Vom Kalkstein zum Mörtel

Kalk war über Jahrhunderte einer der wichtigsten Grundstoffe des Bauens. Aus gebranntem und anschließend gelöschtem Kalk entstehen Mörtel, Putz, Anstriche, Schlämme, Stuckmassen und manchmal auch pigmenthaltige Tünchen. Der enorme Bedarf im Haus- und Städtebau machte den Kalkbrand zur verbreiteten Technik.
Neben dem Bauhandwerk fand Kalk auch in der Landwirtschaft (als Bodenverbesserer), der Gerberei, im der Metallverhüttung zur Schlackeregulierung, oder bei der Seifenherstellung Verwendung.
Eine weitere wichtige Anwendung von Kalk ist seine Rolle bei der Stallhygiene und im Pflanzenschutz. In Ställen wird Kalk traditionell zweimal jährlich aufgetragen. Dies dient der Desinfektion. Kalk wirkt stark alkalisch und schafft so ein Milieu, in dem sich Bakterien und Pilze nicht gut vermehren können. Dies reduziert die Ausbreitung von Krankheiten unter den Tieren erheblich und verbessert die Stallhygiene.
Kalk ist entscheidend für Obst- und Weinbau, da Kalzium eine Schlüsselrolle bei den natürlichen Abwehrkräften der Pflanzen spielt. Eine Mischung aus Kupfervitriol und gabranntem Kalkwasser war ein Spritzmittel der Weinbauern.
Eine besonders drastische, aber historisch bedeutende Anwendung von Kalk fand sich in Zeiten großer Epidemien, wie etwa der Pest. Um die Ausbreitung von Krankheiten einzudämmen und die Seuchengefahr zu minimieren, wurden Leichenberge oder Massengräber oft mit ungelöschtem Kalk bedeckt. Die stark ätzende Wirkung des Kalks beschleunigte die Zersetzung der Körper und verhinderte die Ausbreitung von Pathogenen.

Wird Kalk handwerklich genutzt, verläuft sein Weg in einem geschlossenen Stoffkreislauf:
Aus Kalkstein entsteht durch Brennen Branntkalk. Dieser wird mit Wasser gelöscht und verwandelt sich dabei in gelöschten Kalk – Grundlage für Mörtel, Putze oder Anstriche. Im Laufe der Zeit reagiert das Material mit dem Kohlendioxid der Luft und verfestigt sich durch sogenannte Karbonatisierung allmählich wieder zu Kalkstein. Dieser Kreislauf ist seit der Antike bekannt und wurde über Jahrhunderte gezielt genutzt. Jeder einzelne Schritt vom Stein bis zum Putz erfordert handwerkliche Erfahrung, Wissen und Sorgfalt.

Kalkstein ist ein weit verbreitetes Sedimentgestein, das in vielen Regionen leicht zugänglich ist. Oft in Form von felsigen Hügelzügen, Steinbrüchen oder natürlich freigelegten Hängen. Für den Kalkbrand eignet sich besonders dichter, möglichst reiner Kalkstein, der keine oder nur geringe Beimengungen von Ton, Kieselsäure oder anderen Verunreinigungen enthält. Mit einfachen Werkzeugen kann solches Gestein aus flachliegenden Schichten gebrochen werden.
Nicht selten griff man auch zu bereits bearbeitetem Stein: Antike Bauten, Gräber und Tempel lieferten hochwertige Kalk- und Marmorsorten in handlichen Quadern. Besonders im Mittelalter wurden Spolien systematisch zerlegt; nicht nur zum Bauen, sondern auch zum Kalkbrennen. Marmor ergibt besonders reinen Branntkalk, was für anspruchsvollere Verputze, Stuckarbeiten oder Mörtel ein Vorteil war.

Der Kalkbrenner unterscheidet Weißkalke und Graukalke: Weißkalke sind Marmorkalk, Kalkspat und Muschelkalk. Diese Rohstoffe enthalten weniger als 10% Kiesel- und Tonerde. Der gebrannte Kalk aus Weißkalk wird als Fettkalk bezeichnet.
Graukalke enthalten 15-30% Fremdanteile. Sie haben beim Löschen eine geringe Quellfähigkeit, fühlen sich körnig und weniger geschmeidig an, und vertragen zum Mörtel weniger Sand. Trotzdem: als Mörtel sind sie gut brauchbar. Der gewonnene Kalk wird als Magerkalk bezeichnet.

Wie aus dem rohen Gestein ein reaktionsfähiger Branntkalk entsteht, wird im gesonderten Beitrag Kalk brennen ↗ ausführlich beschrieben. Der dabei entstehende Ätzkalk hat äußerlich noch die Form von Felsbrocken, ist aber chemisch hochreaktiv und im Umgang gefährlich.

Gießt man Wasser über den Branntkalk, reagiert das Material heftig unter starker Wärmeentwicklung. Dabei zerfällt es und nimmt das Wasser in seine Kristallstruktur auf: Es entsteht gelöschter Kalk, entweder in Pulverform, als Brei oder als Kalkmilch. Die nötigen Arbeitsschritte und Sicherheitsaspekte werden im Beitrag Kalk löschen ↗ gesondert behandelt.

Nach seiner Verarbeitung als Mörtel, Putz oder Tünche bleibt der Kalk nicht in seiner gelöschten Form bestehen. Im Kontakt mit der Luft beginnt er, über Jahrzehnte allmählich Kohlendioxid aufzunehmen. Dabei verbindet sich das Calciumhydroxid wieder mit CO₂ zu Calciumcarbonat: ein Prozess, der als Karbonatisierung bezeichnet wird. Die Struktur verfestigt sich, und der Werkstoff nimmt wieder die Eigenschaften eines natürlichen Kalksteins an.
Diese Rückverwandlung verläuft ausgesprochen langsam. In dichten Mauerwerken schreitet die Karbonatisierung nur wenige Millimeter pro Jahr in die Tiefe voran. Eine dicke Burgmauer, die mit reinem Kalkmörtel aufgemauert wurde, kann Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte benötigen, bis der Mörtel im Inneren vollständig auskarbonatisiert ist. Diese langsame Festigung hat bemerkenswerte bautechnische Folgen: Frisch errichtete Kalkmauerwerke bleiben über lange Zeiträume elastisch und können geringfügige Setzungen oder Mikrobewegungen im Baugefüge aufnehmen, ohne zu reißen. Erst mit fortschreitender Karbonatisierung verfestigt sich das Gefüge dauerhaft. Gerade im historischen Baubestand ist dieses Verhalten ein wesentlicher Grund dafür, dass sich viele Altbauten so lange erhalten konnten, bei gleichzeitiger Schadensfreiheit trotz geringer Fundamentierungen.

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