Kalk är inte bara kalk

Skrivet av Per-Arne Ivarsson

Ur Byggnadskultur nr 2/1999

Ren kalk kan vara allt annat än ren. Men orenheterna förbättrar ibland kalken, så att den får hydrauliska egenskaper, dvs. hårdnar och binder under inverkan av vatten.

Denna korta artikel är i gott sällskap. Det har nämligen skrivits en hel del om kalk för byggnadsändamål under gångna årtusenden. Det kan ha att göra med att kalk använts till så olika ändamål. Den utvinns ur kalksten eller marmor av skilda slag. Föroreningar i den färdiga kalken ger olika egenskaper, ofta positiva.

Detta har man tidigt förstått. Säkert har det lockat till att också tillsätta främmande ämnen för att prova att förbättra kalkens bindförmåga eller påskynda kalkbrukets hårdnande. Den romerske historikern Plinius beskriver i sin Historia Naturalis hur kalk till bruk för våta utrymmen erhålls: Den brända kalken släcks i vin(!) varefter den bankas ihop med svinister och fikon. Kalken får extrem vidhäftning och blir med tiden hårdare än sten. Plinius rekommenderar förbehandling av underlaget med olivolja. Nu skall vi inte tro att detta var hans eget recept. Han beskriver endast hur egypterna beredde denna typ av kalkfärg för bemålning av pyramidernas kalkstensbeklädnad.

Hydraulisk kalk och luftkalk
För att få kalk till bruk och färg bränns kalkhaltiga ämnen såsom kalksten, marmor, snäckor, etc. Valet av kalkämne har avgörande betydelse för de egenskaper den färdiga färgen eller bruket erhåller. Cato, en annan romare, beskriver hur kalksten med skiftande kulör lämpar sig bäst för bruk till murning medan vit kalksten ger bättre bruk till putsning. Den skiftande kulören hos kalkstenen beror på vilka ämnen som förekommer i stenen. Om dessa ämnen utgörs av kisel, aluminiumoxid eller järnoxid får kalken hydrauliska egenskaper. Detta innebär att kalken hårdnar och binder under inverkan av vatten.

Mängden av dessa ämnen bestämmer hur stor hydraulisk verkan kalken får. Ju större hydraulisk verkan, desto starkare bindning. För stark bindning kan rycka loss kalken från svaga underlag eller orsaka stor mängd krympsprickor. Luftkalk innehåller inga sådana ämnen eller mycket liten del (mindre än tio procent brukar anges). Luftkalk hårdnar under inverkan av luft, eller rättare sagt av luftens koldioxid. Koldioxiden löser sig i vatten och bildar kolsyra.

Kalkputsad och kalkavfärgad fasad, Österby bruks herrgård.
Fotograf/Illustratör: Per Arne Ivarsson

Kalkens bindande förmåga
Bränd kalk består till största delen av kalciumoxid. Ett ämne som under våldsam värmeutveckling släcks av vatten. Den släckta kalken utgörs av kalkhydrat eller kalciumhydroxid, vilket är en basisk förening. Hydratet kan finnas som torrsläckt pulver eller våtsläckt, lagrad kalkdeg. Bindemedlet i såväl bruk som färg är kalkkristaller eller kalcit. Dessa kristaller kan ses som ett salt, då de uppkommer i den kemiska reaktionen mellan syran kolsyra och basen kalciumhydroxid.

Denna reaktion kallar vi karbonatisering, vilken är förutsättningen för att kalken skall fungera som bindemedel. Karbonatiseringen resulterar just i bildandet av kalkkristaller, vilka under årens lopp blir alltmer välutvecklade. Karbonatiseringen i detta avseende pågår under mycket lång tid om den får fortgå ostörd. Surt regn genom luftföroreningar innehåller syror som är starkare än kolsyra. När dessa syror träffar kalkkristallerna i bindemedlet bildas gips, vilket är vattenlösligt. Kalken bryts ner och förlorar sin bindemedelsverkan. Kalken eroderar.

Om kalk i bruk
Rent kalkbruk består av kalk, sand och vatten. Kalken kan utgöras av luftkalk eller hydraulisk kalk av varierande styrka. Förr var man som regel hänvisad till kalkfyndigheter nära byggplatsen. Det kunde innebära att den kalk man hade till hands var ren luftkalk, som kanske bedömdes bli för svag för sin uppgift.

Tillsatsmedel av skilda slag har då använts för att ge bruket högre styrka. Plinius beskriver tillsats av krossad lerskärv, puzzolana, trass, eller andra vulkaniska material. Från Santorini exporterade grekerna en miljon ton vulkanisk aska till Egypten för Suezkanalens byggnad. På våra breddgrader har även tillsats av alunskifferaska använts. Sådana bruk har en typisk rosa kulör.

Kronomagasinet på Gripsholms slott under och efter restaurering.
Fotograf/Illustratör: Per Arne Ivarsson

Fotograf/Illustratör: Per Arne Ivarsson

Karbonatiseringen
Karbonatiseringen av ett kalkbruk sker från ytan och inåt. Förutsättningen är som ovan nämnts att koldioxid och vatten finns närvarande. Som för alla kemiska reaktioner har temperaturen betydelse för hur snabbt karbonatiseringen sker. Av dessa skäl bör arbeten med kalk ske under den varma och fuktiga delen av året.

Om bruket får torka eller får för litet vatten sker varken bindning av den hydrauliska kalken eller karbonatisering. Sådana bruk är av undermålig kvalitet och fryser ofta sönder. Bruk med hydraulisk kalk karbonatiserar ofta snabbare, då den första bindningen sker i den hydrauliska kalken. Det innebär att koldioxiden och kolsyran tränger längre in i bruket varför en bättre karbonatisering erhålls.
Vi skall tänka på att bruket blir hårdare ju längre karbonatiseringen gått. Om ytan karbonatiserar för snabbt, vilket kan ske vid en konstlad process genom att kolsyrat vatten sprutas på, uppstår lätt ett hårt ytskikt på ett lösare inre skikt. Det hårda skiktet lossar lätt och kan falla ner.

Asfalt bättre än cement?
Vi har vår egen Plinius nämligen G. E. Pasch. Han har redogjort för fem års undersökningar av landets skilda kalkfyndigheter, dock med särskild betoning på fyndigheter kring Göta kanal.

I Jernkontorets annaler från 1824 redogjorde han för hur snabbhårdnande fogstrykningsbruk skulle beredas av utvald kalk. Bäst lämpad för det ändamålet befanns vara kalk som innehöll bitumen, en sorts asfalt. Den fanns i de klumpar som efter bränning ej föll sönder i luften. Klumparna samlades upp och efter sedvanlig släckning bereddes fogbruket direkt av denna utvalda kalk. Bruket blev hårt och stod emot vattentryck redan efter fyra timmar !

Ren kalk kan alltså vara allt annat än ren och orenheterna kan vara av godo för kalkens egenskaper.
Det gäller dock inte det vanligaste av alla tillsatsmedel till kalk, nämligen cement, vilket jag vill varna för. Cement ger i första hand två problem. För det första kan det lätt göra bruket för starkt såväl för putsning som för murning. För det andra kan det vid murning av tegel lätt förorsaka kraftiga saltutfällningar på teglet.

Per Arne Ivarsson
Förvaltningsarkitekt, verksam i Jönköping, och har arbetat med material- och teknikfrågor inom byggnadsvården i snart 30 år.