Autor: Dr. Sonja Hogewoning
Die industrielle Produktion von Branntkalk erfolgt durch das Brennen von Kalkstein. Der Hauptbestandteil von Kalkstein ist Calciumcarbonat, welches bei Normaldruck ab einer Temperatur von 896 °C unter Freisetzung von Kohlendioxid entsäuert (sogenannte Calcination):
CaCO3 + 178,4 kJ → CaO + CO2
Bei weiterer Temperatureinwirkung nach Abschluss der Calcination beginnen Sinterprozesse auf den Branntkalk zu wirken, die die physikalischen Eigenschaften, wie z. B. spezifische Oberfläche, Rohdichte etc. zum Teil erheblich verändern können. Das Ausmaß dieser Änderungen kann sich dabei je nach Ausgangsmaterial deutlich unterscheiden.
Diese Sinterprozesse haben einen direkten Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit des Umsatzes von Kalk mit Wasser (sog. Branntkalkreaktivität) als einem der wichtigsten Anforderungsparameter für die Prozesssteuerung von Branntkalkanwendungen. Die Enthalpie der Reaktion
CaO + H2O → Ca(OH)2 + 65,19 kJ
ist mit HR = -65,19 kJ/mol CaO zwar konstant, die Geschwindigkeit mit der die Reaktion und damit die Wärmefreisetzung abläuft, variiert allerdings erheblich in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des Branntkalkes. Diese Parameter, wie Kristallitgröße, Porenvolumen und spezifische Oberfläche sind ein direkter Ausdruck des Sintergrades, welcher von Brenntemperatur und -dauer, aber auch der petrographische Ausbildung des Kalksteins und seinem Gehalt an Nebenbestandteilen abhängt.
Abhängig von der Reaktionsgeschwindigkeit mit der der vollständige CaO-Anteil zu Ca(OH)2 umgesetzt wird, werden die Kalke in Hart-, Mittel- und Weichbrand unterschieden. Es existiert keine exakte Definition zur Abgrenzung der Gruppen, als Anhaltswerte wird bei einem Weichbranntkalk eine Reaktionsdauer von maximal zwei Minuten angenommen, während Reaktionszeiten von zwei bis sechs Minuten Mittelbrannt- und über sechs Minuten Hartbranntkalke charakterisieren.
Hinweis: Gebrannter Kalk (Calciumoxid) ist ein sehr stark alkalischer Stoff, gelöschter Kalk (Calciumhydroxid) zusätzlich stark ätzend, Kontakt mit den Augen kann zur Erblindung führen, Einatmen von Kalkhydratstäuben zu Atemproblemen, und auch ungeschützte Haut wird angegriffen. Erst der abgebundene Kalk ist wie Kalkstein diesbezüglich harmlos.