Welchen Beitrag leistet der Einsatz von Kalk zur zeitgenössischen Architektur?

Die Geschichte der Verwendung von Kalk in der Bauindustrie reicht Jahrtausende zurück und erstreckt sich über Kulturen und Gemeinschaften auf der ganzen Welt. Tatsächlich um das Jahr 4000 v. Chr. verwendeten die alten Ägypter Branntkalk, gemischt mit Wasser, als Baumaterial für ihre Pyramiden. Obwohl Kalk vielfältige Anwendungen in der Lebensmittel- und Landwirtschafts-, Chemie-, Bergbau-, Stahl- und anderen Industrien hat, stellt er in der Architektur aufgrund seiner Vielseitigkeit, Haftung, Undurchlässigkeit, Verarbeitbarkeit, Leistung, Abbindung und Haltbarkeit, die er ermöglicht, einen der wichtigsten Baustoffe dar Herstellung von Mauermörteln oder Mörteln, Innen- oder Außenputzen und anderen Funktionen.

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Obwohl es frühere Zivilisationen gab, die Kalkmörtel bei der Entwicklung großer Bauwerke verwendeten, gelten die Römer als die ersten, die sie im Bauwesen verwendeten. Vor mehr als 3.000 Jahren verwendete die kretische Zivilisation im Mittelmeerraum Kalk als Mörtel für Mauerwerke, während Kalkmörtel auch auf der Chinesischen Mauer verwendet wurde. Beispielsweise wurde das Aquädukt Pont du Gard in Nîmes, Südfrankreich, im Jahr 18 v. Chr. erbaut und war ein Beispiel für Undurchlässigkeit, bei dem Mörtel auf der Basis von hydraulischem Kalk verwendet wurde.

Rückblickend auf das 18. Jahrhundert ermöglichte Smeatons Arbeit die Entdeckung der Eigenschaften von hydraulischem Kalk, was später zur Technologie und dem Patent für Portlandzement führte. Vom 19. Jahrhundert bis zur Gegenwart führte das Aufkommen von Portlandzement (OPC) zu einem starken Rückgang der Verwendung von Kalk im Bauwesen, da dieser zu Beginn schnell aushärtete und in jungen Jahren widerstandsfähiger war. Eine angemessene Verwendung von Kalk im Bauwesen kann jedoch unter anderem dazu führen, dass bei der Produktion niedrigere Temperaturen als bei OPC und weniger Energie bei der Kalzinierung zum Einsatz kommen, was zu einem geringeren Ausstoß von Treibhausgasen und einer minimalen Kontraktion führt und Risse vermeidet.

Kalk ist ein weißes, pulverförmiges anorganisches Material und wird durch Kalzinierung von Kalkstein gewonnen, einem Mineral aus Kalziumkarbonat. Sobald der Kalkstein aus einem Steinbruch gewonnen wird, wird er zerkleinert, auf eine maximale Größe zwischen 80 und 200 mm reduziert und nach seiner Korngröße klassifiziert. Anschließend wird es bei hohen Temperaturen (zwischen 900 und 1200 °C) kalziniert, wodurch Kohlendioxid freigesetzt wird und als Rückstand Calciumoxid, bekannt als Branntkalk, zurückbleibt. Schließlich wird der Branntkalk in Lagersilos transportiert, wo er in Säcken oder als Schüttgut verteilt wird. Durch die Einarbeitung von Wasser wird Branntkalk durch eine exotherme Reaktion, bei der Dampf freigesetzt wird, in hydratisierten oder gelöschten Kalk umgewandelt. In einem Trenn- und Mahlkreislauf wird normales Kalkhydrat gewonnen, während durch Durchleiten des dolomitischen Branntkalks durch einen Hydrator und Mahlen unter Druck stehendes Kalkhydrat gewonnen wird. Um sich an unterschiedliche Umgebungen anzupassen, gibt es andere Kalkarten wie Fett- oder Luftkalk, der zu 95 % aus Kalziumoxid besteht, oder hydraulischen Kalk, der aus Ton und Eisenoxid besteht.

Zu den Eigenschaften von Kalk gehören: seine wasserdichte Beschaffenheit, die das Austreten von Wasser verhindert und gleichzeitig den Durchtritt von Dampf ermöglicht, um Feuchtigkeit zu beseitigen, und außerdem die Vermehrung von Schimmel oder Bakterien verhindert; seine hohe Porosität verbessert die Atmungsaktivität des Raums und trägt zur Verdunstung von Feuchtigkeit bei; seine Plastizität in Mörteln, die die Platzierung und Haftung verschiedener Materialien erleichtert; seine Agglomerationskapazität, die die Produktionskosten senkt, wenn es mit Abfallmaterialien und handwerklichen Herstellungsmethoden hergestellt wird; und seine bakterizide Wirkung gegen die Entwicklung von Mikroorganismen.

Wie wird nun Kalk in der zeitgenössischen Architekturszene eingesetzt? Welche Faktoren werden bei der Verwendung von Putzen, Mörtel und anderen Elementen berücksichtigt? Bis zum 20. Jahrhundert war Kalk das wichtigste Zementmittel im Hausbau und wurde in Beton, Mörtel und Putz verwendet. Als Bindemittel und zum Mischen mit anderen Materialien wie Sand und Wasser wird es üblicherweise für Mörtel und Beton zum Verbinden von Ziegeln, Blöcken und Steinen verwendet. Beispielsweise zeichnet sich Philip Lütkens „Haus für eine Großmutter“ in Dänemark durch ungleichmäßiges Mauerwerk mit dicken Kalkmörtelfugen aus, die die Zwischenräume ausfüllen. Tatsächlich ermöglicht der Kalkmörtel im Mauerwerk die Wiederverwendung der Ziegel in der Zukunft.

Kalkmörtel sind dynamische Materialien, die nach dem Aushärten während des Karbonisierungsprozesses in der Lage sind, mit der Umgebung zu interagieren und sich an Strukturveränderungen anzupassen. Sie verfügen über ein hohes Maß an Verarbeitbarkeit (d. h. die geeignete Kombination aus Fließfähigkeit, Wasserrückhaltevermögen und Kohäsion). Obwohl Kalkmörtel und -putze unter sehr rauen klimatischen Bedingungen möglicherweise nicht sehr haltbar sind, kann dem durch die Verwendung von hydraulischem Kalk oder der Einarbeitung von Portlandzement entgegengewirkt werden. Das Barrier House von Cotton Estes Architects befindet sich in einem historischen Viertel von San Antonio in den Vereinigten Staaten und wollte Bausysteme und Materialien anwenden, die Ressourcenschonung und geringen Wartungsaufwand unterstützen. Die Wände wurden mit einem Putz auf hydraulischer Kalkbasis verkleidet.

Unter Berücksichtigung von Kalk als ökologischem Baumaterial und unter Berücksichtigung seiner großen Umweltvorteile wurden die nachhaltigen Calx-Häuser in Peru konzipiert, die verstärkte Kalkblöcke in den Strukturelementen und ein einfaches System für die Trennelemente verwenden, um die Konstruktion zu optimieren und zu rationalisieren . Pezestudio hebt die Fähigkeit von Kalk hervor, die Luftfeuchtigkeit zu regulieren sowie Wärme- und Schalldämmung zu bewirken, was zu einem geringeren Energiebedarf führt, wirtschaftliche Einsparungen für die Bewohner ermöglicht und giftige Emissionen in die Atmosphäre senkt.

Darüber hinaus hat die Verwendung von Kalk in Putzen eine langsame Abbindung und ein attraktives Finish zur Folge, wodurch glatte Oberflächen und ein geringeres Risiko von Rissen entstehen. Es kann beim Verputzen von Wänden und Decken, bei der Vorbereitung von Farben und Anstrichen, bei der Stabilisierung von Böden und der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften beim Bau von Straßen und Fundamenten usw. eingesetzt werden. Auf Mallorca, Spanien, ist der Kalkbau eine alte Technik, die bisher nur für Fassaden und vertikale Wände verwendet wurde. In Cáñamo, lime y marés, einem Naturhaus, verwendete das Studio Ideo Arquitectura es auch für die Böden und Decken und sorgte so für eine ästhetische und plastische Kontinuität des gesamten Innenraums, während das Studio Andrew Trotter es in Italien im Inneren des Hauses anwendete Casa Casolare Scarani hat einen kompletten Putz mit Hilfe eines Handwerkers durchgeführt, der seine eigenen Putz- und Kalkfarben herstellt.

Kalk erfordert weder großes Kapital, um mit der Produktion zu beginnen, noch sind importierte Technologien oder Geräte erforderlich. Es kann in kleinen Mengen für einen lokalen Markt hergestellt werden, was die Transportkosten senkt und Entwicklungsmöglichkeiten für die lokale Industrie bietet. Die Wände des Mud House von Sketch Design Studio in Alwar, Indien, konzentrierten sich auf die Verwendung von Materialien und Handwerkstechniken vor Ort und wurden aus Erde hergestellt, die mit lokalem Schlamm und natürlichen Bindemitteln wie Kalk und Bockshornkleesamen vermischt war. Darüber hinaus verwendeten sie wiedergewonnenen Stein für die Wände und Fundamente und verwendeten Bagra, einen Rückstand, der in Kalköfen nach der Kalksteinverarbeitung zurückbleibt, als Mörtel für Steinmauerwerk. Tatsächlich wird die nachhaltige Technik des Bauens mit Kalkabfällen seit Jahrhunderten in den umliegenden Städten angewendet, und außerdem wurde einer der auf Stampflehm gebauten Räume mit Kalkputz versehen, einer Putztechnik, die dank einiger weniger Handwerker weit verbreitet ist.

Die zeitgenössische Verwendung von Kalk wird als Finish in zahlreichen Häusern verwendet, die von Lateinamerika, wie im Fall von Casa Tatakua (Paraguay), bis zu Europa, wie in Can Bau (Spanien), reichen. Weltweit hat es auch eine wichtige Rolle bei der Erhaltung antiker Gebäude und Denkmäler wie Kirchen, Burgen und anderen gespielt. Heutzutage wird Kalk in der Glasproduktion, der Papierherstellung, in der Landwirtschaft, bei chemischen Prozessen, in Putz, Mörtel und anderen Baumaterialien eingesetzt. Die Frage ist, wie wird die Zukunft dieses Materials aussehen? Wie können sich Architekten neu erfinden, um das Beste aus ihren Immobilien herauszuholen?

Quellen:
– Miguel Galván–Ruiz und Rodrigo Rafael Velázquez–Castillo, „Cal, ein altes Material als erneuerte Option für den Bau.“
– Praktisches Handeln, Schumacher Center for Technology and Development; Technisches Datenblatt zu Kalk.
– Calidra, „Jährlicher Nachhaltigkeitsbericht 2021. Nachhaltige Entwicklung“.