Sumpfkalk

Sumpfkalk ist eine Aufschlämmung (Suspension) von Calciumhydroxid (Ca(OH)₂, Kalkhydrat, Löschkalk) in Wasser. Der Name Sumpfkalk kommt von der sehr alten Technik des Ablöschens von Brandkalk zu gelöschtem Kalk durch Einsumpfen.

Je nach Mischungsgrad gibt es verschiedene Benennungen: Sumpf- oder Fettkalk wird die zähe teigig-joghurtartige Suspension genannt, die nur wenig Wasser enthält. Verdünnt man diese weiter, so spricht man von Kalkschlämme und erhält dann breiig-milchige Kalkmilch, die als Kalkfarbe verwendet werden kann.

Eigenschaften

Herstellung und Abbinden

Es gibt zwei Möglichkeiten der Herstellung. Zum einen kann Calciumhydroxid mit Wasser angerührt werden. Da es schlecht löslich ist, ergibt sich eine Suspension. Zum anderen erhält man Sumpfkalk durch das Löschen von Branntkalk. Gibt man zu einer Menge an Wasser die vorgeschriebene Menge Branntkalk, so reagiert dieser unter starker Wärmeentwicklung zu Löschkalk, also Calciumhydroxid auch Kalkhydrat genannt. Dabei erhitzt sich das Gemisch derart stark, dass Wasser verdampft und die Suspension wie eine kochende dicke Suppe erscheint. Da Löschkalk ein stark basischer Stoff ist, geht von kleinen Spritzern eine große Gefahr aus, besonders die Augen sind durch diese ätzende Substanz gefährdet.

Dieser Löschkalk ist jedoch für einige Verwendungen noch nicht einsetzbar. Es finden langsame Kristallisationsvorgänge statt, die eine relativ lange Lagerung erfordern, die letztlich über die Qualität entscheidet und sich bei der Verarbeitung bemerkbar macht. Von diesem lang dauernden Einsumpfen leitet sich auch der Name ab. Zur Herstellung von Kalkfarbe wird Sumpfkalk stark verdünnt. Dafür wird der dickflüssige Kalkbrei mit Wasser vermischt, bis er durchscheinend milchig ist und auf einer Messerklinge noch das Metall durchschimmert (Handwerkerregel).

Neben dem Einsumpfen gibt es moderne Löschmethoden, bei denen die Nachreaktionen weitgehend unterbleiben. Diese Verfahren werden angewandt, wenn größere Mengen an Kalkmilch zum Beispiel für die Entkarbonisierung von Wässern benötigt werden.

Nach dem Auftragen von Kalkmilch bindet das Calciumhydroxid ab. Es nimmt Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und gibt Wasser ab, dabei reagiert es zu Calciumcarbonat, also Kalkstein.

Abtönen

Zum Abtönen sind nur kalkechte Pigmente geeignet. Auch mit diesen sind aber keine kräftigen Farbtöne möglich, weil das Calciumhydroxid die Pigmente nur bis etwa 5 % bindet.

Sicherheitshinweise

Calciumhydroxid ist ätzend, daher ist zur Verarbeitung geeignete Schutzausrüstung (etwa Handschuhe und Schutzbrille) sinnvoll. Im Kalkbrei wird zwar der größte Teil des Calciumhydroxids suspendiert, ein Teil geht jedoch in Lösung. Die wässrige Phase des Breis reagiert daher stark alkalisch, reizt die Haut und verursacht bei längerem Einwirken Verätzungen. Besonders empfindlich sind die Schleimhäute und Augen. Abgebundener Kalk ist chemisch so inert wie Kalkgestein.

Sumpfkalk muss dicht verschlossen gelagert werden und darf nicht in Aluminiumbehältern aufbewahrt werden (Korrosion).

Verwendung

Baumaterialien

Sumpfkalk ist das Bindemittel eines Kalkmörtels (oder Kalkputzes), oder wird rein als Kalkfarbe verwendet.

Kalkfarbe wird als Baustoff verwendet und dient dabei vor allem als mineralisches Anstrichmittel. Wasser dient dabei als Lösungsmittel, das Calciumhydroxid ist Pigment und Bindemittel zugleich. Ihre Farbe ist ein nicht ganz reines Weiß. Sie war früher praktisch das einzige verfügbare und am weitesten verbreitete Anstrichmittel für gemauerte und verputzte Außenwände von Wohn-, Sakral- und Geschäftshäusern – von ihr rührt der Ausdruck kalken für weiß streichen oder weißeln her. Im Bau- und Heimwerkerbereich wurden Kalkfarben aber längst von den Dispersionsfarben verdrängt. Ihr charakteristisches warmes Weiß ist heute entsprechend kaum noch zu sehen. In Landwirtschaftsbetrieben kommt dieser Anstrich noch in großer Menge zum Einsatz. Daneben spielt Sumpfkalk noch beim Anstrich und bei der Restaurierung von Kirchen und historischen Gebäuden eine große Rolle.

Kalke – Putze wie Farbe – erreichen dann ein hohes Alter, wenn auch der Mauerverband kalkrein gesetzt ist. Als Untergründe sind Kalk-, Kalkzement- und Zementputze, Schalungsbeton und Ziegelsteine (gebrannt und ungebrannt) geeignet. Verwendbar ist er auf Betonen, sofern diese schwefelfrei sind, und auch mit Lehm verträgt er sich, wenn Kalk-Lehmgemische als Ausgleichsschicht gesetzt werden. Auf Holz wird ein sehr elastischer Lehm-Kalk-Stroh-Putz (oder ähnliche Faseranteile) gesetzt, der das Arbeiten des Holzes abfängt. Für Sichtbeton und Metall eignet sich Kalkfarbe dagegen nicht.

Kalkfarbe wird für Feuchträume im Hausinneren, wie Küchen, Bäder, Keller, Treppenhäuser und Lagerräume, aber auch Außenfassaden verwandt. Der Auftrag erreicht nicht die Schichtdicke von üblicher Wandfarbe und die Verarbeitung kann daher bei Zweit- und Drittanstrichen sehr sparsam erfolgen. Beim Abbinden bilden sich sehr feine Kristalle aus, die das einfallende Licht gut und im gesamten sichtbaren Spektrum reflektieren (ähnlich Schnee). Weil die Reaktion wegen des geringen Kohlendioxidanteils in der Luft relativ lange dauert, muss sichergestellt werden, dass der Anstrich nicht zu schnell trocknet, also gegen Sonnenschein geschützt wird. Häufig wird daher bei schlechtem Wetter geweißelt. Im anderen Falle kann sich die Kristallisierung im Material nicht homogen ausbilden, und der Kalk kreidet, schwindet, oder wird sogar unbrauchbar.

Der Anstrich hat bei richtiger Verarbeitung eine ausreichend hohe Abriebfestigkeit. Die Abriebfestigkeit kann durch Zusatz von Bindemitteln wie Leinöl, sowie Quark oder Magermilch als (Casein)quelle erhöht werden. Da sich der Kalkanstrich mit mineralischen, speziell kalkhaltigen Baustoffen auch ohne Zusätze sehr gut verbindet, geht das im Außenbereich jedoch eventuell zu Lasten der Verwitterungsbeständigkeit. Wenn es nicht auf die erhöhte Abriebfestigkeit ankommt, kann auch jedes nicht härtende Speiseöl beigemischt werden. Dadurch verbessert sich möglicherweise die Haftung auf glatten Untergründen und die Verarbeitbarkeit. Generell ist zu beachten, dass Öle die Farbe dunkler erscheinen lassen und wohl deswegen üblicherweise empfohlen wird, die Beimischung auf 2,5 Volumenprozent zu begrenzen.

Kalkkaseinfarben können bei entsprechender Vorbehandlung oder mit Hilfe von Zusatzstoffen theoretisch auf fast allen Untergründen gestrichen werden. Bei ungünstigen Materialkombinationen kommt es jedoch sehr stark auf die richtige Verarbeitung an. So müssen Gipskartonplatten gründlich grundiert werden, da diese der Farbe sonst das Wasser entziehen, bevor sie abbinden kann. Dafür eignet sich sogenannter Tiefgrund oder – wenn man ohne Kunststoffdispersion auskommen möchte – wohl auch eine Kalkkaseingrundierung (mit erhöhtem Kaseinanteil). Bei Lehmuntergründen genügen oft zwei verdünnte Anstrichschichten als Grundierung. Dadurch feuchtet man den Untergrund an, um der Farbe die nötige Zeit zum Abbinden zu lassen. Bei sehr saugfähigen kalkhaltigen Untergründen genügt dafür ein Vornässen.

Generell müssen sowohl Kalk-, als auch Kaseinfarben in der Regel in äußerst dünner Konsistenz in mehreren Schichten gestrichen werden (dünn wie Milch, siehe oben). Das erschwert die Verarbeitung deutlich, ist aber die wichtigste Voraussetzung für das Gelingen des Anstrichs. Sehr dichte, hochwertige Malerquaste eignen sich gut, um die dünne Farbe zu halten. Es gibt auch spezielle Pinsel für Kalkfarbe. Je mehr Schichten man aufträgt, desto gleichmäßiger, deckender und haltbarer wird der Farbauftrag. Die Haltbarkeit kann auch durch Vor- oder Nachnässen des Untergrundes verbessert werden, da Kalkhydrat über längere Zeit hinweg mit dem Kohlendioxid aus der Luft reagiert. Kasein bindet jedoch deutlich schneller ab.

In trockenen Innenräumen kann die Farbe mit Mehl (speziell Roggenmehl dient durch seine Klebkraft auch als zusätzliches Bindemittel) oder Schleifstaub aus der Schreinerei angedickt werden. Dadurch lässt sich die Farbe wesentlich besser verarbeiten. Das widerspricht der Regel, dass Kalkfarben immer sehr dünn aufgetragen werden müssen, um abriebfest auszureagieren und nicht zu reißen. Offenbar liegt das daran, dass die Füllstoffe die Farbe länger feucht halten und die inneren Spannungen reduzieren, die Kaseinfarben sonst bei zu dickem Auftrag abplatzen lassen. Sogar die Verwendung auf normalerweise ungeeigneten Untergründen wie Metall und glattem Beton wird durch den Zusatz von Mehl oder Holzstaub und/oder Leinöl möglich.

Mosaik

Bei bestimmten Techniken des Mosaiksetzens wird eine Mischung aus Sumpfkalk und feinem Flusssand sowie Wasser als provisorische Basis verwendet. Diese Basis bleibt über Wochen und Monate hinweg elastisch und weich, wenn sie zwischen den Arbeitszeiten mit einer Plastikfolie bedeckt wird, so dass die Mosaiksteine in einem längeren Zeitraum gesetzt werden können. Am Ende wird das Mosaik mittels einer mit wasserlöslichem Kleber auf die Vorderseite geklebten Lage Mull aus der Kalk-Sand-Mischung gehoben und auf die endgültige Basis (häufig Zement) versetzt, der Mull anschließend entfernt.

Restaurierung

In der Restaurierung<ref>Wehlte, Kap. 3 Werkstoffe der Wandmalerei, S. 209ff.</ref> legt man besonderen Wert auf lange Sumpfzeiten, und der als Kirchenkalk vertriebene Kalk lagert 20 bis 25 Jahre in der Kalkgrube. Diese Kalke erreichen bei hoher Qualität Preise, die ein den Jahren entsprechendes Vielfaches des Preises von Baukalken erreichen.

Zur Restaurierung von Bauwerken, Skulpturen und Bildwerken wird Kalkfarbe speziell zu den vorhandenen Kalkmaterialien abgestimmt angerührt, und es gibt zahllose Rezepte: Neben Wasser und Calciumhydroxid, die je nach Einsatzgebiet in Verhältnissen zwischen pastösem 1:3 und wässrigem 3:1 gemischt werden, finden diverse zusätzliche Bindemittel Verwendung (Saccharide, organische Leime, Acrylate) und Zuschlagstoffe wie Champagnerkreide oder Titandioxid, die auch weißtönen, sowie auch zusätzliche Pigmente.

Der Sumpfkalk kann dann als Kalksinterwasser (für Fresko<b/>farben), Wandfarbe, Kalkschlämme, Kalkspachtelmasse oder Kalkputzmasse eingesetzt werden. Bei letzteren wird feiner Sand zugesetzt, anderen auch Marmormehle, und die Verarbeitungsstärke wird dicker. Speziell eingestellte Kalkwerkstoffe härten schneller oder langsamer, haften gut am Untergrund, zeigen eine geringe Kreidung (sind wischfest) und eine niedrige Oberflächenspannung.

Als Chemikalie

Der Begriff Kalkmilch wird in der Chemie verwendet. Sie stellt dort eine verdünnte Suspension dar, aus der man nach dem Filtrieren Kalkwasser, also eine gesättigte Calciumhydroxid-Lösung erhält. Dieses dient zum einfachen Nachweis von CO₂ (Kohlenstoffdioxid).

Kalkmilch wirkt wegen seiner alkalischen Reaktion keimtötend, und wurde früher auch aus hygienischen Gründen zum Weißen von Wänden in Tierställen verwendet. Auch zur notdürftigen Sterilhaltung von frühen medizinischen Einrichtungen, Aborten, oder Lagerstätten von Kadavern sowie zur Ledergerbung wurde Kalkwasser eingesetzt.

In der Chemie wird Kalkmilch für viele Verfahren verwendet, bei denen die Alkalität zum Abbinden von Säuren benötigt wird. Beispielsweise werden in der Wasseraufbereitung für Entsäuerung und Entcarbonisierung und in der Rauchgasentschwefelung für viele Nassverfahren große Mengen an Kalkmilch verwendet.

Vorteile

Kalkputz, wie auch Kalkfarbe sind billig, feuchtigkeitsbeständig, wirkt desinfizierend und fungizid. Schimmelpilz kann auf Kalkputz und Kalkfarbe nicht überleben, da sie stark alkalisch sind.

Sumpfkalk bedarf keinerlei synthetischer Stoffe, weder in der Herstellung, noch in Form von Zusatzstoffen wie z. B. gegen Schimmelbefall. Er ist daher sehr umweltfreundlich. Allerdings ist er stark alkalisch und darf nicht in Böden oder Gewässer gelangen. Nach dem Abbinden ist Kalkfarbe kaum wasserlöslich, daher geht durch Auswaschen davon keine Umweltgefahr aus. Saurer Regen kann sie zwar auflösen, aber nicht in großen Mengen in kurzer Zeit, zudem ist die entstehende Lösung dann nicht stark alkalisch.

Ein Kalkanstrich ist kapillar aktiv und hochporös und damit gut feuchte- und gasdurchlässig. Er ist neben anderen mineralischen Anstrichen besonders da gefragt, wo viel Feuchtigkeit aus dem Mauerwerk abtransportiert werden muss. Kaum etwas prägt das Bild südeuropäischer Dörfer so sehr wie die typisch weiß getünchten Häuser. In diesem Klima hat die Kalkfarbe noch einen besonderen Vorteil: Es beugt der Erwärmung der Außenwände in den heißen Sommermonaten vor.

Der Nachteil, dass die gleichmäßige Wirkung des Anstrichs auch vom Untergrund und anderen Rahmenbedingungen wie beispielsweise der Trocknung abhängt, kann auch ein Vorteil sein. Denn Kalkfarben (besonders auch pigmentierte) bilden in vielen Fällen eine natürliche Struktur aus, die der Oberfläche ähnlich wie eine zarte Marmorierung oder ein schwacher "Wischeffekt" eine beeindruckende Tiefenwirkung und Patina verleihen kann. Wirkt die Farbe nach den ersten Aufträgen noch zu unregelmäßig, kann man den Effekt einfach durch jeden weiteren Anstrich abmildern, bis das gewünschte Maß erreicht ist.

Bei der Verwendung von pigmentierten Kalkfarben an der Fassade treten die Pigmente durch die natürliche Abwitterung des Bindemittels im Laufe der Zeit verstärkt an die Oberfläche, wodurch sich ein sehr lebhaftes Bild ergibt. Die für den Mittelmeerraum charakteristischen, in vielen Schattierungen leuchtenden Fassaden beruhen auf diesem Effekt.

Nachteile

Auf organischen und nicht saugenden Untergründen ist reine Kalkfarbe nicht geeignet. Sie haftet nicht ohne weiteres auf Dispersionsfarben, Leimfarben, Tapeten und vielen Spachtelmassen. Möchte man mit modernen Farben auf nicht ausreichend abgebundener Kalkfarbe streichen, kann es passieren, dass sich diese ablöst, weil Dispersionsfarben teilweise eine wesentlich höhere Schichtspannung aufbauen. Auch wenn sich im Laufe der Zeit durch häufiges Überstreichen eine große Schichtdicke aufgebaut hat, hilft manchmal nur ein völliges Entfernen der Kalkschicht mit Spachtel oder Schleifgerät.

Da die üblicherweise dünn eingestellte Kalkfarbe nur schlecht deckt, sind mehrere Farbschichten nötig, bis die Wand wirklich weiß wirkt, wenn sie nicht schon vorher gekalkt war. Die Wirkung des Anstrichs lässt sich erst bei vollständiger Trocknung abschätzen, da Kalkfarbe im Allgemeinen bei der Trocknung deutlich aufhellt und auch dann erst eine nennenswerte Deckwirkung eintritt.

Kalk ist sehr empfindlich gegenüber Verfärbungen durch Eisen (Stockflecken) und Sulfate, also im bodennahen Bereich. Insbesondere auf gipshaltigen Untergründen kommt es zu Ausblühungen und – weil Gips hygroskopisch ist, Calciumcarbonat aber hydrophob – zu Schwefelfraß (Umwandlung von Kalk in Gips).

Abhängig von der Saugkraft des Untergrundes und der daraus folgenden Trockenzeit der Farbe können sich sichtbare Helligkeitsunterschiede ergeben. Das gilt auch bei späterem ungleichmäßigem Durchfeuchten der Wand. Bei einem unregelmäßigen Untergrund kann es daher erforderlich sein, noch mehr Farbschichten aufzutragen, als ohnehin schon nötig, oder die Saugwirkung durch eine vorherige Grundierung zu egalisieren, um eine gleichmäßige Farbwirkung zu erzielen.

Die Anfälligkeit des Kalks gegenüber zu schnellem Austrocknen machen ihn bei warmem Wetter und insbesondere bei direkter Sonneneinstrahlung unbrauchbar. Daneben verträgt er in der Abbindezeit auch keine Temperaturen unter 4 °C. Diese Einschränkungen der Verarbeitungszeiten haben dazu geführt, dass er aus dem gewerblichen Bauwesen zwischenzeitlich fast vollständig verdrängt wurde.

Aufgrund des sauren Regens ist Kalkfarbe mittlerweile in einigen Gegenden für den Außenbereich ungeeignet. Da zudem ihre Abriebfestigkeit nur gering ist, eignen sich nur veredelte Kalkfarben für den Außenbereich. Ursprünglich machte das den eigentlichen Zweck des Kalkens im Außenbereich aus: der Kalk bildet die Opferschicht, die den Putz schützt. Im traditionellen Bauwesen ist eine jährliche Erneuerung in Außenbereichen üblich.

Siehe auch

• Leimfarbe
• Mineralfarbe
• Marmorino

Literatur

• Kurt Wehlte: Werkstoffe und Techniken der Malerei. Otto Maier Verlag, Ravensburg 1967, ISBN 3-473-48359-1
• Kurt Schönburg: Naturstoffe an Bauwerken Eigenschaften, Anwendung,: Herausgeber: Deutsches Institut für Normung e.V. -DIN-, Beuth Verlag, 2010, 280 S. ISBN 978-3-410-17355-7  

Einzelnachweise

<references/>