Brucite

Brucit ist die Mineralform von Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂). Es entsteht häufig, wenn Periklas in Marmor umgewandelt wird, tritt als niedrigtemperiertes hydrothermales Gangmineral in metamorphen Kalksteinen und Chloritschiefern auf und bildet sich während der Serpentinisierung von Duniten. Es wird typischerweise zusammen mit Serpentin, Calcit, Aragonit, Dolomit, Magnesit, Hydromagnesit, Artinit, Talk und Chrysotil gefunden. Seine Struktur ist schichtartig, ähnlich der von Cadmiumiodid, wobei Wasserstoffbrücken die Schichten zusammenhalten.

Erstmals beschrieben im Jahr 1824 von François Sulpice Beudant, wurde es nach dem amerikanischen Mineralogen Archibald Bruce (1777–1818) benannt, der es entdeckte. Eine faserige Varietät wird Nemalit genannt und kommt als Fasern oder Leisten vor, die meist in Richtung [1010] verlängert sind, manchmal jedoch auch entlang [1120].

Bemerkenswerte Vorkommen umfassen die Wood's Chrome Mine im Cedar Hill Quarry im Lancaster County, Pennsylvania, USA. Gelber, weißer und blauer Brucit mit traubigem Habitus wurde im Qila-Saifullah-Distrikt in Belutschistan, Pakistan, und später im Bela-Ophiolith von Wadh, Khuzdar-Distrikt, ebenfalls in Belutschistan, gefunden. Weitere Fundorte sind Südafrika, Italien, Russland und Kanada, aber die bedeutendsten Entdeckungen stammen aus den USA, Russland und Pakistan.

Synthetischer Brucit wird hauptsächlich als Vorläufer für Magnesia (MgO) verwendet, einem feuerfesten Material und Wärmeisolator. Er dient auch als Flammschutzmittel, da er sich thermisch zersetzt und Wasser freisetzt, ähnlich wie Aluminiumhydroxid und Mischungen aus Huntit und Hydromagnesit. Er ist eine wichtige industrielle Quelle für Magnesium. Obwohl allgemein als sicher eingestuft, kann Brucit mit natürlich vorkommenden Asbestfasern verunreinigt sein.

In Zement und Beton, die Meerwasser mit sowohl Mg²⁺- als auch SO₄²⁻-Ionen ausgesetzt sind, verstärkt die Ausfällung von schwerlöslichem Brucit die Gipsbildung während des Sulfatangriffs. Diese Ausfällung treibt das chemische Gleichgewicht in Richtung Gips und Ettringit, einer expansiven Phase, die mechanische Spannungen im erhärteten Zementleim verursacht. Brucit hat jedoch ein geringes Molvolumen (24,63 cm³/mol), was das poröse Netzwerk verstopfen und die Diffusion schädlicher Ionen verlangsamen kann, wodurch die Entkalkung der C-S-H-Phase (des Bindemittels im Beton) und ihre Umwandlung in M-S-H verzögert wird. Der genaue Mechanismus der Rolle von Brucit bei der Zersetzung ist umstritten. Hätte er ein hohes Molvolumen, würde er als quellende Phase wie Ettringit betrachtet, was jedoch nicht der Fall ist. Ob er eine Ausdehnung verursacht, ist unklar. Wenn er lokal eine andere Phase ersetzt (topochemische Verdrängung) und ein kleineres Molvolumen hat, ist keine Ausdehnung zu erwarten – nur eine verringerte Porosität. Wenn jedoch viele winzige Kristalle zwischen bestehenden wachsen, könnten sie selbst bei einem kleinen Molvolumen Kristallisationsdruck ausüben, was zu Zugspannungen, Ausdehnung und Rissbildung führt. Längerer Kontakt zwischen Meerwasser oder magnesiumreichen Laugen und Beton kann Haltbarkeitsprobleme verursachen, insbesondere bei untergetauchten Bauwerken mit Stahlbewehrungen, aufgrund von Lochfraßkorrosion durch Chloridionen. Die Verwendung von Dolomit als Gesteinskörnung in Beton mit hochalkalischem Zement kann ebenfalls durch die Dedolomitisierungsreaktion eine Brucitausfällung auslösen, wie bei Alkali-Kieselsäure-Reaktionen beobachtet. Aus diesem Grund ist Dolomit als Gesteinskörnung für Beton verboten.