Kalkstein und Marmor
wurden schon in der Antike abgebaut und verarbeitet. Die 137 Meter hohe
Cheopspyramide ist aus über 2 Millionen mächtigen Kalksteinblöcken
gebaut. In der Bibel wurden die Begriffe "Kalkmörtel" und "Kalktünche"
verwendet. Der griechische Philosoph Theophrast (geb. um 327 vor Chr.)
berichtete über das Brennen von Kalk zu Branntkalk und über die
Herstellung von Kalkmörtel. Der lateinische Name calx taucht bei Gaius
Plinius dem Älteren (23-79 n. Chr.) auf. Die Römer führten
den Kalk als Baustoff in Germanien ein und entwickelten die Kalkbrenntechnik
zu einem hohen industriellen Standard. In Deutschland kann in Bad Münstereifel
eine römische Kalkbrennerei besichtigt werden.
Schema eines antiken
Kalkofens
Beim Kalkbrennen werden
rohe, vom Steinbruch kommende Kalksteine auf 900-1200°C erhitzt. Der
Ofen ist innen mit Steinen aus Kalk gemauert und außen mit Erde umgeben,
damit der Ofen dem Druck des Füllmaterials standhält. Die zu
brennenden Kalksteine werden über dem Gewölbe vorsichtig aufeinander
geschichtet. Die Feuerung erfolgt durch ein Schürloch und dauert mindestens
100 Stunden. Bei diesem Vorgang entweicht Kohlenstoffdioxid, wobei Calciumoxid
(CaO) entsteht: CaCO3
CaO + CO2 Man erhält einen
weißlichen, porösen Stoff (Calciumoxid),
der leicht zerbröckelt werden kann. Gibt man zu dem gebrannten
Kalk portionsweise Wasser, erhält
man gelöschten Kalk (Calciumhydroxid).
Bei diesem Vorgang, der auch als "Kalk löschen" bezeichnet wird, entsteht
viel Hitze, die so groß werden kann, dass die Lösung zu sieden
beginnt. Als Produkt erhält man ein weißes, lockeres Pulver: CaO + H2O
Ca(OH)2 Gibt man Wasser im Überschuss
und die dreifache Menge an Sand dazu, erhält man Kalkbrei,
der als Mörtel geeignet ist. Beim Abbinden reagiert der Kalkbrei mit
dem Kohlenstoffdioxid der Luft und bildet wieder kristallinen, harten Kalk: Ca(OH)2
+ CO2
CaCO3 + H2O
Kreislauf der Kalkverarbeitung
Kalk war früher
das wichtigste Rohmaterial zur Herstellung von Mörtel. Gelöschter
Kalk fand Verwendung als Düngemittel, zur Herstellung von Wandfarben
oder als Frostschutzmittel für Obstbäume. Kalkmilch,
eine wässrige Lösung von gelöschtem Kalk in Wasser diente
zur Bekämpfung von Schädlingen an Obstbäumen. Filtriert
man die Kalkmilch, erhält man eine klare Lösung von Kalkwasser,
die im chemischen Labor zum Nachweis von Kohlenstoffdioxid verwendet wird.
Die Lösung trübt sich beim Durchleiten von Kohlenstoffdioxid
weißlich. Aufgrund der vielfältigen
Erscheinungsformen des Kalks wurde erst spät die "Grundsubstanz" entdeckt.
Erasmus Bartholinus unternahm im Jahre 1669 physikalische Untersuchungen
am Kalkspat vor, und erst im Jahre 1804 führte Buchholz eine korrekte
chemische Analyse durch. Die Chemiker nennen diese Grundsubstanz heute
Calciumcarbonat, die Mineralogen sprechen von Calcit (=Kalkspat) oder bei
veränderter Strukur von Aragonit. Die Geologen oder die Petrographen
bezeichnen Steine, die aus dieser Grundsubstanz aufgebaut sind, als Kalkstein
oder Marmor. Kalk
ist heute immer noch ein wichtiger Rohstoff und findet sich in zahlreichen
Produkten:
CaO + CO2
