Brucite

La brucite è la forma minerale dell'idrossido di magnesio (Mg(OH)₂). Si forma comunemente quando la periclasio si altera nel marmo, appare come minerale idrotermale di vena a bassa temperatura in calcari metamorfosati e scisti cloritici, e si sviluppa durante la serpentinizzazione delle duniti. Si trova tipicamente associata a serpentino, calcite, aragonite, dolomite, magnesite, idromagnesite, artinite, talco e crisotilo. La sua struttura è stratificata, simile allo ioduro di cadmio, con legami a idrogeno che tengono insieme gli strati.

Descritta per la prima volta nel 1824 da François Sulpice Beudant, fu chiamata così in onore del mineralogista americano Archibald Bruce (1777–1818), che la scoprì. Una varietà fibrosa è chiamata nemalite, che si presenta come fibre o listarelle solitamente allungate lungo la direzione [1010], anche se talvolta lungo [1120].

Tra le occorrenze notevoli si annoverano la Wood's Chrome Mine presso la Cedar Hill Quarry nella contea di Lancaster, Pennsylvania, USA. Brucite gialla, bianca e blu con abito botrioidale è stata trovata nel distretto di Qila Saifullah del Belucistan, Pakistan, e successivamente nell'Ofiolite di Bela a Wadh, distretto di Khuzdar, sempre in Belucistan. Altre località includono Sudafrica, Italia, Russia e Canada, ma le scoperte più significative provengono da Stati Uniti, Russia e Pakistan.

La brucite sintetica è utilizzata principalmente come precursore della magnesia (MgO), un materiale refrattario e isolante termico. Serve anche come ritardante di fiamma, poiché si decompone termicamente rilasciando acqua, in modo simile all'idrossido di alluminio e alle miscele di huntite e idromagnesite. È un'importante fonte di magnesio per l'industria. Sebbene generalmente considerata sicura, la brucite può essere contaminata da fibre di amianto naturali.

Nel cemento e nel calcestruzzo esposti all'acqua di mare contenente ioni Mg²⁺ e SO₄²⁻, la precipitazione di brucite poco solubile favorisce la formazione di gesso durante l'attacco solfatico. Questa precipitazione spinge l'equilibrio chimico verso la formazione di gesso ed ettringite, una fase espansiva che causa stress meccanico nella pasta di cemento indurita. Tuttavia, la brucite ha un volume molare ridotto (24,63 cm³/mol), che può ostruire la rete porosa e rallentare la diffusione di ioni dannosi, ritardando la decalcificazione della fase C-S-H (il legante nel calcestruzzo) e la sua trasformazione in M-S-H. Il meccanismo esatto del ruolo della brucite nel degrado è dibattuto. Se avesse un volume molare elevato, sarebbe considerata una fase rigonfiante come l'ettringite, ma non è così. Non è chiaro se causi espansione. Se sostituisce localmente un'altra fase (sostituzione topochimica) e ha un volume molare inferiore, non ci si aspetta espansione, ma solo una ridotta porosità. Ma se molti cristalli minuscoli crescono tra quelli esistenti, anche con un volume molare ridotto, potrebbero esercitare una pressione di cristallizzazione, portando a stress da trazione, espansione e fessurazione. Il contatto prolungato tra acqua di mare o salamoie ricche di magnesio e calcestruzzo può causare problemi di durabilità, specialmente per strutture sommerse con armature in acciaio, a causa della corrosione per vaiolatura da ioni cloruro. L'uso di dolomite come aggregato nel calcestruzzo con cemento ad alto contenuto di alcali può anche innescare la precipitazione di brucite attraverso la reazione di dedolomitizzazione, come osservato nelle reazioni alcali-aggregato. Per questo motivo, la dolomite è vietata come aggregato nel calcestruzzo.