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Kalk

Kalkzyklus & Kalzination 

Calciumcarbonat ist eine einfache chemische Verbindung mit der Summenformel CaCO3. In der Natur findet sich dieses Mineral, nebenEier- und Muschelschalen, Kalkschwämmen und Korallen, vor allem als Kalkstein, der teils großflächig vorkommt. Typische Kalksteine sind Kreide, Marmor, Dachsteinkalk, Muschelkalk oder Travertin..

Löschkalk Produktion

Löschkalk Produktion

In einem Kalkofen findet, nach der Rohstoffgewinnung im Kalkwerk, der erste Umwandlungsschritt statt, das Kalkbrennen. Ab einer Temperatur von etwa 1000 °C wird kalkiges Gestein entsäuert, das heißt Kohlenstoffdioxid CO2 wird ausgetrieben, es entstehtBranntkalk, chemisch Calciumoxid CaO. 

Fresko Technische Kalk

Dieser Vorgang ist für vergleichbare Prozesse namensgebend: Kalzination. Bei der Verwendung relativ reiner Kalkgesteine entsteht der Weißkalk (Fettkalk) mit 90–95 % CaO. Anderenfalls spricht man vonMagerkalken. Magnesiumhaltige Kalke mit höheren Anteilen von weißer Magnesia (MgO) ergeben Magnesiumkalk, Magnesiakalk. Kieselkalke, wie Korallenkalk oder Muschelkalkergeben Kalke in technischer Nähe zum Zement, beides härtere und deutlich wasserresistentere Baustoffe. Kalke minderer Qualität entstehen bei Verwendung von Kalksandstein, die tonige Anteile enthalten (im Wesentlichen Magnesium, Aluminium, Silicium). Durch das Ausgangsmaterial oder die Verarbeitung verbliebene höhere Anteile organischer Bestandteile (Kohlenstoff) ergeben Graukalk oder Schwarzkalk. Eine Ausnahme bilden die aus Dolomit gebrannten Kalke, die zwar magnesiumhaltig sind, aber aufgrund der Kristallstruktur dem hochreinem Weißkalk vergleichbarer Qualität entsprechen.[1] Noch komplexer wird das Verhalten der Kalke bei Anteilen an Salzen im Gestein, insbesondereSteinsalz (was bei frostabbindenen Werkstoffen ausgenutzt wird).

Flusskiesel zur Herstellung von Kalk

Kalzination vom Kalk

Kalzination vom Kalk
Ungünstig ist das Brennen von Kalk mit Koksen. Koks ist schwefelhaltig und bei den nötigen Temperaturen „verschwefelt“ der Kalk teilweise zu Gips. Die gleiche Reaktion auch gilt für das traditionelle Holzbrennen. Daher werden hochwertige Kalke gasgebrannt oder sogar durch Zuführung elektrischer Energie erhitzt. Kalk ist der älteste von Menchen kontrollierte chemische Wirkstoff.  Von allen Dingen bei der Begrenzung von bakteriellen Epedemien wurde früh schon Kalk angewandt.  Medizinische Geräte wurden schon früh in einer Lösung von Kalk und Wasser desinfiziert.  Hygiene durch Kalklösungen spielte eine grosse Rolle bei der Bekämpfung der Kindersterblichkeit bis weit  ins 18. Jahrhundert hinein. Je nach Menge der Wassergabe spricht man von Sumpfkalk, Kalkfarbe oder Kalkmilch. Alle diese Formen werden als weiße Farbe zum Kalken von Wänden und als Bindemittel für Kalkmörtel oder hydraulischen Mörtel verwendet.

Eine Zwischenstufe bildet dabei der unvollständig gelöschte Kalk, der ein trockenes Pulver ergibt, das trotzdem abbindefähig ist und unter dem Namen Kalkhydratgehandelt wird. Dieses bildet die Grundlage aller Fertig-Kalkmörtel und -putze und Anmachfarben, die als Sackware vertrieben werden. Natürliche Vorkommen von Kalkhydraten mit freier Kieselsäure nennt man Puzzolane (Trass).

Kalzination vom Kalk
Kalkhofen der Familie De Toni
Foto vom Kalkhofen der Familie De Toni, Jahrhundert 1930.

Slake of Quicklime
Slacke of Quicklime und die Reaktion mit Wasser:
CalceSpegnimento
Bei der Verwendung relativ reiner Kalkgesteine entsteht der Weißkalk (Fettkalk) mit 90–95 % CaO. Anderenfalls spricht man vonMagerkalken. Magnesiumhaltige Kalke mit höheren Anteilen von weißer Magnesia (MgO) ergeben Magnesiumkalk, Magnesiakalk. Kieselkalke, wie Korallenkalk oder Muschelkalkergeben Kalke in technischer Nähe zum Zement, beides härtere und deutlich wasserresistentere Baustoffe. Kalke minderer Qualität entstehen bei Verwendung von Kalksandstein, die tonige Anteile enthalten (im Wesentlichen Magnesium, Aluminium, Silicium). 

Löschkalk Produktion

Typen des Kalkes

Kalkhydrat ( Lindenblueten)

Die Anmischung erfolgt im gleichen Verhaeltnis ( Anteil) von Wasser und Kalk. Das Hydrat ist ein weiches und feines Pulver.

Es wird in Papiersaecken verkauft ( aehnlich wie Zement) und muss daher trocken gelagert werden, ist aber weniger Frostempfindlich als wie Kitt.

Loeschkalk

Die Anmischung erfolgt mit einer Menge an Wasser die groesser ist als die des Kalkes ( im Verhaeltnis von etwa 3:1). Dies ergibt eine plastische Masse, die sich etwas fettig anfuehlt. In der Vergangenheit, heute nur noch sehr selten, wurde der Kalk oft in Erdgruben gegeben. Unter Zugabe von Wasser wurde er dort auch mehere Monate gelagert. ( Reifung). Sie erinnern sich sicherlich das die vielen Kalkklumpen schwerwiegende Probleme im Moertel verursachten. Seit kurzem wird Kitt in Plastiktueten gehandelt und ist sofort einsatzbereit.

CalceEvaporazione

Reaktion und Aushaertung des Kalkes

Aus technischer Sicht ist das Hauptmerkmal des Kalkes, es ist ein Material, das angemischt leicht in der Form bearbeitbar ist ( solange es feucht ist). Nach dem trocknen ist das Material ausreichend Wasserdicht und hat gute mechanische Eigenschaften fuer eine ausgezeichnete Stabilitaet ueber die Zeit hinweg. Diese Funktion beruht auf der chemischen Reaktion zwischen dem Loeschkalk und dem Kohlendioxid das in der Luft enthalten ist. Waerend des Trocken-Vorganges verliert die Masse an Wasser durch Verdampfung und es bildet sich Kalziumcarbonat. Dieses Phänomen wird als Kohlensäure bezeichnet. Dadurch besitzt der Kalk die identische Zusammensetzung wie die des Kalksteines ( vom Beginn her), aber mit viel kleineren Kristallen als die des Originales. Die Reaktion der Karbonisierung ist sehr langsam, aufgrund der geringen Konzentration von Kohlendioxid in der Luft. Fuer die vollstaendige Umwandlung des Kalkhydrates in Kalziumkarbonat kann auch ein Zeitraum von mehreren Jahren vergehen. Dieser Kalk benoetigt Luft damit die Reaktion passieren kann. Der Verlust an Wasser durch Verdampfung bewirkt eine Kontraktion des Volumens. Aus diesem Grund wird Kalk nie allein benutzt sondern immer mit einer anderen Substanz, um eine Rissbildung zu vermeiden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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