Brucite

La brucite est la forme minérale de l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)₂). Elle se forme couramment lorsque la périclase s'altère dans le marbre, apparaît comme un minéral filonien hydrothermal de basse température dans les calcaires métamorphisés et les schistes chloriteux, et se développe lors de la serpentinisation des dunites. On la trouve généralement associée à la serpentine, la calcite, l'aragonite, la dolomite, la magnésite, l'hydromagnésite, l'artinite, le talc et la chrysotile. Sa structure est en couches, semblable à celle de l'iodure de cadmium, avec des liaisons hydrogène maintenant les couches ensemble.

Décrite pour la première fois en 1824 par François Sulpice Beudant, elle a été nommée d'après le minéralogiste américain Archibald Bruce (1777–1818), qui l'a découverte. Une variété fibreuse est appelée némalite, se présentant sous forme de fibres ou de lattes qui s'allongent généralement selon la direction [1010], bien que parfois selon [1120].

Les occurrences notables incluent la Wood's Chrome Mine à la Cedar Hill Quarry dans le comté de Lancaster, en Pennsylvanie, aux États-Unis. De la brucite jaune, blanche et bleue avec un habitus botryoïdal a été trouvée dans le district de Qila Saifullah au Baloutchistan, au Pakistan, puis dans l'ophiolite de Bela à Wadh, district de Khuzdar, également au Baloutchistan. D'autres localités incluent l'Afrique du Sud, l'Italie, la Russie et le Canada, mais les découvertes les plus significatives proviennent des États-Unis, de la Russie et du Pakistan.

La brucite synthétique est principalement utilisée comme précurseur de la magnésie (MgO), un matériau réfractaire et un isolant thermique. Elle sert également de retardateur de flamme, car elle se décompose thermiquement en libérant de l'eau, à l'instar de l'hydroxyde d'aluminium et des mélanges de huntite et d'hydromagnésite. C'est une source importante de magnésium pour l'industrie. Bien que généralement considérée comme sûre, la brucite peut être contaminée par des fibres d'amiante naturelles.

Dans le ciment et le béton exposés à l'eau de mer contenant à la fois des ions Mg²⁺ et SO₄²⁻, la précipitation de brucite peu soluble favorise la formation de gypse lors de l'attaque sulfatique. Cette précipitation déplace l'équilibre chimique vers le gypse et l'ettringite, une phase expansive qui provoque des contraintes mécaniques dans la pâte de ciment durcie. Cependant, la brucite a un faible volume molaire (24,63 cm³/mol), ce qui peut obstruer le réseau poreux et ralentir la diffusion des ions nocifs, retardant la décalcification de la phase C-S-H (le liant du béton) et sa transformation en M-S-H. Le mécanisme exact du rôle de la brucite dans la dégradation est débattu. Si elle avait un volume molaire élevé, elle serait considérée comme une phase gonflante comme l'ettringite, mais ce n'est pas le cas. On ne sait pas si elle provoque une expansion. Si elle remplace localement une autre phase (remplacement topochimique) et a un volume molaire plus petit, aucune expansion n'est attendue – seulement une porosité réduite. Mais si de nombreux petits cristaux se développent entre les cristaux existants, même avec un faible volume molaire, ils pourraient exercer une pression de cristallisation, entraînant des contraintes de traction, une expansion et des fissures. Un contact prolongé entre l'eau de mer ou les saumures riches en magnésium et le béton peut entraîner des problèmes de durabilité, en particulier pour les structures immergées avec des armatures en acier, en raison de la corrosion par piqûres due aux ions chlorure. L'utilisation de dolomite comme granulat dans le béton avec un ciment à haute teneur en alcalis peut également déclencher la précipitation de brucite par la réaction de dédolomitisation, comme on le voit dans les réactions alcali-granulats. Pour cette raison, la dolomite est interdite comme granulat dans le béton.