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.
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
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.
Hydrauliskt kalk
Hydrauliskt kalk tillverkas genom att bränna kalksten som innehåller ”orenheter” i form av lermineraler, innehållande kisel-, järn- och aluminiumföreningar. Allteftersom lermineralerna i olika kalkstensorter varierar och förekommer i varierande kvantiteter, får man kalk med mer eller mindre hydrauliska egenskaper; alltifrån ”mager kalk”, svagt hydraulisk kalk till höghydraulisk kalk. Kalk med hydrauliska egenskaper måste i regel torrsläckas, ty i vått tillstånd börjar den hårdna omedelbart. Endast ”magra kalksorter” och de mycket svagt hydrauliska har traditionellt våtsläckts (t ex Kinnekullekalk). Hydraulisk kalk kan även fås genom olika tillsatser i luftkalk, bl.a. bränd alunskiffer, tegelkross eller vulkanisk sand. I Sverige importerar hydrauliska kalken. Ett exempel är Jurakalk (ursprungligen tillverkad av kalksten från Jurabergen) som importeras ifrån bl.a. Tyskland och Frankrike.
Släckt kalk
Den brända kalken måste släckas för att kunna användas som bindemedel, till detta användas vatten. Den brända kalken (CaO) suger upp vatten (H2O) och en kraftig reaktion sätter in tills allt omvandlats till kalciumhydroxid (Ca(OH)2). Förloppet åtföljs av stark värmeutveckling och volymutvidgning ca 20 % ökning. Kalken kan ”våtsläckas” eller ”torrsläckas”. Våtsläckning är släckning med ett överskott av vatten. Den går till så att den brända stenen töms i ett kar fyllt med vatten. Packstenen löses då upp till en vit massa som efter omröring får karaktären av en klumpfri välling. Torrsläckning innebär att vattenmängden är anpassad till vad som erfordras för den kemiska omvandlingen. Den torrsläckta kalken bildar ett pulver.
Våtsläckt kalk
Våtsläckt kalk är historiskt vanligaste metoden att bereda kalk. Kalkdegen förvaras i fuktigt tillstånd i kalkgravar under marken, under lagringstiden försvinner överskottsvattnet och eventuella osläckta kalkpartiklar hinner släckas. Lagringstiden bör vara minst ett år. Ju längre kalken lagrades, desto högre kvalité. Man fick ett smidig och lättbearbetad kalkpasta väl lämpad till puts och avfärgning.