Problemas geotécnicos asociados a la presencia de sulfatos sódicos. Un enfoque mineralógico

• Autores: Cristina de Santiago Buey
• Localización: Ingeniería civil, ISSN 0213-8468, Nº 178, 2015, págs. 33-45
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Geotechnical problems related to the presence of sodic sulphates. A mineralogical approach
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• Resumen
  • español

    El principal propósito de este artículo es ofrecer una información geológica básica sobre las glauberitas y los sulfatos sódicos con el fin de comprender mejor los fenómenos geoquímicos y mineralógicos que se encuentran detrás de algunos problemas geotécnicos hallados durante la ejecución de una obra civil. Las formaciones evaporíticas que ocuparon las grandes cuencas continentales de la Península Ibérica durante el Mioceno superior (Terciario) contienen frecuentemente unidades glauberíticas (con sulfatos sódicos) en sus partes centrales. Estas unidades g,lauberíticas comprenden capas de tenardita y glauberita en la base y yeso cristalino en el techo. Cuando las glauberitas quedan expuestas a las condiciones atmosféricas debido a la eje-cución de obras de ingeniería civil, se transforman en yeso secundario y algún tipo de sulfato sódico, siendo la fase anhidra (tenardita), la más común y la fase decahidratada (mirabilita), la fase estable en condiciones de humedad relativa superiores al 40-50%. Tradicionalmente se ha considerado que los daños sufridos en obras son debidos al aumento de volumen asociado a la reacción de hidratación de la tenardita para transformar-se en mirabilita. Sin embargo, recientemente se ha reconocido que el efecto destructivo de estos minerales se debe a la nucleación y crecimiento de cristales, tanto de tenardita como de mirabilita, a partir de soluciones supersaturadas que se originan a partir de la disolución de sulfatos previos como tenardita o glauberita. Este proceso puede generar fuertes presiones de cristalización que produce el deterioro de los materiales porosos como rocas naturales o los propios materiales de construcción. Resulta fundamental evaluar y caracterizar co-rrectamente este proceso de daño geológico, con el fin de identificar, remediar o incluso evitar problemas geo-técnicos en estas unidades glauberíticas.

  • English

    The main purpose of this paper is to offer some geological background in the field of glauberites and sodium sulphates in order to better understand the geochemical and mineralogical phenomena taioing place behind the geotechnical problems found during some recent infrastructure construction works. 'The evaporitic formations accumulated in the large non-marine sedimentary basins of the lberian Peninsula during the Upper Miocene (Tertiary), commonly have glauberitic units (units bearing sodium sulphates) in their central parts. These glaube-ritic units comprise thenardite-glauberite layers at the base and crystalline gypsum at the top. When glauberitic materials get exposed to atmospheric conditions due to infrastructure construction works, they undergo mineral transformation to secondary gypsum and sodium suiphate phases, the anhydrous phase being the most common, Na,SO4 (thenardite), whik sodium sulfate decahydrate—Na2504. 10 H20 (mirabilite) is the stable phase al rela-tive humidities higher tan 40-50%. For a long time, darnage wa,s attributed lo the volumen increase associated with the hydration reaction of thenardite to become mira bilite. More recen tly it was recognizecl that the destructi-ve effect is attributed to the cristal growth of then ardite or mirabilite crystals from highly supersaturated solutions originating from the dissolution of previous sulphate crystals, such as thenardite or glauberite, 'This process can generate severe large crystallization pressure, resulting in porosas materials damage Le. natural rocks and coas-truction materials decay. Assessment and characterization of tisis active damage processmg ts crucial to identify, remediate or even avoid potential geotechnical problems in tisis glauberitic units.