# Portlandite

La portlandite est un corps chimique minéral, l'hydroxyde de calcium, de formule brute Ca(OH)$_2$. C'est une espèce minérale naturelle rare, analogue de la brucite. Elle appartient au système cristallin trigonal, et s'observe en minuscules plaques hexagonales, incolore et transparente, à éclat perlé sur les clivages. On la trouve dans les dépôts de produits de sublimation des émanations ou fumerolles volcaniques, ou parmi les produits de dégradation des éjectas transformés à haute température parmi lesquels les laves communes sur les flancs des formations volcaniques, par exemple sur le Vésuve en Italie, mais aussi avec des roches métamorphiques de contact, par exemple à Scawt Hill, comté d'Antrim en Irlande du Nord.
Ce minéral naturellement rare est très commun dans les ciments et bétons dont il constitue une phase déterminante. De ce fait il est très étudié par les industries de ces matériaux.

## Description et dénomination, géotype

Elle a été décrite en 1933 par le professeur Cecil Edgar Tille, géologue et minéralogiste à l'université de Cambridge, à partir d'échantillons de ce type de la colline Scawt, près de Larne. Ce métamorphisme de contact est caractérisé par le couple larnite Ca$_2$SiO$_4$ - spurrite Ca$_5$(SiO$_4$)$_2$CO$_3$. Il s'agit d'un produit d'altération des roches silico-calcaires lors du métamorphisme.
La portlandite est l'ancienne chaux éteinte Ca(OH)$_2$. C'est aussi un produit de l'hydratation des silicates de calcium des ciments. La racine de son nom atteste que, chimiquement, c'est aussi un produit artificiel d'hydrolyse du ciment Portland.

## Caractéristiques

La portlandite est très peu soluble dans l'eau, à l'instar de son homologue artificiel la chaux éteinte. Comme elle est souvent pulvérulente, sa poudre peut être transportée aussi loin qu'une substance très soluble. On la trouve parfois dans les milieux arides avec d'autres évaporites alcalines.
C'est un produit basique. Une mesure de pH peut indiquer le minéral naturel ou montrer sa présence à l'état pulvérulent.
La carbonatation des différentes structures de béton est l'une des causes de leur dégradation naturelle, avec les attaques des ions chlorures ou sulfates, les cycles gel-dégel parfois en présence d'eau et les réactions alcalines (alcali-réaction). Elle correspond de façon prépondérante à la transformation d'un composé du béton durci, la portlandite, en calcite, au contact du dioxyde de carbone contenu dans l'air en présence de traces d'eau ou d'humidité résiduelle. Cette transformation progressive s'accompagne d'une diminution théorique du pH basique en milieu solide. Elle devient catastrophique quand la dégradation atteint l'armature métallique, favorisant le développement de la rouille.

## Cristallochimie et cristallographie

La portlandite, un minéral hydroxyde à structure en couches, cristallise de manière trigonale en appartenant au groupe d'espace P3m1. Sa maille est assimilée au réseau hexagonal.
D'un point de cristallochimique, elle se rapproche des analogues de la brucite Mg(OH)$_2$ comme l'amakinite (en) (Fe,Mg)(OH)$_2$, l'ashoverite (en) Zn(OH)$_2$, la paraotwayite (it) Ni(OH)$_{2-x}$(SO$_4$,CO$_3$)$_{0.5x}$, de la pyrochroïte Mn(OH)$_2$, de la spertiniite Cu(OH)$_2$, de la sweetite (en) Zn(OH)$_2$, de la théophrastite Ni(OH)$_2$ et de la wülfingite (en) Zn(OH)$_2$.
Toutefois, les empilements d'octaèdres formés par les ions hydroxyle reliés bord à bord la placent selon la classification de Strunz dans le groupe de la brucite, avec l'amakinite, la brucite, la pyrochroïte, la théophrastite (it) et la fougerite (Fe,Mg)$_6$Fe$_2$(OH)$_{18}$•4(H$_2$O).
Seul le dernier membre de ce groupe ne correspond pas à la formule type du cristal ionique M$^{2+}$(OH$^−$)$_2$. C'est pourquoi elle ne figure pas dans le groupe de la brucite selon Dana.

## Gîtologie

Outre les zones volcaniques ou de métamorphisme de contact, comme la carrière Caspar sur le volcan Bellerberg de Mayen dans l'Eifel (couple mayenite (en) - ettringite), ce minéral rare peut se trouver dans les eaux alcalines des sources thermales issues de roches ultramafiques. C'est le cas par exemple des sources salées du Jebel Awq à Oman.
C'est aussi un produit de la combustion naturelle des veines de charbon ou des puits naturels de bitume. Ces cas de formation in situ ont été relevés dans les mines du bassin charbonnier de Chéliabinsk, en Russie, ou dans le désert jordanien de Magarin, ou au voisinage d'Hatrurim, dans le Néguev israélien, à partir d'affleurements bitumineux.
La portlandite apparaît également dans les mines de manganèse de Kuruman, dans la province du Cap en Afrique du Sud. Noter les gros cristaux en tablettes de plus de 5 cm et les pièces massives trouvées dans cette partie du désert du Kalahari.
Elle est habituellement associée en paragenèse avec : afwillite, calcite, halite, brownmillerite (en), hydrocalumite, larnite et spurrite, mayenite et ettringite.

## Lieux d'occurrence

* Afrique du Sud
    mine de Black Rock ou mine Wessels à Hotazel ou mine N'Ch'wanning à Kuruman, dans le champ minier de Manganèse du Kalahari
    Mine de Palabora, Phalaborwa, Province de Limpopo
* Allemagne
    carrière de Zeilberg, Maroldsweisach, Franconie bavaroise
    Feuerberg,
    Emmelberg, Übersdorf, Daun dans le massif Eiffel, Rhénanie-Palatinat
    volcan Bellerberg, Ettringen près de Mayen dans le massif Eiffel
    Mine Lichtenberg, Gera, Thuringe
* Australie
    Carrière de granite, Lac Boga, Province de Victoria
* Belgique
    Mine Saint-Jean, Montignies-sur-Sambre
* Canada
    Mine du géant Mascot(te), Hope, Colombie Britannique
    Oka dans le massif des Laurentides au Québec et ancien cratère météoritique de Kativik, Nord Québec
* Chine
    Mines manganisifères de Hougou-Dapingshan, Mian, Hanzhong, Shaanxi
* États-Unis
    Anciennes mines de charbon de Virginie
* France
    Mines de Boisséjour, Ceyrat, Puy-de-Dôme
    zone de métamorphisme de Lapanouse-de-Sévérac, Aveyron
    Mines de Cu et Pb Les Rats, au Crozet, La Pacaudière, Loire
* Grande-Bretagne
    Scawt Hill, comté d'Antrim en Irlande du Nord (géotype)
    Carneal, Glenoe, comté d'Antrim
* Italie
    Carrière de Campomorto, Momalto di castro, Province de Viterbe
    Carpenara, Province de Gênes, Ligurie
    Colle Fabbri, Spolète, Ombrie
    Vésuve, Campanie
* Portlandite blanche associée à l'ettringite, volcan Bellerberg, Ettringen, District de Mayen dans l' EiffelIsraël
    Bassin d'Hatrurim et formation homonyme, Néguev
* Jordanie
    Maqarin
* Hongrie
    dans la puszta de Kanya ou Kányáspuszta, Monts Matra
* Mexique
    Cerro de la Coronita, Cuernavaca, Morelos
* Norvège
    Mines de fer du Kongsberg, Buskerud,
* Oman
    sources salées du Jebel Awq
* Palestine
    Ma'aleh Adumim ou Djebel Harmun, dans les formations géologiques d'Hatrurim
* Pologne
    mine de Dąbrowka Wielka, près de Katowice, Haute Silésie
* Roumanie
    colline Cornet, Hunedoara
* Russie
    mine de charbon de Korkino, Bassin minier de Chéliabinsk, Oural méridional
    Dépôt de Khiagda, plateau de Vitim, République de Bouriatie
* Suède
    Alnö, Sundsval
* Tadjikistan
    Zones de roches alcalines, Dunkelsdyksky, Mont Pamir
* Tunisie
    Djebel Sekarna, Siliana
* autres anciennes mines de charbons
* autres affleurements bitumineux

## Usages

La portlandite est la chaux éteinte des anciens chimistes. Elle peut s'employer, là où elle est présente et suivant ses qualités (impuretés), dans la fabrication de liant ou de ciment.
Il est probablement très rare, mais pas à exclure a priori, que ce minéral naturel soit utilisé pour neutraliser les terres trop acides, ainsi qu'en chimie des sels de calcium, des peintures, voire pour durcir les produits à base de caoutchouc ou en pétrochimie.
C'est aussi un minéral de collection, en particulier pour sa valeur scientifique.