Montangeschichte: Kalk, Eifel, Kalkindustrie, Kalkofen, Kalkindustrie,

Ausgangsmaterial für die Herstellung von gebranntem Kalk sind natürliche Kalksteine. Zur Luftkalkherstellung wird möglichst reiner Kalkstein mit mindestens 95 % CaCO3 verwendet. Eines der Hauptvorkommen von Kalkstein befindet sich im rheinischen Schiefergebirge.

Die einfachste Form des Kalkbrennens vollzog sich in so genannten Feld- oder Meileröfen, die aus Kalksteinen und Holz oder Kohle wechselweise aufgeschichtet und zumeist von Bauern zur Deckung des Eigenbedarfs betrieben wurden.

Weit verbreitet waren allerdings die gemauerte Schachtöfen. Diese wurden häufig in den hang gebaut. Sie befanden sich in stets unterhalb in unmittelbarer Nähe zu einem Steinbruch. Dadurch brauchte der Kalkstein nur abwärts transportiert zu werden. Die Stirnwand der Öfen bestand meist aus Naturstein. In dieser Stirnwand befand sich auch die Feuerungsöffnung. Der dahinter liegende Ofenschacht, der an den Hang angrenzte war in der Regel mit Ziegelsteinen, gelegentlich aber auch mit Natursteinen, gemauert.

Zu den schwierigsten und zeitaufwendigsten Arbeiten beim Kalkbrennen gehört die Herstellung des Brennraumes. Dieser wird in Form eines Gewölbes als Trockenmauerwerk ausgeführt. Das ebenfalls aus Kalksteinen bestehende Gewölbe wird direkt hinter der Feuerungsöffnung errichtet. Die Größe des Brennraumes bzw. des Gewölbes ist abhängig von den Abmessungen des Ofenschachtes. Im allgemeinen beträgt das Verhältnis Brennraum zu Ofenschacht etwa 1 : 8 bis 1 : 10. Ausgehend vom ersten Gewölbebogen, am Mundloch beginnend, werden die sich weiter nach hinten anschließenden Bögen kontinuierlich kleiner. Zur Fixierung der jeweils gesetzten Steine werden diese vorübergehend mit Holzstöcken bis zum Einfügen des Schlusssteines unter-stützt. Nach der Fertigstellung der einzelnen Gewölbebögen werden sie mit kleinen Steinen verkeilt. Gleichzeitig müssen Widerlager durch das Aufeinanderschichten von Kalksteinen hergestellt werden.

Ein geübter Kalkbrenner benötigt zusammen mit einem Helfer für die Herstellung des Brennraumes ca. einen halben Tag. Bereits beim Mauern des Gewölbes sind die Zugkanäle anzu-legen, die am Boden sternförmig vom Brennraum wegführen und einige Zentimeter vor der Wandung des Ofenschachtes enden. Die Zugkanäle sind für einen gleichmäßig verlaufenden Brand von besonderer Bedeutung. Ebenso müssen in dem Gewölbe selbst mehrere kleinere Öffnungen vorgesehen werden, über die die Hitze nach oben steigen kann.

Für den, je nach Ofengröße und Bauart über 2 - 4 Tage dauernden Brand ist eine ausreichende Menge an Fichten- und Buchenholz vorzuhalten. Es wird etwa das 2- bis 3-fache des zu brennenden Kalksteinvolumens benötigt. Der Ofen wird zunächst mit Reisigbündel angefeuert und später mit gespaltenen Holzscheiten und dünnen Rundhölzern langsam aufgeheizt und das Gestein erhitzt. Am zweiten Tag wird das Feuer verstärkt und mit der Rotglut des Gesteins das Wasser ausgetrieben. Hierbei wird das meiste Holz verbraucht, denn die Glut muss nun den gesamten Besatz erreichen. Wenn die Steine nicht mehr „schwitzen“, also das Wasser vollkommen entwichen ist, muss der Ofen z.B. mit einer Lehmschicht abgedeckt werden, um somit die Temperatur nochmals steigern zu können. Durch eine Zwischenlage Stroh vermeidet man, dass der breiige Lehm in den Ofen läuft. Zur Regelung von Temperatur und Brennverlauf empfiehlt es sich, einige Abzugslöcher in der Lehmdecke vorzusehen, die je nach Bedarf mit Ziegelsteinen geschlossen oder geöffnet werden können.

Bei ca. 925 °C beginnen die Kalksteine weißgelb zu glühen. Während des Brennvorgangs entweicht Kohlendioxid unter Aufnahme von Energie. Man spricht von einem endothermen Vor-gang. Es entsteht Calciumoxid, der so genannte Branntkalk.

Beim Brennen des Kalksteins sollte zumindest kurzfristig (1 - 2 Std.) eine Temperatur von über 1000 °C erreicht werden. Der Volumenverlust der Kalksteinmasse beträgt beim Brennen ca. 10 - 15 %. Das entweichende Kohlendioxid, das zahlreiche Poren in dem Branntkalk hinterlässt, führt zu einem Gewichtsverlust von sogar 44 %. Kann man mit einer Eisenstange von oben leicht durch die Steine stoßen, sind sie „gar“, das heißt, dass das CO2 vollkommen entwichen ist. Nach ca. 1 - 2 Tagen ist der Ofen soweit abgekühlt, dass der Ofenschacht von oben ausgeräumt werden kann. Nicht vollständig durchgebrannte Kalksteine, so genannte „Kälber“, werden hierbei auszusortiert.

Das Kalklöschen

Um Kalk als Bindemittel in Farben und Mörtel verwenden zu können, muss der Branntkalk zunächst mit Wasser gelöscht werden. Es handelt sich dabei um die Umsetzung des Calciumoxids mit Wasser zu Calciumhydroxid.

Das Löschen sollte möglichst unmittelbar nach dem Abkühlen des Ofens durchgeführt werden, da der Kalk ansonsten durch die Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft zerfällt oder Krusten bildet. In traditionellen Schachtöfen gebrannter Kalk wird vorzugsweise durch das Nasslöschverfahren weiterbehandelt, bei dem der so genannte Sumpfkalk entsteht.

Für das Löschen sind vorzugsweise kastenförmige Kalkpfannen aus Metall zu verwenden. Sie sind etwa 1,20 - 1,50 m breit, 2,50 - 3,00 m lang und ca. 30 - 40 cm tief und werden am Rande der Kalkgrube aufgestellt. An der Stirnseite besitzen sie einen Schieber zum Ablassen des gelöschten Kalks in die Kalkgrube. Die Löschpfanne wird mit kaltem Wasser gefüllt. Dabei gilt die Regel, dass zum Löschen von einem Teil Kalk etwa die zweieinhalb- bis dreifache Menge an Wasser benötigt wird. Der gesamte Stückkalk muss von Wasser bedeckt sein. Mit der Schaufel werden daher die Kalkbrocken gleichmäßig in der Löschpfanne verteilt. Nach ca. 5 - 7 Minuten zeigen sich erste Reaktionen: Das Wasser färbt sich weiß, der Kalk beginnt zu dampfen und der exotherme Prozess setzt ein.

Ein Kilogramm CaO (Branntkalk) entwickelt beim Löschvorgang 1154 kJ Wärme. Das Wasser erhitzt sich zum Teil bis zum Kochen. Beim Löschen dringt das Wasser auch in die Poren des gebrannten Kalkes ein, und setzt sich mit diesem im Korninnern um. Dabei quellen die Branntkalkstücke unter Dampfentwicklung zum Zweieinhalbfachen Volumen auf und zerfallen zu feinem, weißen Pulver von gelöschtem Kalk, das mit dem überschüssigen Wasser einen Kalkbrei bildet. Während des Löschvorgangs muss der Inhalt der Löschpfanne ständig gleichmäßig mit Mörtelrechen gerührt werden. Es ist sicherzustellen, dass der zu löschende Branntkalk fortwährend ein gleichmäßiges Wasserangebot erhält, da er andernfalls teilweise „verbrennen“ würde. Wenn im Gegensatz dazu zu wenig Kalk auf die vorhandene Menge Wasser eingebracht wird, „ersäuft“ der Kalk und ist ebenfalls unbrauchbar. Um beim Löschvorgang ein Überschwappen des Kalkbreis zu verhindern, sollte immer gleichzeitig mit zwei Mörtelrechen in entgegengesetzter Richtung gerührt werden. Wenn die Masse zu breiig wird muss schnellstens Wasser zugegeben werden.

Normalerweise erhält man aus 1000 kg Stückkalk zwischen 2,6 und 2,8 m³ Kalkteig oder Sumpfkalk. Dementsprechend sind die Gruben anzulegen bzw. unter Berücksichtigung des vorhandenen Grubenvolumens Kalkmengen zu brennen oder Stückkalk einzukaufen.

Ist nach Abschluss des exothermen Prozesses, der ca. 15 - 20 Minuten dauert, der Kalk in der Pfanne zur Ruhe gekommen und eine gleichmäßige sämige, also dickflüssige weiße Kalkmilch entstanden, sollte sie nochmals etwa 10 - 15 Minuten stehenbleiben. Anschließend wird der Schieber geöffnet und die Kalkmilch über ein Sieb in die Grube laufen gelassen.

Auf dem Sieb und in der Pfanne bleiben alle ungelöschten und unlöschbaren Reste zurück. Diese sind vor dem nächsten Löschen zu entfernen. Der in der Grube eingesumpfte Kalk sollte in der Anfangszeit wöchentlich kontrolliert werden.

Nach dem Absetzen des Kalkes wird sich erfahrungsgemäß an der Oberfläche zunächst eine dünne Wasserschicht bilden, die im Verlauf von 4 - 6 Wochen aufgesogen wird. Im Normalfall bilden sich aber erst nach etwa 2 Monaten 2 - 3 cm breite Risse. Es sollte dann vorsichtig Wasser zugegeben werden damit sich die Risse wieder schließen und eine Wasserschicht von ca. 3 cm auf dem Kalk steht. Nach Kontrollen und späteren Kalkentnahmen ist die Grube direkt wieder mit unverrückbaren Holzbohlen abzudecken. Solange der Sumpfkalk nicht mit Luft in Berührung kommt, bleibt er unverändert brauchbar, selbst nach Jahrzehnten.

Zu den wenigen professionellen Kalkbrennern in Deutschland, die noch weitgehend nach traditioneller Art Kalk herstellen, gehört die Kalkbrennerei Körndl in Altmannstein. Dieser Kalkbrenner beliefert vorrangig Maler- und Stuckateurbetriebe, die im Bereich Denkmalpflege und Altbausanierung tätig sind. Besonders Kirchenmaler schätzen den Marmorsumpfkalk aus Altmannstein. Da der Kalk mit Holz und nicht mit Kohle gebrannt wird, ist er frei von Schwefel, wodurch ein vergilben der Gemälde verhindert wird. Der Schachtofen in Altmannstein, der 1950 in Betrieb genommen wurde, hat ein Fassungsvermögen von ca. 15 m³. Pro Jahr wird in dem Ofen je nach Nachfrage 10 - 20 mal gebrannt. Die Einsumpfzeit des Altmannsteiner Kalkes beträgt mindestens 1 Jahr.