Kalk-Lexikon
Hier werden einige Begriffe rund um die Herstellung und Verwendung von Kalk kurz erläutert.
Unser kleines Wörterbuch zum Thema Kalk befindet sich erst im Aufbau und wird nach und nach erweitert. Für Anregungen sind wir dankbar.
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A
Asphalt
Natürlich vorkommendes oder technisch hergestelltes Gemisch aus Mineralstoffen und dem Bindemittel Bitumen. Im Straßenbau besteht die Deckschicht (auch Verschleißschicht genannt) zu ca. 93 bis 96% aus Mineralstoffgemischen und zu ca. 4 bis 7% Bitumen.
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B
Beton
Baustoff, der aus Zement, Betonzuschlag (z.B. Kalkstein) und Wasser hergestellt wird und dem zur Beeinflussung bestimmter Betoneigenschaften auch Zusätze (z.B. Luftporenbildner, Verzögerer) zugegeben werden können. Das erhärtete Gemisch Zement/Wasser (Zementstein) ist maßgebend für die Festigkeit.
Bitumen
Bindemittel, das der Verklebung und Verkittung der Mineralstoffe im Asphalt dient. Bitumen wird aus schweren, zähflüssigen Rohölen gewonnen. Das gebräuchlichste Verfahren ist die zweistufige fraktionierte Destillation, d.h. die Verdampfung und nachfolgende Kondensation der flüchtigen Teile des Rohöls in zwei Destillationsstufen. Es entsteht ein schwerflüchtiges Gemisch verschiedener organischer Substanzen mit einem elastoviskosen Verhalten. Die Viskosität ändert sich mit der Temperatur.
Branntkalk
Calciumoxid (CaO) entsteht technisch durch Brennen Entsäuern von Kalkstein (Calciumcarbonat, CaCO3) bei Temperaturen oberhalb von 900C, wobei neben Calciumoxid auch Kohlendioxid (CO2) entsteht.
Burden sharing
Zwischen den EU-Mitgliedsstaaten wurde die in Kyoto einheitlich zugesagte Reduktionszusage von 8% auf die einzelnen Mitgliedsstaaten verteilt (Lastenteilung).
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C
Calciumcarbonat und -hydrogencarbonat
Calciumcarbonat ist ein weißes Pulver, das in der Natur als Calcit, Aragonit oder Vaterit vorkommt. Bei Verbindung mit Kohlensäure entsteht wasserlösliches Calciumhydrogencarbonat, das für die Carbonathärte verantwortlich ist.
Cap and trade system
Ein solches System beschränkt die Menge an zulässigen Treibhausgasemissionen auf eine absolute Menge (cap) und macht diese dann handelbar (trade).
Carbonathärte (temporäre oder vorübergehende Härte)
Die Konzentration der durch die Kohlensäure als Hydrogencarbonate gebundenen Calcium- und Magnesiumionen bezeichnet man als Carbonathärte. Da sie aufgrund des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichtes in Abhängigkeit des pH-Wertes leicht veränderbar ist, wird sie auch als temporäre oder vorübergehende Härte bezeichnet.
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D
Denitrifikation
Unter Denitrifikation versteht man die Fähigkeit von Mikroorganismen, Nitrat zu molekularem Stickstoff umzusetzen. So wird in der Abwasserreinigung durch Nitrifikation und Denitrifikation Ammoniak bzw. Ammonium zu Stickstoff umgewandelt.
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E
Elastoviskos
Tritt eine Verformung eines Körpers nach dem Aufbringen einer Kraft zeitlich verzögert ein, nennt man dieses Verhalten viskos. Ist eine Verformung nicht bleibend und geht nach einer Entlastung wieder gegen Null, nennt man dieses Verhalten elastisch. Elastoviskos nennt man das Verhalten einer viskosen Flüssigkeit mit elastischen Eigenschaften, wenn das elastische Verhalten zeitunabhängig ist und sich das viskose Verhalten bei konstanter Belastung einfach überlagert. Wenn sich das elastische Verhalten verzögert nach einem Fließvorgang einstellt, dann ist das Verhalten viskoelastisch.
Emissionshandel
Dieses im Kyoto-Protokoll definierte Instrument beschreibt die Möglichkeit zum Kauf von Emissionsrechten durch einen zur Reduktion verpflichteten Vertragsstaat bzw. durch ein Unternehmen von einem anderen Vertragsstaat bzw. einem Unternehmen. Der Emissionshandel ist ein cap and trade system unter Berücksichtigung des burden sharings.
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F
Füller
Mineralstoff, der die in Kornhaufwerken vorhandenen Hohlräume füllt und damit die Stützfestigkeit des Korngerüsts vergrößert.
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G
Gesamthärte
Sie setzt sich aus der Carbonat- und der Nichtcarbonathärte zusammen.
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H
Hydraulischer Kalk
Bindemittel, z.B. für Mörtel. Hauptbestandteile sind die Oxide des Calciums (CaO), des Magnesiums (MgO), des Siliciums (Si02), des Aluminiums (Al2O3) und des Eisens (Fe2O3). Durch Carbonatisierung und die Bildung von Phasen aus Calcium-Silikat-Hydrat erhärtet er sowohl an der Luft als auch unter Wasser.
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I
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J
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K
Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht
Mit dem Begriff "Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht" wird das chemische Gleichgewicht in wässriger Lösung zwischen den Ionen der Kohlensäure, dem Kohlendioxid (CO2) und dem Calciumcarbonat (CaCO3) beschrieben. Der Gleichgewichtszustand im Wasser ist dann erreicht, wenn es bei Kontakt mit Kalkstein weder zur Auflösung noch zur Abscheidung von Calciumcarbonat kommt. Bei einem Kohlensäureüberschuss und damit einer pH-Wert-Absenkung wirkt das Wasser dagegen kalklösend und dementsprechend bei einer pH-Wert-Anhebung kalkabscheidend.
Kalkhydrat
Gelöschter Kalk, Calciumhydroxid oder Ca(OH)2, entsteht durch Wasserzugabe (Löschen) von gebranntem Kalk (CaO): CaO + H2O Ca(OH)2. Gibt man nur so viel Wasser hinzu, wie für den Löschvorgang gerade gebraucht wird (ein geringer Wasserüberschuss verdampft durch die enorme Wärmeentwicklung), entsteht ein trockenes Pulver. Dieser gelöschte Kalk ist in seiner Anwendung extrem vielfältig, das Anwendungsspektrum reicht vom Mauermörtel über Umweltschutz bis zur Trinkwasseraufbereitung und der Sanierung von größeren Gewässern.
Kalkmörtel
Gemisch aus Kalk, Sand und Wasser. Die Erhärtung des Mörtels ist auf die Reaktion des gelöschten Kalkes (Calciumhydroxid) mit Luftkohlensäure zu Calciumcarbonat zurückzuführen.
Kalkteig
Gelöschter Kalk wird durch Löschen von gebranntem Kalk mit deutlichem Wasserüberschuss erzeugt, wobei ein Brei entsteht. Bei Zugabe noch größerer Wassermengen bildet sich eine Flüssigkeit, die wegen ihres Aussehens Kalkmilch genannt wird. Sehr bekannt ist der Kalkteig zur Herstellung bzw. Verbesserung der Verarbeitbarkeit von Mörtel. Die Erhärtung erfolgt bei zementfreien Kalkmörteln im Wesentlichen durch Aufnahme von Kohlendioxid (Ca(OH)2 + CO2 CaCO3), es bildet sich Calciumcarbonat, das chemisch dem ursprünglichen Kalkstein entspricht.
Kreidekalkstein
In der Kreideformation vor ca. 50 Mio. Jahren entstandenes Kalkgestein. Sehr mächtige Schreibkreide- und Kalkmergelablagerungen gehören auch dazu. Schreibkreide ist eine weiße tonarme Kalksteinart, die zu einem überwiegenden Teil aus locker gepackten Foraminiferen (Einzeller mit Kalkgehäuse) besteht. Kreide ist ein weicher Kalkstein und wird meist durch Schürfen gewonnen.
Kyoto-Protokoll
Das Kyoto-Protokoll von 1997, verabschiedet im japanischen Kyoto, legte als erstes internationales Abkommen anzustrebende Emissionsgrenzen zeitlich bis zum Jahr 2012 fest.
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L
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M
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N
Natürlich gebundenes CO2
Kalkstein (CaCO3) enthält zu 44% kristallin gebundenes CO2. Es ist das zentrale Ziel der Kalkherstellung, das kristallin gebundene in gasförmiges CO2 umzuwandeln, um so aus Kalkstein Kalk zu machen. Die Güte des Endproduktes Kalk hängt unter anderem davon ab, dass der Prozess möglichst vollständig durchgeführt wird, und das bedeutet, dass die Menge des entweichenden Kalkstein-CO2 nicht beeinflussbar ist. Dieses natürlich gebundene CO2 kann somit nicht gehandelt werden.
Nichtcarbonathärte
Die Nichtcarbonathärte bezeichnet man auch als "permanente oder bleibende Härte". Sie beschreibt die Konzentration an Calcium- und Magnesiumionen, die nicht an Hydrogencarbonat sondern an andere Anionen (z.B. Chlorid-, Nitrat- oder Sulfationen) gebunden sind. Die Nichtcarbonathärte wird erst beim Verdampfen oder Verdunsten des Wassers ausgeschieden.
Nitrifikation
Die Umsetzung von Ammoniak bzw. Ammonium zu Nitrat wird als Nitrifikation bezeichnet. Sie wird im natürlichen Wasser und bei der biologischen Abwasserreinigung von bestimmten Bakterien mit Hilfe ihres Enzymsystems durchgeführt.
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P
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Q
Quellung
Fähigkeit eines Stoffs (Gestein bzw. Mineral), Wasser aufzunehmen und dabei das Volumen zu vergrößern. Das Quellen solcher Stoffe in Asphalt kann das Gefüge empfindlich stören. Es wird durch Zugabe von Kalkhydrat nachweislich reduziert.
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R
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S
Säurekapazität (Säurebindungsvermögen -SBV-, KS4,3)
Der Messwert der Säurekapazität ist ein Maß für die Pufferkapazität des Wassers gegenüber Säuren und damit verantwortlich für die pH-Wert-Stabilität. Hat das Wasser eine hohe Säurekapazität, so ändert sich durch die Zugabe geringer Säuremengen der pH-Wert kaum; er bleibt stabil. Die Säurekapazität des Wassers gibt an, wie viel Säure - z.B. Salzsäure - durch eine definierte Wassermenge bis zum Einstellen eins pH-Wertes von 4,3 verbraucht wird (KS4,3). Je mehr Säure dabei verbraucht wird (Säurebindungsvermögen), desto höher ist die Säurekapazität und damit die Pufferkapazität des Wassers. Maßgeblich wird die Säurekapazität durch die Konzentration der im Wasser gelösten Hydrogencarbonate von Calcium und Magnesium bestimmt. Hat ein Oberflächengewässer eine hohe Säure- oder Pufferkapazität, dann führen Säureeinträge (z.B. saurer Regen) nicht zu einer pH-Wert-Änderung, so dass die im Wasser lebenden Organismen nicht geschädigt werden.
Selbstverpflichtung der Kalkindustrie
Im Rahmen der mit der Bundesregierung geschlossenen Vereinbarung zur Klimavorsorge hat sich die deutsche Kalkindustrie verpflichtet, die spezifischen CO2-Emissionen je Tonne Kalk für den Zeitraum 1990 bis 2005 um bis zu 15% zu reduzieren. Damit ist der theoretische Mindestbedarf an Energie für die Kalkproduktion nahezu erreicht. Der unabhängige CO2-Monitoring-Bericht des von der Bundesregierung und Wirtschaft gemeinsam beauftragten und neutralen Rheinisch-Westfälischen Instituts für Wirtschaftsforschung (RWI) weist bereits für das Jahr 1999 einen Zielerreichungsgrad von über 90% aus.
Sumpfkalk
Sumpfkalk nennt man gelöschten Kalk (Kalkteig), der einige Zeit in einer so genannten Sumpfgrube gelagert wurde. Durch die lange Lagerung werden die Kalkpartikel so abgelöscht, dass ein sehr feiner Brei aus Kalkhydrat entsteht, der bevorzugt für feine Putze oder Anstriche verwendet wird. Sumpfkalk wird heute hauptsächlich bei der Herstellung von Putzen und Mörteln in der Denkmalpflege eingesetzt.
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T
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U
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V
Versauerung
Unter Versauerung wird die Absenkung des pH-Wertes in den Umweltmedien Wasser und Boden verstanden. Dieser Prozess wird hauptsächlich durch anthropogen bedingte Schwefel- und Stickstoffemissionen verursacht. Die Schwefeleinträge resultieren aus verbrennungsbedingten Emissionen, deren Hauptquelle schwefelhaltige Brennstoffe sind (Verkehrsbereich). Die Stickstoffeinträge werden einerseits durch Ammoniakemissionen aus der Landwirtschaft (Tierhaltung) und andererseits durch verbrennungsbedingten Emissionen von Stickoxiden, hauptsächlich aus den Sektoren Verkehr und Energiegewinnung, hervorgerufen.
Die Schwefel- und Stickstoffverbindungen gelangen als trockene Ablagerung z.B. auf der Vegetation oder als feuchte Ablagerung zusammen mit Niederschlägen auf direktem Weg auf die Erdoberfläche zurück.
Der Grad der Versauerung wird durch den pH-Wert ausgedrückt. Dem Versauerungsprozess in Wasser und Boden wirken in Abhängigkeit vom pH-Wert gestaffelte Puffersysteme entgegen. Anhaltende Säureeinträge führen zu einem allmählichen Verbrauch dieser Pufferkapazitäten.
In versauerten Böden werden Nährstoffe schneller aufgeschlossen und damit ausgewaschen. Es kommt dort, wie auch in Gewässern, zur Freisetzung toxischer Kationen (Aluminium). Als Folge davon werden die Organismen geschädigt und biologische Prozesse empfindlich gestört.
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W
Wasserhaushaltsgesetz (WHG)
Gesetz zur Ordnung der Wasserversorgung und -bewirtschaftung. Das WHG soll sicherstellen, dass Grundwasser, Oberflächen- und Küstengewässer nicht mehr als erforderlich belastet werden. In der aktuellen Fassung (2002) fordert es die Erhaltung und Erreichung eines guten ökologischen und chemischen Zustands für Oberflächengewässer.
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XY
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Z
Zugfestigkeit
Eigenschaft des Asphalts, die u.a. durch Zugabe von Kalkhydrat positiv beeinflusst werden kann. Sie ist definiert als die Kraft, die man aufwenden muss, um einen fest auf den Asphalt aufgeklebten Körper "unter Ausbruch von Bestandteilen der Asphaltoberfläche" wieder abzuziehen.