimetri, su una zona della pelle (tipicamente sul viso, ma anche su tutto il
corpo). L'argilla dopo un periodo nell'ordine di decine di minuti si asciuga completamente
divenendo un film rigido aderente perfettamente ad ogni asperita'. La parte dello strato della pelle
più esterna (strato corneo dell'epidermide) lentamente si scolla dallo strato granuloso
dell'epidermide e resta adesa all'argilla, la quale venendo rimossa (ad esempio con acqua) esfolia
questo piccolo strato di cellule morte superficiali che abbandonano il corpo del soggetto. Come
risultato la pelle appare al tatto (ed otticamente) notevolmente più liscia e morbida. Questo
accorgimento estetico è stato usato empiricamente per millenni da varie culture antiche, fino a
giungere pressoche' invariato ai giorni nostri.
Vivaistica [modifica]
Nell'ortocoltura e floricoltura indoor, spesso vengono utilizzati materiali o miscele di materiali in
sostituzione o per la replicazione del suolo; a queste applicazioni viene adattata un tipo di argilla
trattata denominata "argilla espansa". Si tratta di granuli, sferette rozzamente irregolari, ottenute
principalmente mediante trattamento termico di piccole quantità di argilla. A secondo del diametro,
o granulometria, vengono utilizzate per diversi tipi di colture. La principale caratteristica per cui
viene apprezzata l'argilla espansa è il drenaggio che è possibile ottenere col suo utilizzo come
suolo puro o miscelato con altro terriccio. I granuli sono a bassa densità poiché immagazzinano al
loro interno una quantità di aria che li rende molto leggeri ma possono immagazzinare anche una
quantità di umidità quando vengono bagnati, divenendo più pesanti.
L'argilla nella medicina alternativa [modifica]
Le pratiche qui descritte non sono accettate dalla scienza medica, non sono state
sottoposte alle verifiche sperimentali condotte con metodo scientifico o non le
hanno superate. Potrebbero pertanto essere inefficaci o dannose per la salute.
Queste informazioni hanno solo un fine illustrativo: leggi le avvertenze.
Un altro utilizzo dell'argilla, anch'esso derivato dal passato, è nel campo della medicina alternativa.
In particolare viene utilizzata per uso interno, (seguendo particolari accorgimenti ed utilizzando
argilla appositamente filtrata e ripulita) per curare disturbi dell'apparato digerente (ad esempio
acidità di stomaco). In queste pratiche, non validate dal metodo scientifico, vi sono dei rischi, anche
piuttosto seri, riconducibili a determinate modalità di assunzione o derivanti dall'utilizzo di alcune
tipologie di argilla.
Note [modifica]
1. ^ "Dalla creta all'opera d'arte", di Carla Marchelli, pubbl. su "Le Scienze", num.384, agosto
2000, pag.104
2. ^ "Dalla creta all'opera d'arte", di Carla Marchelli, pubbl. su "Le Scienze", num.384, agosto
2000, pag.104
Bibliografia [modifica]
• C. Cipriani, C. Garavelli, Carobbi - Mineralogia, II volume - Cristallografia chimica e
Mineralogia speciale, USES, 1987
• A. Mottana, R. Crespi, G. Liborio, Minerali e rocce, Mondadori, 1977
Voci correlate [modifica]
• Ceramica
• Prodotti ceramici
• Barbottina
Prodotti ceramici
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Si dicono prodotti ceramici quelli ottenuti da impasti di argille, acqua ed eventuali additivi,
essiccati e cotti a temperature adeguate, in modo che non possano più riprendere la loro plasticità. I
prodotti ceramici possono assumere aspetto e caratteristiche diversi a seconda:
• della qualità delle argille;
• della presenza di additivi nell'impasto;
• della temperatura e della modalità di cottura;
• degli eventuali trattamenti superficiali.
I prodotti ceramici si possono suddividere in due tipi: a pasta porosa e a pasta compatta.
Prodotti ceramici a pasta porosa [modifica]
I prodotti ceramici a pasta porosa sono quelli che acquisiscono una porosità più o meno accentuata,
in relazione al tipo di cottura. Sono prodotti ceramici a pasta porosa:
•
•
•
•
•
laterizi
cotto
maioliche
terraglia
cottoforte.
Prodotti ceramici a pasta compatta [modifica]
I prodotti ceramici a pasta compatta sono quelli che presentano bassissima porosità e buone doti di
impermeabilità per effetto della saldatura delle particelle, ottenuta elevando la temperatura di
cottura al punto di greificazione. Sono prodotti ceramici a pasta compatta:
•
•
•
•
•
grès rosso
clinker
grès porcellanato
porcellane
monocottura.
Ciclo di fabbricazione dei prodotti ceramici [modifica]
Escavazione dell'argilla
L'argilla viene prelevata da giacimenti superficiali (cave) o poco profondi, per mezzo di pole
caricatrici, ruspe autocaricanti, ecc. e lasciata a lungo esposta agli agenti atmosferici in modo da
favorirne la disgregazione e aumentarne la finezza e la plasticità.
Preparazione dell'argilla
La preparazione dell'argilla consiste nel trasformarla in un impasto omogeneo ed opportunamente
dosato, allontanando le impurità indesiderate, mediante speciali macchine completamente
meccanizzate e collegate tra loro con nastri trasportatori.
Foggiatura
Con la foggiatura o formatura si riduce il materiale grezzo nella forma desiderata, prima di
consolidarlo definitivamente (e in modo irreversibile) con le lavorazioni successive. I principali
sistemi di foggiatura sono l'estrusione, la pressatura e il collaggio.
Estrusione
Nell'estrusione (o trafilatura), l'impasto di argilla, contenente una percenuale d'acqua tra il 15 e il
20%, viene compresso attraverso un'apertura a profilo prestabilito, detta filiera, ottenendo un filone
di argilla della stessa sezione del manufatto da produrre. Il filone viene quindi tagliato in pezzi della
lunghezza voluta da una tagliatrice a coltelli o a filo di acciaio. Si producono in questo modo la
maggior parte dei mattoni pieni, i mattoni semipieni e forati, i blocchi forati per solai, le tavelle e i
tavelloni.
Pressatura in stampi
Nella pressatura in stampi, l'impasto argilloso (con contenuto d'acqua del 5÷7%) viene costipato da
particolari presse entro apposite forme, esercitando pressioni in grado di compattare il materiale,
espellendo l'aria dalla massa e deformandone i grani. Questa è la lavorazione tipica delle piastrelle,
ma viene anche utilizzata per le tegole.
Colaggio
Il colaggio in stampi è impiegato per produrre ceramici di forma irregolare e molto complessa,
come gli apparecchi igienico-sanitari.
Essiccamento
Per evitare fessurazioni e deformazioni per effetto della rapida evaporazione durante la cottura,
prima di essere messi nel forno gli elementi vengono essiccati, in modo da ridurre al minimo la
quantità di acqua contenuta. A seconda del materiale da trattare si utilizzano essiccatoi statici (a
camere), continui (a tunnel), oppure di tipo "rapido" (a rulli).
Cottura
Durante la cottura, in genere eseguita in forni a tunnel, l'argilla perde la sua plasticità e subisce
profonde trasformazioni fisico-chimiche, attraverso le quali raggiunge le sue caratteristiche finali.
La temperatura di cottura varia, a seconda dei prodotti, da 900 a 1050°C per i laterizi, e da 950 a
1400°C per tutti gli altri prodotti ceramici. I laterizi e le piastrelle non smaltate, che richiedono una
sola cottura, concludono qui il loro ciclo di produzione. I prodotti smaltati possono invece essere
fabbricati con due processi tecnologici diversi: biocottura e monocottura.
Bicottura
La bicottura, di cui la cottura sopra descritta costituisce la prima fase, detta cottura del supporto
(biscotto), è seguita dalla smaltatura e da un'ulteriore cottura che serve a fondere e fissare lo smalto
o la vetrina al supporto.
Monocottura
Nella monocottura (che dà il nome anche ai prodotti) la smaltatura avviene sul supporto essiccato.
Segue un'unica cottura che produce contemporaneamente la trasformazione fisico-chimica del
supporto e la fusione e il fissaggio dello smalto o della vetrina.
Smaltatura e decorazione
La smaltatura del supporto già cotto, nel caso di bicottura, o del supporto appena essiccato, nel caso
di monocottura, conferisce una finitura, che prende il nome di smalto, se è opaca, e di vetrina, se è
trasparente. L'operazione viene effettuata con macchine completamente automatizzate o a mano per
prodotti più pregiati.
Cottura dello smalto
La cottura dello smalto avviene in forni che portano alla fusione dello strato di rivestimento (e
anche del supporto quando si tratta di monocottura), provocando la completa adesione dello smalto
o della vetrina al supporto.
Selezione dei prodotti
Alla fine del processo di lavorazione, i prodotti ceramici (soprattutto le piastrelle e gli apparecchi
sanitari) vengono selezionati e suddivisi in varie scelte, in base alla presenza o meno di determinati
difetti.