Hostname: page-component-8448b6f56d-m8qmq Total loading time: 0 Render date: 2024-04-19T19:39:37.224Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Etude de la repartition de l'eau dans des argiles saturees Mg2+ aux fortes teneurs en eau

Published online by Cambridge University Press:  09 July 2018

O. Touret ,
C. H. Pons ,
D. Tessier  and
Y. Tardy
O. Touret
Affiliation:
Centre de Sédimentologie et de Géochimie de la Surface (CNRS), 1 rue Blessig, 67084 Strasbourg
C. H. Pons
Affiliation:
Laboratoire de Cristallographie (UA810) Université d'Orléans, 45067 Orléans Cédex 2
D. Tessier
Affiliation:
INRA, Station de Science du Sol, 78026 Versailles, France
Y. Tardy
Affiliation:
Centre de Sédimentologie et de Géochimie de la Surface (CNRS), 1 rue Blessig, 67084 Strasbourg
Get access Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Powdered 2:1 Mg-clay samples were rehydrated up to the maximum hydration. Both scanning and transmission electron microscopy were used to characterize their structural organization i.e. particle arrangement, texture and crystal structure. Low-angle X-ray scattering experiments were carried out to quantify the microstructure of the system. The results showed that sample water contents reached at saturation are not directly related to changes in layer distance. The hydration mechanism is rather correlated to particle size and particle aggregate size. It is also shown that the a, b plane extension of the layers influences particle size and shape. Finally, it appears that for a better understanding of clay swelling mechanisms, at high water contents, it is necessary to take into account all organization levels and that the contribution of interlayer space to the total water content, for Mg-smectites, is small.

Résumé

Résumé

Des poudres d'échantillons de smectites saturées Mg2+ ont été réhydratées jusqu'à obtention d'une hydratation maximale. Les microscopies électroniques à balayage et à transmission ont permis de caractériser l'organisation des argiles, en particulier l'arrangement, la taille et la structure cristalline des particules. La diffusion aux petits angles des rayons X a été utilisée pour quantifier la microstructure des matériaux. Les résultats obtenus montrent que les teneurs en eau atteintes à saturation ne sont pas directement reliées à des variations de la distance interfoliaire. Le mécanisme de l'hydratation est en revanche correlé à la taille des particules et à celle des agrégats de particules. Il est montré que l'extension des feuillets dans le plan a, b joue un rôle direct sur la taille et la forme aussi bien des particules que des agrégats de particules. In fine, il apparaît que pour mieux comprendre le mécanisme du gonflement maximal des argiles, il devient nécessaire de prendre en compte tous les niveaux d'organisation et que la contribution de l'espace interfoliaire dans l'évaluation de l'eau totale peut être, pour les smectites-Mg relativement faible.

Type
Research Article
Information
Clay Minerals , Volume 25 , Issue 2 , June 1990 , pp. 217 - 233
Copyright
Copyright © The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland 1990

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Bibliographie

Banin, A. & Lahav, N. (1968) Optical study of particle size of montmorillonite with various adsorbed cations. Nature, 217, 1146–1147.CrossRefGoogle Scholar
Ben Rhaïem, H., Tessier, D. & Pons, C.H. (1986) Comportement hydrique et evolution structurale et texturale des montmorillonites au cours d'un cycle de dessiccation-humectation. I. Cas des montmorillonites calciques. Clay Miner., 21, 9–29.Google Scholar
Ben Rhaïem, H., Pons, C.H. & Tessier, D. (1987) Factors affecting the macrostructure of smectites. Role of cation and history of applied stresses. Proc. Int. Clay Conf. Denver, 292–297.Google Scholar
Brindley, G.W. (1966) Discussions and recommendations concerning the nomenclature of day minerals and related phyllosilicates. Clays Clay Miner., 14, 27–34.CrossRefGoogle Scholar
Calle, C. de la (1977) Structure des vermiculites. Facteurs conditionnant les mouvements des feuillets. Thèse Doct., Univ. P. & M. Curie, Paris, France.Google Scholar
Calle, C. de la (1982) Estudio del orden-desorden en un nontronita potasica anhidra por difraccion de rayos X. Clay Miner., 17, 301–311.Google Scholar
Calle, C. de la, Suquet, H. & Pezerat, H. (1985) Vermiculites hydratées à une couche. Clay Miner., 20, 221–230. Google Scholar
Jouany, C. (1981) Transferts d'eau par àvaporation dans les milieux argileux. These Sci., Toulouse, France.Google Scholar
Kamel, M.W. (1981) Etude de Vimbibition, du gonflement et du déssèchement de quelques argiles. Thèse Sci., Toulouse, France.Google Scholar
Kehres, A. (1983) Isothermes de deshydratation des argiles. Energies d'hydratation–Diagrammes des pores, surfaces internes et externes. Thèses Sci., Toulouse, France.Google Scholar
Pedro, G. (1967) Commentaires sur la classification et la nomenclature des mineraux argileux. Bull. Gr. Fr. Argiles, 19, 69–86.Google Scholar
Pons, C.H. (1980) Mise en evidence des relations entre la texture et la structure dans les systèmes eau-smectites par diffusion aux petits angles du rayonnement X synchrotron. Thèse Doct., Univ. Orleans, France.Google Scholar
Pons, C.H., Rousseaux, F. & Tchoubar, D. (1981) Utilisation du rayonnement synchrotron en diffusion aux petits angles pour Tetude du gonflement des smectites. I: Etude du systeme eau-montmorillonite Na en fonction de la temperature. Clay Miner., 16, 23–42.CrossRefGoogle Scholar
Pons, C.H., Rousseaux, F. & Tchoubar, D. (1982) Utilisation du rayonnement synchrotron en diffusion aux petits angles pour I'étude du gonflement des smectites. II: Etude des differents systemes eau-smectites en fonction de la temperature. Clay Miner., 17, 327–338.CrossRefGoogle Scholar
Pons, C.H., Ben Rhaïem, H., Tessier, D. & Clinard, C. (1987) Apport de la diffusion aux petits angles de rayons Tetude de la microstructure des materiaux argileux. Micromorphologie des sols. Proc. VUth Working Meeting Soil Micromorphology, Paris, 37–42.Google Scholar
Quirk, J.P. (1968) Particle interaction and soil swelling. Israäl J. Chem. 6, 213–234.CrossRefGoogle Scholar
Rico, R. (1984) Thermodynamique de Vechange cationique dans les argiles. These Sci., Strasbourg, France.Google Scholar
Saez-Aunon, J., Pons, C.H., Iglesias, J.Z. & Rausell-Colom, J.A. (1983) Etude du gonflement des vermiculites- ornithines en solution saline par analyse de la diffusion des rayons X aux petits angles. Methode d'interpretation et recherche des parametres d'order. J. Appl. Cryst., 16, 439–448.CrossRefGoogle Scholar
Tardy, Y.& Touret, O. (1987) Hydration energies of smectites: A model for glauconite, illite and corrensite formation. Proc. Int. Clay Conf. Denver, 46–52.Google Scholar
Tessier, D. (1978) Etude de l'organisation des argiles calciques. Evolution au cours de la dessiccation. Ann. Agron 29, 319–355.Google Scholar
Tessier, D. & Berrier, J. (1978) Observations d'argiles hydratées en microscopie electronique à balayage: importance et choix de la technique de preparation. Proc. Vth Int. Working Meeting Soil Micromorphology Granada, 117–135.Google Scholar
Tessier, D. (1984) Etudeexperimentalede Vorganisationdesmateriauxargileux. These Sci., Univ. Paris VII, France.Google Scholar
Tessier, D. & Pedro, G. (1987) Mineralogical characterization of 2:1 clays in soils: importance of the clay texture. Proc. Int. Clay Conf. Denver, 78–84.Google Scholar
Touret, O. (1988) Structure des argiles hydratees. Thermodynamique de la deshydratation et de la compaction des smectites. Thèses Univ., Strasbourg, France.Google Scholar
Turki, F. (1983) Gonflement et cinetique d'imbibition de quelques argiles. These Sci., Strasbourg, France.Google Scholar
Turki, F. (1987) Hydratation des materiaux argileux gonflants. These Sci., Strasbourg, France.Google Scholar
Valles, A. (1981) Isothermes d'adsorption d'azote et gonflement des argiles. Rapport D.E.A. Toulouse. Google Scholar
Van Olphen, H. (1977) An Introduction to Clay Colloid Chemistry, John Wiley & Sons, London.Google Scholar