Produktion af bindemidler

Luftkalk

Brændt kalk (CaO), calciumoxid, (eng. quicklime, DS/EN 459: Q) fremstilles af hårde kalkstenstyper (CaCO3) ved opvarmning, brænding, til 1100–1300 ºC. Brændingen kan foretages i skaktovn eller i roterovn. Under brændingen frigøres kuldioxid (CO2) fra kalken, og tilbage har man brændt kalk (CaO) i form som de oprindelige kalksten, men nu meget lettere og mere porøse. Denne stykkalk bliver inden levering knust til et fint pulver, pulverkalk.

Figur 1 – skaktovn til kalkbrænding

Brændt kalk (CaO) er et uhyre reaktivt materiale, som man må omgås med stor varsomhed. Når det overhældes med vand (H2O) dannes forbindelsen calciumhydroxid, Ca(OH)2, under en kraftig varmeudvikling. Processen kaldes læskning og produktet læsket kalk.

Læsket kalk er bindemidlet luftkalk. Betegnelsen luftkalk henviser til, at stoffet kan optage CO2 fra luften, hvorved der gendannes kalksten (CaO3), og der udskilles vand. Processen kaldes karbonatisering. Omdannelsesprocesser kan illustreres i ”kalkcirklen”, figur 2.

Figur 2. Kalkcirklen. Man starter med et stykke kalksten, som brændes, læskes, lagres og påføres huset som en blød masse, der hærder til kalksten igen på det sted, hvor det skal sidde.

Læskningen kan foregå på tre måder, ved tørlæskning, ved vådlæskning eller i læskemørtel.

Tørlæskning betyder, at der til den brændte kalk (CaO) tilsættes netop så meget vand, som skal til for at danne hydratkalk som et tørt pulver. I praksis skal der tilsættes dobbelt så meget vand, som er kemisk nødvendigt, fordi der fordamper meget vand på grund af den store reaktionsvarme, der udvikles. Hydratkalk anvendes bl.a. i kalkmaling og i tørmørtler.

Vådlæskning betyder, at den brændte kalk (CaO), læskes med overskud af vand. Herved fremkommer en pasta, kalkdej. Kalkdej som lagres i kort tid kaldes stampekalk. Kalkdej som lagres i lang tid, flere år, kaldes kulekalk. Betegnelsen ”kulekalk” hentyder til, at læskningen tidligere skete i huller, kuler, i jorden. I dag sker læskningen i store betonkar.

Der er erfaring for, at jo længere tid kalken lagres, jo bedre er den til hvidtning og finpudsning. Det hænger sammen med, at krystalstørrelsen bliver mindre, jo længere kalken lagres. Kulekalken foretrækkes derfor til disse arbejder frem for hydratkalk. Forklaringen er, at kulekalken, efter ca. et års lagring, bliver uhyre findelt, med en kornstørrelse på 10- 30 my, langt under hydratkalkens på 50-100 my.

Tørlæsket kalk kan udmærket bruges til opmurings- og pudsemørtel, men til overfladebehandling af murværk med hvidtekalk eller kalkfarver, har kulekalkens finere kornstørrelser vist sig at være en stor fordel for et holdbart resultat. Derfor anbefales den tørlæskede kalk ikke til kalkning.

Fra gammel tid findes der beretninger, bekræftet af kalkanalyser, om, at man har forsøgt at få kalken til at hærde hurtigere og blive stærkere ved iblandingen af organiske stoffer, f.eks. kærnemælk, skummetmælk eller kasein (mælkens ostestof), organisk ben- og hudlim, fedt, blod, linolie eller æg, ja, selv kokager og kopis. Tilsætningen kunne ske i selve kalkkulen bl.a. i form af døde smådyr, eller lige før brugen.

Læskemørtel er mørtel fremstillet ved at pulverkalk (CaO) blandes med mørtelgrus, hvorefter der tilsættes vand. Når læskningen således foregår sammen med gruset, vil der formodentligt ske en kemisk reaktion mellem kalken og de finere partikler i gruset, hvilket formodentligt har betydning for mørtlens egenskaber. Den engelske betegnelse for læskemørtel er hot lime, hvilket hentyder til den voldsomme varme, som udvikles ved læskningen (tysk: Heisskalkmörtel, svensk: Stukasläckning,).

Læskemørtel kan produceres med vilkårligt indhold af Ca(OH)2. Dette er i modsætning til produktion af vådmørtler ud fra kalkdej. De kan kun produceres med maksimalt 13 % kalk, fordi kalkdejen indeholder så meget vand, at mørtlen bliver for flydende, hvis der tilsættes mere.

Hydraulisk kalk

Hydraulisk kalk brændes ligesom luftkalk i skaktovne eller roterovne. Efter brændingen tørlæskes produktet. Der må ikke være overskud af vand, for at de hydrauliske komponenter ikke skal reagere under lagringen.

Naturligt hydrauliske kalktyper (eng. natural hydraulic limes, DS/EN 459 NHL) er fremstillet af råmateriale, som i sig selv giver en passende fordeling af hydratkalk og hydrauliske komponenter ved brændingen.

Andre hydrauliske kalktyper (eng. hydraulic limes, DS/EN 459 HL) fremstilles af kalksten tilsat en passende mængde ler eller andre bjergarter, der indeholder silicium-, jern- eller aluminiumforbindelser. Der kan også tilsættes hvid cement efter læskningen.

Læs videre i afsnittet om bindemidlernes kemi.

Cement

De vigtigste råmaterialer i portlandcement er 3⁄4 kridt og 1⁄4 sand. De pulveriseres og blandes til en slam, som, alt efter cementtypen, tilsættes fx flyveaske, filterstøv eller papirmasse. Slammet pumpes ind i et cyklontårn, hvor råmaterialerne blandes og tørres. I løbet af blot 30 sekunder er materialet opvarmet til 1.000 ºC og klar til at blive færdigbrændt i en rotérovn ved 1.500 ºC. Efter cirka en halv time er de kemiske reaktioner færdige. I ovnen er råslammet blevet omdannet til kugler, cementklinker. Efter afkøling transporteres cementklinkerne til opbevaring i en klinkerlade. Herfra sendes de til cementmølleriet, hvor de bliver formalet til cement.

Figur 3. Produktion af cement i Aalborg.