Clay surface characteristics using atomic force microscopy

Abstract

The first component for the manufacture of masonry products used in construction is clay, which provides the plasticity that facilitates the molding and handling of the product. The second component is the feldspar in form of alumina (Al2O3) which is used as flux. The third one is silica (SiO2) which is used as a filling material and stabilizer. These elements are determined by chemical composition using fluorescence analysis or X-ray diffraction, which is the basis of the modern classification of minerals. Thereby, the main objective of this research is to study the surface characteristics of clay samples from an industrial company producing H-10 blocks in the region of Norte de Santander, by studying the surfaces of the samples selected through the analysis by Atomic Force Microscopy, in order to compare the results with those found in the literature, and at the same time taking into account the chemical elements in their highest composition. The results show that this is a technique that allows the identification of clay components, thus validating what has been found in physical and chemical analysis, expecting to provide a scientific contribution by AFM, because there is little information related to the characterization topography of clay materials.

El primer componente para la fabricación de productos de mampostería para la construcción es la arcilla, la cual aporta la plasticidad que facilita el moldeo y el manejo del producto. El segundo componente es el feldespato en su formación como alúmina (Al2O3) que se utiliza como fundente. La tercera es la sílice (SiO2) que se utiliza como un material de relleno y estabilizador. Estos elementos se determinan mediante la composición química por análisis de fluorescencia o difracción de rayos X, la cual es la base de la clasificación moderna de los minerales. De esta manera, el principal objetivo de este trabajo es estudiar las características superficiales de muestras de arcilla de una empresa dedicada a producción de bloques H-10 en la región Norte Santandereana, mediante el estudio de las superficies de las muestras seleccionadas a través de la técnica de Microscopía de Fuerza Atómica con el propósito de comparar los resultados con los obtenidos en la bibliografía teniendo en cuenta los elementos químicos en su mayor composición. Los resultados demuestran que ésta es una técnica que permite identificar los componentes de la arcilla validando de esta manera lo encontrado en los análisis físicos y químicos, con lo cual se espera brindar un aporte científico por AFM o MFA, debido a que existe poca información relacionada en la caracterización topográfica de materiales arcillosos.