Technischer Kalkkreislauf

  Der Technische Kalkkreislauf beschreibt die technische Umwandlung des Naturstoffs Kalkstein. Chemisch gesehen wird dabei zuerst Calciumcarbonat, Hauptbestandteil des Kalksteins, stark erhitzt, dabei entweicht Kohlenstoffdioxid und es entsteht Calciumoxid, Branntkalk. Dieses versetzt man wiederum mit Wasser, daraufhin bildet sich Calciumhydroxid Löschkalk. Dieses reagiert durch Wasserabgabe und Kohlenstoffdioxidaufnahme wieder zurück zu Calciumcarbonat.

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Brennen des Kalks

Calciumcarbonat ist 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, Muschelkalk oder Travertin.

  In einem Kalkofen findet, nach der Rohstoffgewinnung im Kalkwerk, der erste Umwandlungsschritt statt, das Kalkbrennen. Ab einer Temperatur von etwa 1000°C wird kalkiges Gestein entsäuert, das heißt Kohlenstoffdioxid CO₂ wird ausgetrieben, es entsteht Branntkalk, chemisch Calciumoxid CaO. Dieser Vorgang ist für vergleichbare Prozesse namensgebend: Kalzination.

Löschen des Kalks

Der zweite Schritt wird meist im Kalkwerk vollzugen, kann aber auch direkt vom Verbraucher durchgeführt werden. Wird gebrannter Kalk mit Wasser versetzt, entsteht unter Volumenvergrößerung und starker Wärmeentwicklung gelöschter Kalk, chemisch Calciumhydroxid Ca(OH)₂. Je nach Menge der Wassergabe spricht man von Sumpfkalk, Kalkfarbe oder Kalkmilch. Alle diese Formen werden als weiße Farbe zum Kalken von Wänden und als Bindemittel für Kalkmörtel oder hydraulischen Mörtel verwendet.

Gebrannter Kalk (Calciumoxid) und gelöschter Kalk (Calciumhydroxid) sind stark ätzende, alkalische Stoffe, Kontakt mit den Augen kann zur Erblindung führen! Erst der abgebundene Kalk ist wie Kalkstein diesbezüglich harmlos.

Abbinden des Kalks

An der Luft bindet gelöschter Kalk mit Hilfe von Kohlenstoffdioxid CO₂ wieder zu Calciumcarbonat ab, womit sich der Kreislauf schließt. Der Vorgang des Abbindens kann durch den geringen CO₂ Gehalt der Luft jahrelang dauern.

Verwendung als Kalkmörtel

  Gibt man zum Löschkalk noch Sand erhält man Kalkmörtel, einen der ältesten Baustoffe überhaupt. Der Löschkalk bindet dabei zwischen den Sandkörnern ab und festigt die Masse, der billige Sand sorgt für die nötige Druckfestigkeit und hält den Verbrauch an Kalk niedrig.