Hydraulische kalkmortels
|
Reeds in de vierde eeuw voor Christus ontdekten de Grieken, dat bepaalde vulkanische afzettingen, gemengd met gebluste kalk en zand, bijzondere mortels vormden, die zelfs onder water konden verharden en waterresistent waren. De Romeinse bouwmeesters ondervonden dat de tuffen aan de voet van de Vesuvius, nabij Pozzuoli, in combinatie met kalk een zeer efficiënte hydraulische reactie teweegbrachten. De mortel, samengesteld met deze componenten, noemden ze 'Pozzolana', een nog steeds gangbare term. Via de Romeinen werd de kennis van de pozzolanen en de hydraulische mortels overgebracht naar de overheerste gebieden. Hierdoor ontstond de noodzaak om nieuwe ontginningsplaatsen te vinden voor materialen met gelijkaardige karakteristieken. Op de Griekse eilanden zouden de vulkanische assen van Santorini geschikt blijken, en nabij het huidige Syrië, de puimstenen. In Noord- en Centraal-Europa werd de 'tras' uit het Eifel-Rijn-gebied gebruikt. Tenslotte zouden de Romeinen een ander type hydraulische mortel uitvinden, op basis van kalk een gemalen keramiek. Deze mortel is heden ten dage bekend onder de naam 'cocciopesto', en gaf de Romeinen de gelegenheid hydraulische mortels te produceren over hun gehele rijk, ongeacht de plaats. Met hydraulische mortels waren de Romeinen in staat een nieuwe constructietechniek te creëren, deze van het Romeinse beton : een mengeling van kalk, pozzolanen, cocciopesto en steengruis die gegoten kon worden in houten bekistingen of toegepast werd in boogstructuren. Vandaag wordt vaak gesproken over de “Romeinse kalk” hoewel dit eigenlijk een onjuiste term is; naar specialisten toe wordt dit materiaal steeds gespecificeerd als “Romeins beton”. |
|
Vaak werden de koepels in dit beton gemaakt, waarbij de pozzolanen vervangen werden door minder zware puimstenen, of het beton gewapend werd door middel van slib of gemalen baksten in voorgevormde structuren, om de gehele structuur lichter te maken.
Hoewel Vitruvius een volledige beschrijving nagelaten heeft, en deze informatie gekend was in de Middeleeuwen, begon de kennis en het gebruik van de materialen en de technieken te verdwijnen in de 18de eeuw, omdat de hydraulische componenten onvindbaar waren. Enkel het gebruik van gemalen baksteen overleefde, vaak op empirische wijze gemend met de kalk, en met een twijfelachtige kwaliteit.
Actuele mortels
De heropbouw na de tweede wereldoorlog zorgde voor een geleidelijke vervanging in de bouwwereld van kalkmortels door Portlandcement, hetgeen vandaag nog steeds het basismateriaal is in de constructietechniek. De groeiende belangrijkheid die dit nieuwe bindmiddel inneemt, vat op zichzelf samen wat de gewenste kwaliteiten zijn in een bouwwereld die transformeert van een artisanale naar een industriële tak. Naarmate het gebruik van cement toenam, en de specifieke karakteristieken ervan steeds meer beantwoordden aan de noodzakelijkheid om grote hoeveelheden te produceren in steeds kortere tijdspanne, vervaagde de artisanale kennis om traditionele producten toe te passen, om zelfs bijna helemaal te verdwijnen.
Dit mechanisme zette alle concepten zo op zijn kop, dat vandaag een “traditionele pleister” een mengsel is van cement en zand, waarvan de 'traditie' niets anders dan de vrucht is van de waanzin in de bouwwereld na de tweede wereldoorlog.
De schade die door dit misverstand berokkend is, weegt sterk door. De zoektocht naar alternatieve oplossingen, roept de herinnering op aan de vakmensen die kunnen werken met de vroegere recepten, en die deze tevens kunnen vertalen naar een moderne benadering en naar de vereisten voor een industriële werf.
Gelukkig bestaan er nog restjes van echte traditie en duidelijke documenten, die het mogelijk maken om specifieke producten te ontwikkelen die het gemis opvullen bij het recupereren van oude tradities en het verlies van artisanale kennis bij het gebruik van natuurlijke producten.
Zoals ons een architect bevestigde - trouwens een groot liefhebber van de echte artisanale traditie - vindt men op de werven vaak “oude ambachtsmannen” maar geen “traditionele ambachtsmannen”, hetgeen het concept “traditionele bepleistering” volledig illustreert.
Hydraulische kalk
Plinius leerde ons dat bepaalde bitumineuze gesteentes, nadat ze gebrand waren met kalk, de eigenschap hadden op hard te worden onder water. Vitruvius bevestigde dit, maar schreef deze eigenschap toe aan het feit dat de kalkstenen gemengd werden met de pozzolaantuffen.
In de middeleeuwen werden onzuivere kalkstenen, uit specifieke groeves, gebruikt om kalk te produceren die pas op het moment van hun gebruik geblust konden worden, omdat ze snel hard werden, zelfs onder water.
Onder de talrijke handboeken van de Renaissance, vermeldt dat van Palladio de karakteristieken van bepaalde kalkstenen van de “Colli Euganei”. De studie van de hydraulische kalk voltrok zich naderhand voornamelijk tijdens de tweede helft van de 18de eeuw, wanneer men ontdekte dat bepaalde kleirijke kalkstenen (septaries) brandde bij 800°C, men een hydraulische kalk bekwam, die “Romeins cement” genoemd werd.
In de 19de eeuw produceerden Smeaton, Forst en Vicat een kalk uit gebrande mergel, waarvan ze de karakteristieken exact konden definiëren : de “natuurlijk hydraulische kalk”. Deze naam werd gebruikt om een onderscheid te maken met de kalken op basis van de onderproducten van Portlandcement. Deze producten werden “eminent hydraulische kalk” genaamd, maar is in wezen sterk verschillend met de natuurlijke kalk, daar het gedrag zowel chemisch en fysisch overeenkomt met Portlandcement.
Daar de techniek niet stilstond, werd eveneens de “kunstmatig” hydraulische kalk gecommercialiseerd, een gebrande mengeling van kalksteen en klei. Deze heeft dezelfde karakteristieken als de natuurlijk hydraulische kalk. Vaak echter houden de fabrikanten zich niet aan het procédé, en pas na het branden wordt een mengeling samengesteld.
Natuurlijk hydraulische kalk
De natuurlijk hydraulische kalk is een product uit het branden van mergelhoudende kalkstenen tussen 800°C en 1000°C. Op deze temperatuur worden de hydraulisch reactieve calciumsilikaten, -aluminaten en calciumferroaluminaten gevormd.
Bij deze temperatuur worden geen andere zouten vrijgezet, en het gedrag tijdens de zetting blijft gelijk aan deze van luchthardende kalk. Dit is belangrijk voor het behoud van de elasticiteit van de mortels en voor de porositeit, maar natuurlijk hydraulische kalk blijkt meer resistent te zijn dan luchthardende kalkmortels, en is ongevoelig voor vochtwerking tijdens de uiteindelijke carbonatatie.
Natuurlijk hydraulische kalk is dus volledig compatibel met luchthardende kalk, wat belangrijk is voor de restauratie van historische gebouwen.
De snelle zetting en de chemische eigenschappen, werken de agressiviteit van de huidige zure atmosfeer tegen, en de porositeit van het product vermindert de vorming van zouten in oude en vervuilde muren.
Hydraulische kalk van San Romedio
Deze natuurlijk hydraulische kalk wordt vervaardigd in de “mijnen van San Romedio” sinds de het einde van de 19de eeuw. De kalksteengroeve is opgenomen door de firma Tassulo S.p.a. in het begin van de 20ste eeuw, en is sindsdien ontwikkeld tot een hoogtechnologische en industriële groep, wat het kwaliteitsniveau van de producten sterk ten goede komt.
Dankzij de wetenschappelijke uitrusting van het laboratorium, heeft men de chemische en fysische kennis van het materiaal kunnen uitdiepen, om tot doelspecifieke producten te komen die omwille van hun kwaliteit en toepassingsmogelijkheden door iedereen geapprecieerd worden.
Chemisch gezien is de natuurlijk hydraulische kalk, meest gebruikt als pleistermateriaal en als betonvervanger, een dicalciumsilikaat (C2S). Dit specifieke bindmiddel heeft niet te lijden van vocht in de muren, maar ontrekt het zelfs om tijdens de zetting om te kunnen uitharden.
Het product wordt vervaardigd door mergels uit welbepaalde geologische zones te branden bij relatief lage temperatuur (i.e. 900-1000°C). Na het branden wordt het materiaal gedeeltelijk geblust, fijn vermalen en verpulverd, om een zeer poreuze structuur te verkrijgen.
Het gehalte aan hydraulisch actieve componenten wordt nog verhoogd, indien noodzakelijk, door te toevoeging van pozzolanen.