Γιατί ο πηλός διογκώνεται περισσότερο από τον ψαμμίτη;
1. Ορυκτική σύνθεση: Τα ορυκτά αργίλου, όπως ο Montmorillonite και ο σμηκτίτης, έχουν μια στρώση δομής με αρνητικά φορτισμένες επιφάνειες. Αυτά τα αρνητικά φορτία προσελκύουν μόρια νερού, τα οποία σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με τα σωματίδια αργίλου. Καθώς απορροφάται περισσότερο νερό, τα σωματίδια αργίλου επεκτείνονται και διογκώνονται, προκαλώντας την αύξηση του πηλού. Αντίθετα, ο ψαμμίτης αποτελείται κυρίως από κόκκους άμμου, όπως το χαλαζία, οι οποίοι δεν διαθέτουν σημαντικές αρνητικές χρεώσεις και δεν προσελκύουν εύκολα μόρια νερού.
2. Μέγεθος σωματιδίων: Τα σωματίδια αργίλου είναι πολύ μικρότερα σε σύγκριση με τα σωματίδια άμμου. Το μικρότερο μέγεθος σωματιδίων των ορυκτών αργίλου αυξάνει την επιφάνεια τους, παρέχοντας περισσότερες θέσεις για τα μόρια του νερού για να προσκολληθούν. Η αυξημένη επιφάνεια επιτρέπει στον πηλό να απορροφά και να διατηρεί περισσότερο νερό, οδηγώντας σε μεγαλύτερη διόγκωση.
3. Τα σωματίδια αργίλου έχουν ασθενέστερους δεσμούς μεταξύ σωματιδίων σε σύγκριση με τα σωματίδια ψαμμίτη. Οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις μεταξύ σωματιδίων αργίλου είναι ασθενέστερες λόγω των αρνητικών φορτίων στις επιφάνειές τους. Αυτή η αδύναμη συγκόλληση επιτρέπει στα σωματίδια αργίλου να μετακινούνται πιο εύκολα όταν υπάρχει νερό, επιτρέποντας μεγαλύτερη επέκταση και διόγκωση. Αντίθετα, τα σωματίδια ψαμμίτη συγκρατούνται από ισχυρότερους ομοιοπολικούς δεσμούς, τα οποία αντιστέκονται στο πρήξιμο.
4. Τα ορυκτά αργίλου έχουν υψηλό CEC, το οποίο αναφέρεται στην ικανότητά τους να ανταλλάσσουν κατιόντα (θετικά φορτισμένα ιόντα) στις επιφάνειές τους. Όταν το νερό που περιέχει διαλυμένα κατιόντα έρχεται σε επαφή με τον πηλό, αυτά τα κατιόντα προσελκύονται από τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια πηλού και αντικαθιστούν άλλα κατιόντα που υπάρχουν ήδη. Η ανταλλαγή κατιόντων μπορεί να προκαλέσει διασκορπισμένα και διογκωμένα σωματίδια αργίλου, συμβάλλοντας περαιτέρω στην πρήξιμο του πηλού.
Έτσι, λόγω της ορυκτής σύνθεσης, του μικρότερου μεγέθους σωματιδίων, της ασθενέστερης σύνδεσης μεταξύ των σωματιδίων και του υψηλού CEC, ο πηλός έχει μεγαλύτερη τάση να διογκωθεί όταν έρχεται σε επαφή με νερό σε σύγκριση με τον ψαμμίτη.
