Vielen ist Kalk als lästiger Rückstand in Küche oder Bad bekannt. Dabei gilt Kalk schon lange als wertvoller Baustoff und das schon seit über 14.000 Jahren. Heute ist sein größtes Einsatzgebiet der Zement, welcher aus einem Gemisch aus Ton und Kalk hergestellt wird und die Grundlage vieler Bauprojekte bildet.
Wie entsteht Kalk ?
Kalk ist ein natürlich vorkommendes Mineral, das aus Calciumcarbonat besteht. Es ist ein wichtiger Bestandteil von Baustoffen und wird seit Jahrhunderten in der Bauindustrie verwendet. Kalk wird durch Brennen von Kalkstein oder Dolomit gewonnen und kann in verschiedenen Formen wie Pulver oder Paste vorliegen.
Wie wird Kalk zum Baustoff – Kalkstein brennen
Warum wird Kalkstein gebrannt?
Durch das Brennen von Kalkstein können dessen physikalische und chemische Eigenschaften verbessert werden. Das Brennen entfernt unerwünschte Bestandteile wie Kohlenstoffdioxid und Wasser und wandelt Calciumcarbonat in Calciumoxid um. Calciumoxid hat eine höhere chemische Reaktivität als Calciumcarbonat, was bedeutet, dass es in vielen Anwendungen effektiver eingesetzt werden kann. So wird Calciumoxid in der Bauindustrie als Bestandteil von Mörtel und Zement verwendet, um die Härte und Festigkeit von Beton zu erhöhen. Aber auch in der Landwirtschaft wird Calciumoxid zur Regulierung des pH-Werts von Böden eingesetzt, um das Wachstum von Pflanzen zu fördern. Der Brennvorgang erhöht außerdem die spezifische Oberfläche und verbessert somit die Reaktivität von Kalkstein.
Wie wird Kalkstein gebrannt?
Es gibt zwei Arten von Brennöfen, die für das Brennen von Kalkstein verwendet werden: Schachtöfen und Drehöfen.
Schachtöfen
In Schachtöfen wird Kalkstein auf mehreren Ebenen gestapelt und von unten durch Kohlenstoff oder Gas erhitzt. Die Temperaturen in Schachtöfen können bis zu 1300°C erreichen. Der Brennvorgang dauert mehrere Stunden, bis der Kalkstein vollständig gebrannt ist.
Drehöfen
Drehöfen sind kontinuierliche Brennöfen, die in der Zementindustrie weit verbreitet sind. Der Kalkstein wird in den Drehofen eingebracht und langsam durch den Ofen transportiert, während er erhitzt wird. Die Temperaturen in Drehöfen können bis zu 1450°C erreichen. Der Brennvorgang dauert mehrere Stunden, bis der Kalkstein vollständig gebrannt ist.
Geht Kalk nachhaltig?
Was sind die Auswirkungen des Brennens auf die Umwelt?
Zunächst mal ist Kalk nicht nur ein vielseitiger und langlebiger Baustoff, sondern auch umweltfreundlich und nachhaltig. Er ist ein natürlicher Baustoff, der aus kohlenstoffdioxidarmen Materialien hergestellt wird und bei der Herstellung und Verwendung keine schädlichen Emissionen freisetzt. Darüber hinaus ist Kalk ein recycelbarer Baustoff, der nach Ende seiner Lebensdauer recycelt oder wiederverwendet werden kann.
Anders als bei der Verarbeitung von Holz, wird bei der Umwandlung von Calciumcarbonat in Calciumoxid CO² freigesetzt, da Carbonat aus CO² und Calciumhydroxid besteht.
Laut dem Weltklimarat (IPCC) trägt die Zementindustrie weltweit zu etwa 5-8% der globalen CO²-Emissionen bei. Die deutsche Zementindustrie produzierte im Jahr 2019 etwa 30 Millionen Tonnen CO², was etwa 2,5% der nationalen CO²-Emissionen entspricht.
Wie wird das Brennen von Kalkstein hinsichtlich der Nachhaltigkeit optimiert und damit nachhaltiger als Baustoff?
Um die Umweltauswirkungen des Brennens von Kalkstein zu minimieren, werden verschiedene Technologien eingesetzt. Eine Methode zur Verringerung von Kohlenstoffdioxidemissionen ist die Verwendung von Brennstoffen mit geringem Kohlenstoffgehalt wie Biomasse oder Gas. Die Emission von Stickoxiden kann durch eine optimierte Verbrennungstechnologie reduziert werden.
Geopolymere Zemente
Durch die Verwendung von Alternativen zu Portlandzement wie z.B. geopolymere Zemente, die eine Reduzierung von bis zu 90% der CO²-Emissionen ermöglichen. Geopolymere Zemente können auch aus Kalkstein hergestellt werden, wodurch der Bedarf an neuem Kalkstein für die Zementproduktion verringert wird. Stattdessen können vorhandene Kalksteinvorkommen wiederverwendet und recycelt werden.
Die Verwendung von geopolymere Zementen für die Herstellung von Beton und anderen Baustoffen bietet auch Vorteile hinsichtlich der Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit der Materialien. Geopolymere Zemente sind bekannt für ihre hervorragende Beständigkeit gegenüber chemischen Angriffen, Feuchtigkeit und Temperaturveränderungen.
Implementierung von CO²-Abscheidung und -speicherung (CCS)
Eine andere Möglichkeit die Implementierung von CO²-Abscheidung und -speicherung (CCS), bei der CO²-Emissionen aus dem Abgasstrom abgeschieden und in unterirdischen Lagerstätten gespeichert werden. Obwohl diese Technologie noch nicht weit verbreitet ist, wird sie von vielen Experten als eine der besten Optionen zur Reduzierung der CO²-Emissionen angesehen.
Effizienz steigern
Ein weiterer Ansatz ist die Implementierung von energieeffizienten Technologien, wie z.B. dem Einsatz von Kalkstein mit höherem Calciumcarbonatgehalt, um den Energieverbrauch und den Kohlenstoffausstoß zu reduzieren. Auch die Nutzung von Abwärme oder Abfallwärme aus anderen industriellen Prozessen kann helfen, den Energiebedarf beim Brennen von Kalkstein zu reduzieren.
Zudem können auch Recycling und Upcycling eine Rolle spielen. So kann beispielsweise Kalksteinabfall zur Herstellung von anderen Produkten wie Schotter oder Zuschlagstoffen wiederverwendet werden.
Vielfältig: Kalk nicht nur als Baustoff sondern auch…
…in der Landwirtschaft
Kalk wird oft in der Landwirtschaft als Düngemittel verwendet. Wenn der Boden sauer ist, kann die Zugabe von Kalk helfen, den pH-Wert zu erhöhen und die Bodenstruktur zu verbessern. Kalk kann auch dazu beitragen, den Boden zu desinfizieren und Schädlinge abzutöten. Kalk kann auch zur Herstellung von Kalkmilch verwendet werden, die als Schutz gegen Schimmel und Pilze eingesetzt wird.
…in der Wasserbehandlung
Kalk wird häufig zur Wasserenthärtung verwendet. Wenn Wasser hart ist, d.h. hohe Konzentrationen an Calcium- und Magnesiumionen enthält, kann es dazu führen, dass sich Kalkablagerungen bilden. Die Zugabe von Kalk kann dazu beitragen, diese Ionen zu entfernen und das Wasser weicher zu machen. Kalk können Sie auch zur Neutralisation von saurem Wasser verwenden.
…in der Abfallwirtschaft
Kalk findet auch Anwendung in der Abfallwirtschaft. Beim Verrotten organischer Abfälle wie Lebensmittel oder Tierabfälle entstehen oft saure Gase wie Schwefelwasserstoff und Ammoniak. Diese Gase können den pH-Wert des Bodens senken und unangenehme Gerüche verursachen. Durch die Zugabe von Kalk können Sie den pH-Wert erhöhen und Gerüche reduzieren.
Verschiedene Kalke als Baustoff
Baukalk ist ein pulverförmiges Material, das durch das Brennen von Kalkstein hergestellt wird. Beim Brennen von Kalkstein bei hohen Temperaturen wird Calciumoxid (CaO) aktiviert und das Material zu einem feinen Pulver zermahlen.
Es gibt verschiedene Arten von Baukalk mit unterschiedlichen Eigenschaften. Luftkalk ist ein weicher, poröser Kalk, der eine geringe Festigkeit aufweist. Er wird hauptsächlich zur Herstellung von Mörtel und Putz verwendet. Für die Herstellung von Beton ist eine höhere Festigkeit erforderlich. Dolomitischer Kalk ist mit Magnesium angereichert, was ihm die benötigte Festigkeit verleiht. Zusammen mit einem Super-Dämmstoff kann der Baukalk eine sehr lange Lebensdauer erreichen.
Checkliste zur Verarbeitung von Kalk als Baustoff
Kalkputz mit hoher Luftfeuchtigkeit
Beim Auftragen von Kalkputz auf Wände oder Decken ist es wichtig, eine hohe Luftfeuchtigkeit im Raum zu gewährleisten. Hierfür kann das Aufstellen von Wasserschalen oder das Besprühen der Wand mit Wasser sorgen. Dadurch wird eine zu schnelle Trocknung des Putzes verhindert und ein optimales Ergebnis erzielt.
Verwendung von geeigneten Werkzeugen
Für die Verarbeitung von Baukalk sollten nur geeignete Werkzeuge verwendet werden. Dazu zählen beispielsweise Maurerkellen, Glättkellen oder Spachtel. Auch eine scharfe Kelle ist wichtig, um den Kalkmörtel sauber auftragen zu können.
Das Mischen von Baukalk
Das Mischen von Baukalk ist ein wichtiger Schritt, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Hierfür sollte der Kalk mit Wasser in einem Verhältnis von etwa 1:3 bis 1:4 gemischt werden. Es ist wichtig, dass das Wasser langsam hinzugefügt wird, um eine homogene Mischung zu erhalten.
Die richtige Trocknung von Kalkputz
Um eine optimale Trocknung von Kalkputz zu gewährleisten, sollten Sie diesen nicht zu schnell trocknen lassen. Hierfür sollten Sie den Raum gut durchlüften und auf eine hohe Luftfeuchtigkeit achten. Durch eine zu schnelle Trocknung kann es zu Rissen oder Abplatzungen kommen.
Kalkputz regelmäßig pflegen
Damit der Kalkputz lange schön bleibt, sollten Sie diesen regelmäßig pflegen. Hierfür können Sie beispielsweise einen feuchten Lappen verwenden oder den Putz mit einem speziellen Kalkreiniger reinigen. Vermeiden Sie jedoch scharfe Reinigungsmittel, da diese den Putz beschädigen können.
Kombination von Myzelium und Kalk: Eine Synergie für nachhaltiges Bauen
Die Verbindung von Myzelium und Kalk eröffnet spannende Möglichkeiten für das nachhaltige Bauen. Durch die Zugabe von Kalk zu dem organischen Myzelium erhält man einen Baustoff, der sowohl die positiven Eigenschaften von Myzelium, wie seine Leichtigkeit und hervorragende Dämmeigenschaften, als auch die stabilisierenden und antiseptischen Eigenschaften von Kalk kombiniert. Dadurch wird die Haltbarkeit des Myzelium-Baustoffs erheblich erhöht, ohne seine ökologischen Vorteile zu beeinträchtigen. Diese Kombination könnte der Schlüssel zur Entwicklung von noch widerstandsfähigeren und langlebigeren nachhaltigen Baustoffen sein.
Das wichtigste auf einen Blick über Kalk als Baustoff (FAQs)
Das gute alte Kalk
Kalk zeichnet sich neben seiner Haltbarkeit und Feuerbeständigkeit durch seine Umweltverträglichkeit aus. Im Vergleich zu anderen Baumaterialien wie Zement oder Beton verursacht die Produktion von Kalk nur geringe CO2-Emissionen. Kalk ist zudem ein recycelbarer Baustoff, den man bei Bedarf wiederverwenden kann.
Kalk wird aufgrund seiner zahlreichen positiven Eigenschaften in vielen Bauprojekten eingesetzt, von historischen Restaurierungen bis hin zu modernen Neubauten. Man kann Kalk in verschiedenen Formen und Zusammensetzungen verwenden, abhängig von den Anforderungen des jeweiligen Projekts. Kalk bietet eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten und man kann ihn in verschiedenen Farben und Texturen herstellen.
Das Amphitheater Kolosseum in Rom ist eines der bekanntesten Wahrzeichen Roms und wurde zwischen 70-80 n. Chr. erbaut. Es besteht aus Travertin-Kalkstein, den man in der Region um Rom abgebaut hat. Während der römischen Zeit war das Kolosseum ein Ort für Gladiatorenkämpfe, Tierjagden und andere öffentliche Veranstaltungen. Heute ist es eine der meistbesuchten Sehenswürdigkeiten der Stadt und ein beeindruckendes Beispiel für antike Architektur und Ingenieurskunst.
Kalk ist trotz seiner langen Tradition immer noch ein wichtiger Bestandteil der modernen Bauindustrie. Bauherren, Architekten und Bauunternehmen nutzen Kalk aufgrund seiner vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten und positiven Eigenschaften.
