Kalkboek. Het gebruik van kalk als bindmiddel voor metsel- en voegmortels in verleden en heden

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4 Zusammenfassung

Diese Veröffentlichung umfasst die Anwendung einer besonderen, separaten Mauer- und Fugenmörtelgruppe: die Kalkmörtelsorten. Dabei wird einerseits die historische Bauweise behandelt, andererseits aber vor allem die heutige Vorgehensweise bei der Restaurierung. Im Zuge des Letzteren steht nicht nur die Frage im Mittelpunkt, welche Bedeutung diese Mörtelsorten jetzt haben, sondern vor allem, welche Bedeutung sie in der Zukunft haben könnten.

Heutzutage wird zum Mauern und Fugen hauptsächlich Mörtel benutzt, dessen einziges oder wesentliches Bindemittel Portlandzement ist. Dadurch wurde viel Wissen über Kalkmörtel eingebü×t. Seit Ende des neunzehnten Jahrhunderts übernahmen zementgebundene Mörtel zunehmender Weise die Stelle kalkgebundener Mörtel. Dafür gibt es mehrere Gründe. Dass ein Zementmörtel seine Endfestigkeit viel schneller erreicht, ist der vielleicht wichtigste. Die Bauweise musste dem zunehmenden Bedarf an Bauwerken - wie Häuser, Fabriken, Schulen und ziviltechnische Werke - angepasst werden. Das war hauptsachlich auf das Bevölkerungswachstum und die Industrialisierung zurückzuführen. Der starke Aufschwung der Bauproduktion in der Nachkriegszeit, im Zuge dessen die Wiederherstellung der Kriegsschäden und die Behebung der gravierenden Wohnungsnot gleichzeitig durchzuführen waren, ist dabei ein Meilenstein. Der unerlässliche schnelle Bau war mit zementgebundenen Mörtelsorten möglich. Und das ist es immer noch. Trotzdem ist zurzeit von der Wiederentdeckung kalkgebundener Mörtelsorten - vor allem für die Anwendung in der Restaurierungs- und Renovierungsbranche - die Rede. Diese Anwendung beruht auf dem Kompatibilitätsprinzip: Flickmörtelsorten müssen gut zu den historischen Materialien passen. Heutzutage benutzt man für Restaurationen häufig nicht oder nicht genügend kompatible Mörtelsorten. Das beeinträchtigt die Nutzungsdauer der Bauten und kann langfristig zu Schäden führen. In vielen Fällen sind Kalkmörtelsorten kompatibel oder kompatibler mit dem historischen Gemäuer als die Zementmörtelsorten, die beim Neubau benutzt werden. Historische Anwendungen vom Kalkmörtel, die sich bis heute gehalten haben, beweisen, dass Kalkmörtel - sofern er die richtige Zusammensetzung hatte und sachgemä× verarbeitet wurde - eine hohe Nutzungsdauer haben kann. In dieser Veröffentlichung wird die Anwendung der kalkgebundenen Mauer- und Fugenmörtelsorten behandelt. Sie kam zustande aus Würdigung dieses Materials.

Rezept für Kalkmörtel

Das Bindemittel von Kalkmörtel enthält Luftkalk (Kalziumhydroxid, Ca(OH)₂) oder hydraulischen Kalk. Hydraulischer Kalk enthält zum Teil Kalziumhydroxid und au×erdem Kalziumsilikat, das mit Wasser reagiert und dabei abbindet. Kalziumhydroxid entsteht, indem man ungelöschten Kalk mit Wasser löscht. Ungelöschter Kalk (CaO) entsteht, indem man Kalkstein oder Muscheln (die Rohstoffe für Kalk) in Kalköfen brennt. Kalkstein und Muscheln enthalten zu einem wesentlichen Teil Kalziumkarbonat (CaCO₃).

Mörtel entsteht durch die Mischung eines Bindemittels mit den Zuschlagstoffen. Mörtel besteht grö×tenteils aus Zuschlagstoffen (Aggregat). Meistens handelt es sich dabei bei Mauer- oder Fugenmörtel um Sand. Das Bindemittel soll die Körner des Aggregats miteinander und mit dem Backstein verbinden. Oft werden au×erdem noch Hilfsstoffe hinzugefügt. Der Aushärteprozess und die Eigenschaften während der Verarbeitung und nach dem Abbinden hängen von der Art und von den Verhältnissen dieser Bestandteile ab. In Kapitel 3 werden die Bestandteile der Kalkmörtelsorten beschrieben (§ 2: Die Rohstoffe von Kalkmörtel) Die Eigenschaften des Mörtels hängen jedoch nicht nur von den Eigenschaften der ihm zugrundeliegenden Stoffe ab, sondern auch von den Mischungsverhältnissen dieser Stoffe. Die Wahl der Mörtelbestandteile ist auf Grund der spezifischen Anwendung des Mörtels zu treffen. Dies wird in Kapitel 3 ebenfalls beschrieben, und zwar in § 6: Die Komponenten and ihr Verhaltnis.

Übrigens: Diese Veröffentlichung ist kein Gebrauchsanweizung! Zur Zusammensetzung einer Mörtelsorte ist ein Spezialist erforderlich. Daher ist diese Arbeit den Mörteltechnologen zu überlassen. Bauunternehmer und Maurer sind Spezialisten der Durchführung, denen man die Arbeit überlassen muss. Spielen Sie nicht mit Mörtelrezepten herum und klammern Sie sich nicht an eigene bewährte Rezepte. In der Praxis stellt sich leider allzu oft heraus, dass die Denkmäler dieser Denkweise zum Opfer fallen.

Abbindung

Nach der Behandlung der Mörtelzusammensetzungen folgt in § 7: Die Abbindung von Kalkmörtel der Aushärtungsprozess.

Die Aushärtung von Luftkalkmörteln lässt sich im Kalkzyklus zusammenfassen: der Prozess von Stein zu Stein. Kalksteinbrocken oder Muscheln (Kalziumkarbonat) werden durch die Brennung in Kalziumoxid

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umgesetzt. Das Löschen mit Wasser ergibt eine Verwandlung des Kalziumoxids in Kalziumhydroxid. Die Verarbeitung ergibt wieder einen versteinerten Kalk: Durch die Verbindung mit Kohlensäure der Luft wird das Kalziumhydroxid in Kalziumkarbonat verwandelt und der Zyklus vollendet.

Aus Kalkstein (Steinkalk) gefertigter Kalk enthalt, je nach der mineralogischen Zusammensetzung des Rohstoffs, au×er Kalk noch sogenannte hydraulische Nebenbestandteile. Sie reagieren auf Wasser und Kalk und werden zu abbindenden Gelsorten. Durch das Gel erfolgt die primäre Aushärtung des Bindemittels. Ist im Mörtel nach dieser primären Aushärtung noch freier Kalk (Kalziumhydroxid) vorhanden, erfolgt dutch die Reaktion dieses Kalziumhydroxids auf Kohlensäure nach der primären Aushärtung eine weitere Aushärtung (wenn die Konstruktion jedenfalls nicht von der Luft gesperrt wurde, beispielsweise, da sie sich unter Wasser befindet).

Die zuletzt genannte Reaktion stimmt also mit der Aushärtung von Luftkalk überein. Diesen Steinkalk könnte man also als Mischung einer hydraulischen Komponente und Luftkalk betrachten. Ersterer härtet verhältnismä×ig schnell und auch unter Wasser aus, das zweite verhältnismä×ig langsam und nur dann, wenn die Kohlensäure der Luft den Kalk erreichen kann. Das Ma× an Hydraulik wird vom Ma× der vorhandenen Stoffe bestimmt. Fehlen (mehrere) hydraulische Komponenten, lassen sich zur Erhöhung der Hydraulizität und der Endfestigkeit des Kalkmörtels zum Kalkmörtel Puzzolan-Komponenten hinzufügen. Gemeinsam mit diesen Puzzolan-Komponenten kann Kalk in etwa in gleicher Weise aushärten wie der hydraulische Kalk. Bei den Puzzolanen kann es sich um gemahlene natürliche Materialien - z.B. Tra× - oder künstliche Produkte, wie gemahlene Dachziegel oder andere schwach gebrannte Keramik handeln.

Eine lange Geschichte

Im zweiten Kapitel wird hauptsächlich auf den bewährten Gebrauch von Kalkmörteln zurückgeblickt. Die Anwendung von Kalk zur Zusammensetzung von Baumörteln hat eine lange, reichhaltige Geschichte. Sie wird § 2 ausführlich beschrieben: Die Benutzung von Kalk im Laufe der Jahrhunderte. Diesem Paragraphen geht ein Paragraph über die anderen Bindemittel, die zur Zusammensetzung von Mörtel benutzt wurden und werden, voran. Von der Antike bis hin zur jungen Vergangenheit baute man auch mit Mortel auf Lehmoder Gipsbasis. Au×erhalb Westeuropas, vor allem in Entwicklungsländern, wird ein hier vollständig vergessenes Bindemittel wie Lehm übrigens immer nach oft angewandt.

Untersuchung

Kapitel 5 beginnt mit einem Abschnitt über die Untersuchung. Untersucht man historische Kalkmörtelsorten, stellt sich heraus, dass in der Vergangenheit viele Kalkmörtelsorten benutzt wurden. Bei den Unterschieden handelt es sich hauptsächlich um das Verhältnis des Bindemittels mit Sand, der benutzten Kalksorte (Luftkalk oder hydraulischer Kalk) und das Vorhandensein oder Fehlen von Beimischungen, z.B. Tra× Einerseits sind diese Unterschiede auf den Gebrauch lokaler und regionaler Entnahmestellen der Rohstoffe (Kalkstein, Muscheln) zurückzuführen. Andererseits spielt das im Laufe der Zeit zunehmende technische Wissen ebenfalls eine Rolle. Dadurch lie×en sich die Mörtelzusammensetzungen immer besser den Umständen anpassen, unter denen und wozu der Mörtel benutzt wurde (Mauerwerk über der Erde, wasserabsto×endes Gemäuer usw.) Möchten wir zur Restaurierung oder Renovierung Kalkmörtel benutzen, müssen wir über die Zusammensetzung des Steins und des historischen Mörtels, mit denen wir arbeiten müssen, Bescheid wissen. Wichtig sind au×erdem die Verwitterung und andere Umweltbedingungen. In Kapitel 4 werden diese Umweltbedingungen beschrieben und erhalten Sie eine Einsicht in die Verwitterung und Degradation sowie in die damit einhergehenden Eigenschaften wie die Nutzungsdauer. Dieses Kapitel ist eine wesentliche Grundlage des letzten Teils von Kapitel 5, das vom Gebrauch und von der Zusammensetzung von Kalkmörtelsorten (§ 3.2) handelt und Beispiele der Praxis enthält (§ 4).

Stand der Technik

Das vorliegende Buch soll die jetzige Sachlage, den Stand der Technik, wiedergeben. Unter Anwendung ihres eigenen Fachwissens, alter und neuerer Veröffentlichungen und der Anmerkungen der Arbeitsgemeinschaft versuchten die Autoren, Ihnen ein möglichst komplettes Bild der kalkgebundenen Mörtel für die Fugen- und Mauerarbeit zu machen. Triebfeder dafur ist nicht nur die Einsicht, dass sich mit Kalk oft genauso gute - wenn nicht bessere - Mörtel anfertigen lassen, wie mit dem heute meistens angewandten Zement. Gravierend war au×erdem die Überzeugung, dass die Denkmalpflege von der erneuten und gro×zügigeren Aufnahme dieses Materials ins Verzeichnis der für Restaurierungen verfügbaren Mittel profitiert. Kennt man das Material einmal wieder besser, wird es auch wieder äfter angewandt.