Geschichte von Kalk im Mörtel
Die ersten Mörtel wurden aus Schlamm oder Ton hergestellt. Diese Materialien wurden wegen der Verfügbarkeit und niedrigen Kosten verwendet. Die Ägypter verwendeten Gipsmörtel, um die Betten großer Steine zu schmieren, wenn sie in Position gebracht wurden (Ref. ich). Diese Matrizen zeigten jedoch bei hoher Luftfeuchtigkeit und Wasser keine gute Leistung.
Es wurde entdeckt, dass Kalkstein, wenn er verbrannt und mit Wasser kombiniert wurde, ein Material erzeugte, das mit dem Alter aushärten würde. Die früheste dokumentierte Verwendung von Kalk als Baumaterial war etwa 4000 v. Chr., als es in Ägypten zum Verputzen der Pyramiden verwendet wurde (Ref. II). Der Beginn der Verwendung von Kalk in Mörteln ist nicht klar. Es ist jedoch gut dokumentiert, dass das Römische Reich Kalkmörtel ausgiebig verwendete. Vitruv, ein römischer Architekt, lieferte grundlegende Richtlinien für Kalkmörtelmischungen (Ref. III).
„… Wenn es gelöscht ist, soll es so mit dem Sand vermischt werden, dass, wenn es Grubensand ist, drei Sand und einer Kalk hineingegossen werden; aber wenn das gleiche aus dem Fluss oder Meer kommt, werden zwei Sand und einer Kalk zusammengeworfen. Denn auf diese Weise wird es das richtige Verhältnis der Mischung und Mischung geben.“
Mörtel, die nur Kalk und Sand enthielten, benötigten Kohlendioxid aus der Luft, um sich wieder in Kalkstein umzuwandeln und auszuhärten. Kalk- / Sandmörtel härten langsam aus und würden unter Wasser nicht aushärten. Die Römer schufen hydraulische Mörtel, die Kalk und ein Puzzolan wie Ziegelstaub oder Vulkanasche enthielten. Diese Mörtel sollten in Anwendungen verwendet werden, in denen das Vorhandensein von Wasser es dem Mörtel nicht erlauben würde, richtig zu karbonisieren (Ref. IV). Beispiele für diese Arten von Anwendungen waren Zisternen, Fischteiche und Aquädukte.
Die bedeutendsten Entwicklungen bei der Verwendung von Puzzolanen in Mörsern fanden im 18. Es wurde entdeckt, dass das Verbrennen von Kalkstein, der Tone enthält, ein hydraulisches Produkt erzeugen würde. Im Jahr 1756 entwickelte James Smeaton vielleicht das erste hydraulische Kalkprodukt, indem er blauen Lias-Kalkstein kalzinierte, der Ton enthielt. Eine italienische puzzolanische Erde aus Civita Vecchia wurde ebenfalls hinzugefügt, um zusätzliche Festigkeit zu verleihen (Ref. V). Diese Mörtelmischung wurde verwendet, um den Eddystone Lighthouse zu bauen. James Parker patentierte 1796 ein Produkt namens römischer Zement oder Naturzement. Natürlicher Zement wurde hergestellt, indem eine Mischung aus Kalkstein und Ton zusammen in Öfen verbrannt wurde, die denen für Kalk ähnelten. Das resultierende Produkt wurde gemahlen und in wasserdichten Behältern gelagert. Typischerweise hatten natürliche Zemente höhere Tongehalte als hydraulische Kalkprodukte, was eine bessere Festigkeitsentwicklung ermöglichte. Natürlicher Zementmörtel wurde im Bauwesen verwendet, wo Mauerwerk Feuchtigkeit ausgesetzt war und hohe Festigkeit erforderlich war(Ref. vi).
Joseph Aspdin, ein englischer Maurer / Baumeister, patentierte 1824 ein Material namens Portlandzement. Portlandzement bestand aus einer Mischung aus Kalkstein, Ton und anderen Mineralien in sorgfältig kontrollierten Anteilen, die kalziniert und zu feinen Partikeln gemahlen wurden. Obwohl etwas Portlandzement aus Europa importiert wurde, wurde er erst 1871 in den Vereinigten Staaten hergestellt. Die Konsistenz und die höhere Festigkeit von Portlandzement ermöglichten es, natürliche Zemente in Mörteln zu ersetzen. Portlandzement selbst hatte eine schlechte Verarbeitbarkeit. Portlandzement in Kombination mit Kalk bot ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Verarbeitbarkeit. Die Zugabe von Portlandzement zu Kalkmörteln erhöhte die Geschwindigkeit des Bauprozesses für Mauerwerk aufgrund der schnelleren Festigkeitsentwicklung. Es wurden Mischungskonstruktionen mit unterschiedlichen Mengen Kalk und Portlandzement entwickelt. 1951 veröffentlichte ASTM eine Standardspezifikation für Einheitsmauerwerk (C270-51). Diese Spezifikation erlaubte es, Kombinationen von Zement und Kalk durch Volumenanteile oder Mörteleigenschaften zu spezifizieren. ASTM C270 wird noch heute verwendet. Diese Norm identifiziert fünf Mörteltypen basierend auf dem Begriff MAURERARBEIT S. Zement-Kalk-Mischungen vom Typ M haben die höchste Druckfestigkeit und Typ K die niedrigste.
— Weitere Informationen über Kalkmörtel Spezifikationen.
Bis etwa 1900 wurde Kalkspachtel in Bauanwendungen verwendet. Kalkstein wurde in kleinen Öfen verbrannt, die oft an der Seite eines Hügels gebaut wurden, um das Laden zu erleichtern (Ref. vii). Holz, Kohle und Koks wurden als Brennstoff verwendet. Der aus diesen Öfen hergestellte Branntkalk wurde in einer Grube oder Metallwanne zu Wasser gegeben und über einen längeren Zeitraum eingeweicht. Die zum Einweichen erforderliche Zeit war abhängig von der Qualität des Branntkalks und konnte von Tagen bis zu Jahren reichen. Es wurde allgemein angenommen, dass je länger der Branntkalk eingeweicht war, desto besser würde er funktionieren. Die Standardspezifikation für Branntkalk für strukturelle Zwecke wurde 1913 entwickelt. Nach der Jahrhundertwende begann die Verwendung von Kalkhydratprodukten. In der Produktionsanlage wurde dem Branntkalk Wasser zugesetzt, um die für das Einweichen auf der Baustelle erforderliche Zeit zu verkürzen. In den späten 1930er Jahren begann die Produktion von Dolomitkalkhydratprodukten. Diese Produkte erforderten nur kurze Einweichzeiten (20 Minuten oder weniger) vor der Verwendung. 1946 wurde die Standardspezifikation für Kalkhydrat für Mauerwerkszwecke (ASTM C207) veröffentlicht. Diese Norm identifizierte zwei und später vier Arten von Kalkprodukten, die in Mauerwerksanwendungen verwendet werden könnten.
— Weitere Informationen zu Mason’s Lime specifications.
Kalkprodukte spielen seit Jahrtausenden eine bedeutende Rolle im Mauerwerksbau. Vor 1930 verwendeten die meisten Mauerwerke Kalkmörtel. Kalk hat eine nachgewiesene Leistung, die durch Strukturen wie die Chinesische Mauer demonstriert wird, die seit Hunderten von Jahren bestehen. Die Gründe für die Verwendung von Kalk in Mörtel vor 2000 Jahren sind bis heute gültig.
— Mehr Informationen über Kalkmörtel im modernen Mauerwerksbau.
McKee, Harley J. Einführung in das frühe amerikanische Mauerwerk – Stein, Ziegel, Mörtel und Gips. National Trust für historische Erhaltung, Columbia University, 1973. s. 61.
Boynton, Robert S. Chemie und Technologie von Kalk und Kalkstein. Zweite Auflage. New York: John Wiley & Söhne, Inc., 1980.
Vitruv. De Architectura. Buch II, V. Frank Grangers Übersetzung. Heinemann, 1931.
Davey, Norman. Eine Geschichte der Baustoffe. New York: Drake Publishers Ltd., 1971.
Cowper, A.D. Kalk und Kalkmörtel. Gebäude Forschungsstation. London: HM Briefpapier, 1927.
McKee, Harley J. Einführung in das frühe amerikanische Mauerwerk – Stein, Ziegel, Mörtel und Gips. National Trust für historische Erhaltung, Columbia University, 1973. s. 68.
Spewiek, John P. Die Geschichte des Mauerwerks in Amerika, Proceedings des 7. Canadian Masonry Symposium. Band 2. Kanada: McMaster University, 1995. s. 663-677. sfd