KALKPUTZE Kalk ist ein über Jahrhunderte bewährter mineralischer Werkstoff mit interessanten Produkteigenschaften. In der Mappe-Technik geben wir Informationen zu Kalk und zu dekorativen Kalkspachtelmassen sowie deren Verarbeitung.
Spricht man über Kalkputze – ob in der Ausführung als konventioneller Kalkputz oder als Material für die dekorative Oberflächengestaltung – rückt schnell das Eigenschaftsprofil dieser Materialien in den Vordergrund. Wasserdampfdurchlässigkeit, Aufnahme und Abgabe von Feuchtigkeit mit Beeinflussung des Raumklimas, Behinderung der Entwicklung von Schimmelpilzen durch eine hohe Alkalität, Nichtentflammbarkeit und die problemlose Verwendung im Außen- und Innenbereich stehen im Fokus. Besonders die Nachfrage nach dekorativ gestalteten Oberflächen z. B. in Form von verpressten Kalkputzen erhöhte die Produktvielfalt enorm.
Die Verfügbarkeit als getöntes Material in verschiedensten Farbnuancen erweitert die Gestaltungsmöglichkeiten enorm. In früheren Zeiten war die Verwendung von Kalkprodukten – neben Putzen auch als Kalkfarbe – gang und gäbe. Die Produkteigenschaften überzeugten schon damals, auch wenn die Produktion noch reine Handarbeit war. Die hohe Alkalität von Kalk birgt allerdings auch Gefahren. Auf die Nutzung der persönlichen Schutzausrüstung (PSA) darf nicht verzichtet werden. Gelöschter Kalk (Kalciumhydroxid) ist ein stark ätzender, alkalischer Stoff; Kontakt mit den Augen kann zur Erblindungführen, Einatmen von Kalkhydratstäuben zu Atemproblemen, und auch ungeschützte Haut wird angegriffen. Glas und Metall sind ebenfalls gefährdet. Erst der abgebundene Kalk ist wie Kalkstein diesbezüglich harmlos.
Das Material Kalk
Jeder Stoff, unabhängig von seiner Zusammensetzung oder seinem Aussehen, der durch Brennen von kalkhaltigen Steinen entsteht ist eine Form von Kalk. Nach dem Brennen muss das Löschen des Branntkalks erfolgen, wodurch man staubförmiges oder teigiges Material erhält, je nach Menge des zugefügten Wassers.
Unter dem Blickwinkel des Chemikers betrachtet ist Kalziumkarbonat eine einfache chemische Verbindung mit der Summenformel CaCO3. In der Natur findet sich dieses Mineral, neben Eier- und Muschelschalen, Kalkschwämmen und Korallen, vor allem als Kalkstein, der teils großflächig vorkommt. Typische Kalksteine sind Kreide, Marmor, Dachsteinkalk, Gesteine des Muschelkalk oder Travertin.
Der Kreislauf des Kalks beginnt mit dem Brennen von Kalkstein, dem Entziehen des Kohlendioxids bei hohen Temperaturen. Dieser Umwandlungsprozess findet nach der Rohstoffgewinnung in einem Kalkofen im Kalkwerk statt, typischer Begriff ist das Kalkbrennen. Ab einer Temperatur von etwa 1000 °C wird kalkiges Gestein entsäuert, das heißt, Kohlenstoffdioxid CO2 wird ausgetrieben. Während dieses Vorgangs wird das im Stein enthaltene Kalziumkarbonat (CaCO3) in Kalziumoxid oder Branntkalk (CaO) und Kohlendioxid (CO2 ) zerlegt. Das Kohlendioxid entweicht. Branntkalk hat die Form von ungleichmäßigen Bruchstücken und Klumpen, angeboten wird er meist in zerkleinerter Form, auch in sehr feiner Körnung.
Einbetten eines Armierungsvlieses, Grundbeschichtung und erster Auftrag der Kalkspachtelmasse
Bevor wir den Kreislauf des Kalks weiterverfolgen, betrachten wir einige Fachbegriffe genauer: Mörtel ist die aus dem Bindemittel, Sand und Wasser bestehende Masse, die beim Mauern als Verbindung für Ziegelsteine verwendet wird, sowie zur Herstellung von Unterputz. Diese Mörtelschicht schützt vor Witterungseinflüssen und ist Untergrund für Kalkverputz oder Oberputz. Der Oberputz ist die äußere Schutzschicht auf dem Unterputz und besteht aus Kalkteig, Marmorsand, Wasser und eventuell farbigen Mineralien, die nicht nur die Haltbarkeit erhöhen, sondern auch das äußere Erscheinungsbild beeinflussen.
Bei der Verwendung relativ reiner Kalkgesteine entsteht Weißkalk mit 90–95 Prozent CaO. Anderenfalls spricht man von Magerkalken. Magnesiumhaltige Kalke mit höheren Anteilen von weißer Magnesia (MgO) ergeben Magnesiumkalk. Kieselkalke, wie Korallenkalk oder Muschelkalk ergeben Kalke in technischer Nähe zum Zement, beides sind härtere und deutlich wasserresistentere Baustoffe. Kalke minderer Qualität entstehen bei Verwendung von Kalksandsteinen, die tonige Anteile enthalten. Durch das Ausgangsmaterial oder die Verarbeitung verbliebene höhere Anteile organischer Bestandteile ergeben Graukalk oder Schwarzkalk. Eine Ausnahme bilden die aus Dolomit gebrannten Kalke, die zwar magnesiumhaltig sind, aber aufgrund der Kristallstruktur dem hochreinen Weißkalk vergleichbarer Qualität entsprechen.
Noch komplexer wird das Verhalten der Kalke bei Anteilen an Salzen im Gestein. Ungünstig ist das Brennen von Kalk mit schwefelhaltigen Brennstoffen – der Kalk verwandelt sich dann teilweise zu Gips. Als Brennstoff dienen feste, flüssige und gasförmige Stoffe. Es werden Drehrohröfen und Schachtöfen verwendet. Feste Brennstoffe werden dem Kalk vor der Beschickung des Schachtofens beigemischt. Um Kalk als Baustoff verwenden zu können, muss er mit Wasser gelöscht werden. Dieser zweite Schritt wird meist im Kalkwerk vollzogen, kann aber auch direkt vom Verbraucher durchgeführt werden.
Wird gebrannter Kalk mit Wasser versetzt, entsteht unter Volumenvergrößerung und starker Wärmeentwicklung gelöschter Kalk, chemisch Kalziumhydroxid Ca(OH)2). Das Wasser lässt den Kalk aufquellen und verwandelt ihn in eine weiße Masse oder in trockenes weißes Pulver, je nachdem, wie viel Wasser man hinzufügt. Der chemische Vorgang: Durch die Zugabe von Wasser wird aus Kalziumoxid oder Branntkalk Kalziumhydroxid oder gelöschter Kalk (Ca(OH)2). Nass hergestellten Kalkmörtel erhält man, indem man Sand, Wasser und unter Umständen Pigmente zur weißen Masse gibt. Eine Zwischenstufe bildet der unvollständig gelöschte Kalk, der ein trockenes Pulver ergibt, das trotzdem abbindefähig ist und unter dem Namen Kalkhydrat gehandelt wird. Dieses bildet die Grundlage aller Fertigkalkmörtel und -putze und Anmachfarben, die als Sackware vertrieben werden. Natürliche Vorkommen von Kalkhydraten mit freier Kieselsäure nennt man Puzzolane (Trass).
Karbonatisierung
An der Luft bindet gelöschter Kalk mithilfe von Kohlenstoffdioxid CO2 wieder zu Kalziumkarbonat ab, womit sich der Kreislauf schließt. Der Vorgang des Abbindens kann durch den geringen CO2-Gehalt der Luft, die Materialfeuchte sowie die entstehende Sinterschicht jahrelang dauern. Dabei karbonatisieren Grau- und Schwarzkalke mit ihrem hohen Eigengehalt an Kohlenstoff deutlich schneller. Wir haben also mit Kalkspachtelmassen ein Material mit spannenden Eigenschaften für unsere Objekte.
Zweiter Auftrag der Kalkspachtelmasse und abschließende Arbeiten