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.
Abbildung: 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
Abbildung: 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:
