Længe leve kalkmørtlen

I Danmark har vi en lang og levende tradition for at anvende vådlæsket kalk som bindemiddel i murværk. Dette i modsætning til vore nabolande, hvor cement, hydraulisk kalk og gips har trængt den rene kalk tilbage eller helt ud af byggeriet. Her i landet kan vi stadig købe læsket kalk, kalkfarver og vådkalkmørtel takket være en livskraftig industri. Det kan hænge sammen med, at der er blevet indført en bestemmelse i Eurocode-systemerne, som tillader salg af vådkalkmørtel uden styrkedeklaration det vil sige salg af de såkaldte receptmørtler.

Kalkmaterialerne danner med deres mange gode egenskaber en vigtig forudsætning for smukt murerarbejde. Denne situation skal vi værne om. Imidlertid bliver vådkalkmørtel sjældent anvendt til opmuring. Den bliver blandet med cement eller hydraulisk kalk. Det skyldes, at der i mange årtier har hersket den opfattelse, at ren kalkmørtel ikke kan holde til noget. I Eurocode-sammenhæng har det resulteret i, at de funktionsmørtler, som er på markedet i øjeblikket af hensyn til styrkekravet alle indeholder større eller mindre mængder hydraulisk materiale. Det er uheldigt, fordi man derved ikke kan udnytte de mange fordele, som man får ved at bruge ren kalkmørtel.

Denne artikel er skrevet for at gøre opmærksom på vådkalkmørtels mange gode egenskaber. I en senere artikel fortælles om kalkmørtels styrkeforhold ud fra målinger udført i de seneste år på DTU – BYG. Disse målinger viser, at korrekt sammensat kalkmørtel kan opnå fugestyrker, som er sammenlignelige med KC-mørtlers styrke. I en tredje artikel beskrives, hvorledes kalkmørtel virker som fugtdiode, en egenskab som er baggrunden for denne mørtels gode holdbarhed.

Bindemidlerne

De materialer, der anvendes til at binde tegl sammen til murværk er læsket kalk, hydrauliske bindemidler og rent vand. Det er vigtigt at skelne mellem disse tre materialer, fordi de processer, som binder murstenene sammen, er meget forskellige afhængigt af om der er tale om læsket kalk, hydraulisk bindemidel eller vand.

Læsket kalk

Råmaterialet er kalksten (fx fra Faxe). Kalkstenen, CaCO3, brændes. Herved drives kuldioxid ud, og man har brændt kalk, CaO. Dette materiale vil meget gerne reagere med vand. Denne proces kaldes læskning. Læskning kan foregå på flere måder:

Tilsættes den kemisk korrekte mængde vand, dannes et fint, tørt pulver af calciumhydrat (Ca(OH)2). Pulveret kaldes tørlæsket kalk. Det anvendes i tørmørtler. Den brændte kalk kan også læskes med overskud af vand og lagres i store kar, indtil den skal anvendes. Det er erfaringen, at denne vådlæskede kalk bliver mere finkornet end tørlæsket kalk og at kvaliteten øges med lagringstiden. Nogle mørtelfabrikker læsker kalken, når den blandes med sand i blanderen. Denne type mørtel kaldes læskemørtel. Denne metode blev allerede anvendt i middelalderen. Hærdningen sker ved, at den læskede kalk optager kuldioxid, hvorved kalksten, CaCO3, gendannes i fugen eller i pudsen. Denne hærdeproces, karbonatiseringen, kan kun ske i luft, hvorfor læsket kalk også kaldes for luftkalk. Omdannelsen sker udefra og indefter. Hærdetiden er bestemt af, hvor længe kuldioxiden er om at trænge ind i materialet.

Hydrauliske bindemidler

Råmaterialet er her enten en blanding af kalksten og silikatholdige materialer, fx ler eller flyveaske, eller en kalksten, som i sig selv indeholder silikater. Afhængigt af råmaterialernes kemiske blandingsforhold og af brændingstemperaturen dannes hydraulisk kalk eller portlandcement.

Fælles for de to materialegrupper er, at de indeholder mineraler (klinkermineraler), som er i stand til at stivne, når de blandes med vand. (Under hærdningen dannes hydratiserede calciumsilikater). Hærdningen begynder straks, når pulveret kommer i kontakt med vand, og efter få timer er det stift. Tiden fra blandingen starter til materialet er stift kaldes i normerne for bearbejdelighedstiden. Hærdningen kan fortsætte i måneder eller år, hvorved materialet bliver stærkere og stærkere.

De hydrauliske kalktyper udgør en mellemting mellem cement og luftkalk, fordi de hærder både ved hydratisering og karbonatisering. Graden af de to hærdeformer afhænger af kalktypens kemi og brændingstemperatur.

Vand

Vand optræder som et bindemiddel i sig selv. Det virker på den måde, at der under opmuringen opstår kapillarsugning i porevandet, efterhånden som teglstenen suger vand ud af mørtlen. Dette fænomen er kendt af alle, som har prøvet at mure: Når stenen er lagt fast, må den ikke rokkes, for derved brydes kapillarsuget, og man kan ikke presse stenen på plads igen. Det er kapillarsugning, der holder murværket sammen, indtil mørtlens bindemiddel er hærdnet, hvad enten bindemidlet er luftkalk, hydraulisk kalk eller cement.

Anvendelse i tidens løb

Læsket kalk har været anvendt i byggeriet siden oldtiden. I Danmark kom kalk i brug i middelalderens teglbygninger. Datidens mørtler var meget fede. Man har målt at de indeholdt 25 - 30 % kalk. Mørtlerne blev fremstillet ved læskemørtelteknik. Efterhånden som landets skovarealer i løbet af 1700-tallet blev brugt op, blev kalken vanskeligere at producere, den blev dyrere og måtte strækkes. Det kan gøres ved at vådlæske kalken og blande den med en passende mængde sand. Dagens mørtler indeholder fra 6 til 15 % kalk (målt som massen af Ca(OH)2 i forhold til den samlede masse). Et enkelt firma producerer i dag en ’middelaldermørtel’, som er en læskemørtel med 20 % kalk.

Mørtel med vådlæsket kalk har været dominerende i opmuring helt op til anden verdenskrig. Særligt udsat murværk blev dog muret med hydrauliske kalktyper.

Siden midten af 1900-tallet er ren kalkmørtel imidlertid blevet fortrængt af mørtler, hvor kalken er blandet med cement eller hydraulisk kalk. Ved at blande bindemidlerne kan man kombinere luftkalkens gode bearbejdelighed med de hydrauliske materialers styrke. Det er disse blandingsmørtler (bastardmørtler, KC-mørtler, KKh-mørtler) som anvendes til murværk i dag. Denne udvikling skyldes, at tegl fra tidligere at blive anvendt i massivt murværk i dag anvendes i skalmure og hulmure, ofte med store vinduesåbninger. Derfor er der blevet fokuseret meget på den formelle styrke i anvendelsen.

Blandingsmørtler kan få langt højere styrker end rene luftkalkmørtler. Ren kalkmørtel har derfor fået ry for, at den ikke kan holde, trods det, at man har bygget huse og katedraler med den siden middelalderen.

Et andet forhold, som fremmer anvendelsen af cementholdige mørtler, er, hvem der har ansvaret for mørtlernes egenskaber. Hvis murermesteren bruger receptmørtel og selv blander cement i på pladsen, har han selv ansvar for mørtlens kvalitet. Bestiller han derimod en funktionsmørtel, ligger ansvaret for mørtelproduktets egenskaber hos mørtelproducenten.

Alle de funktionsmørtler, der er på markedet i dag, indeholder cement. Udviklingen har ført til, at der i dag generelt anvendes meget stærke mørtler. Denne praksis har imidlertid nogle ulemper.

Blandingsmørtlernes ulemper

En cementholdig mørtel, fx KC50/50/750, kan blive så stærk i forhold til murstenene, at bevægelser i murværket forårsager revner, som løber gennem murstene-ne (figur 1). Anvendes kalkmørtel, vil denne på grund af sin porestruktur, altid være så svag, at revnen dannes i fugen (figur 2). Dette er en stor fordel, hvis det pågældende murværk skal repareres; murstenene skal ikke hugges ud, man kan nøjes med at reparere fugerne (figur 3). Naturligvis skal man bruge stærkere mørtel, hvis konstruktionen kræver det, men også stærkere sten. Ren luftkalkmørtel med en korrekt sammensætning vil i mange tilfælde kunne anvendes også i bærende konstruktioner.

En anden ulempe ved mørtler som indeholder hydraulisk bindemiddel er, at de skal anvendes inden for bearbejdelighedstiden (engelsk ’setting time’, i limbranchen ‘pot life’). Der bør ikke blandes mere mørtel op, end der kan bruges inden for bearbejdelighedstiden, som kan variere fra en til tre timer. En KC-mørtel, som bliver stående i blandemaskinen, kan godt blandes op igen og igen i løbet af arbejdsdagen, men derved mistes den styrke, som cementen er tænkt at give. Cementens reaktionsprodukter slås hele tiden itu af omrøringen. Mørtlen kommer til slut til at virke som en kalkmørtel med den reagerede cement som filler.

Længe leve kalkmørtlen fig 01

Figur 1

Længe leve kalkmørtlen fig 2

Figur 2

Længe leve kalkmørtlen 3

Figur 3

Længe kalkmørtlen fig 4A

Figur 4 A

Længe leve kalkmørtlen figur 4B

Figur 4 B

Længe leve kalkmørtlen figur 4C

Figur 4 C

Kalkmørtles fordele

Hærdet kalkmørtel vil altid være et meget porøst materiale. Porøsiteten fremkommer først og fremmest ved, at vandet, som giver mørtlen sin bearbejdeligheden under og efter opmuringen suges ind i teglstenene og efterlader hulrum. Desuden vil det vand, som dannes under karbonatiseringen også suges væk eller fordampe (figur 4).

Porøsiteten bevirker, at mørtlen ikke kan blive så stærk, at den kan trække teglstenene i en mur i stykker. Endvidere vil ren kalkmørtel altid være diffusionsåben. Hærdningsprincippet forhindrer, at den kan blive tæt. Den åbne porestruktur er også medvirkende til, at man ved indendørs arbejde får kortere udtørringstider, end når der bruges hydrauliske bindemidler.

Partiklerne i læsket kalk er flade sekskantede krystaller af kalciumhydroxyd. I vådlæsket kalk er de af størrelsesorden helt ned til 1 my. Det bevirker, at en mørtel med dette bindemiddel er let at bearbejde.

En vigtig egenskab ved vådkalkmørtel er også, at bearbejdelighedstiden er uendelig. Mørtlen kan ikke hærde, hvis luftens kuldioxyd ikke kan komme til. Hærdeprincippet og partikelstørrelsen er årsag til, at rene kalkmørtler har en række fordele frem for mørtler, som er forstærket med cement eller andre hydrauliske bindemidler. Fordelene kan resumeres som følger:

Arbejdsmæssige fordele

  • Har god bearbejdelighed og hænger godt fast på skeen.
  • Hærder ikke, når den opbevares tildækket. Det betyder, at den altid kan være klar til brug, og at opblandet mørtel ikke skal kasseres ved fyraften, som mørtel med cement skal.
  • Der kan udføres mere ensartet murværk, fordi al mørtel kan blandes på en gang og lagres afdækket, til den skal anvendes.
  • Eventuelle revnedannelser under udtørringen kan presses sammen straks.
  • Ved bygningsændringer eller nedbrydning behøver man ikke anvende slaghammer.

Fordele i færdigt murværk

  • Små bevægelser i bygningen fra sætninger eller varmepåvirkninger optages i fugerne, uden at murstenene revner. Herved reduceres eller elimineres behovet for dilatationsfuger på lange murflader.
  • Eventuelle reparationsarbejder lettes, fordi man ikke behøver at ud skifte stenene.
  • Mørtlen er garanteret diffusionsåben, dvs. at materialet kan ‘ånde’.
  • Afgiver vand hurtigere end cementholdige mørtler.
  • Er ikke vandopløseligt.
  • Indeholder ikke gips eller andre salte, som afsættes på murfladen.
  • Mindre revner vil lukkes på grund af selvheling.
  • Århundreders erfaringer har vist, at mørtlen er holdbar, takket være den vandafvisende effekt.

Miljømæssige fordele

  • Genbrug af mursten lettes, da kalkmørtel er lettere at rense af end cementmørtel.
  • Øget brug af ren kalkmørtel kan reducere brugen af cement og dermed CO2-udslip.

Afslutningsvis

I dag anvendes ren vådkalkmørtel mest til reparation og vedligeholdelse af ældre muret byggeri og historiske bygværker. På byggepladsen skal der ifølge normerne altid tilsættes cement eller hydraulisk kalk, hvis kalkmørtlen skal anvendes til bærende murværk. Det har har haft betydning for andre anvendelser af kalkmørtel, således at der tilsættes cement, også hvor det ikke er nødvendigt. Det bør der laves om på, så at ren kalkmørtel af god kvalitet i fremtiden kan anvendes i skalmure og i indvendige arbejder, hvor der stilles moderate krav til styrken.

BYG – DTU har målt luftkalkmørtlers styrke som funktion af sammensætning og tid, mere om det i en senere artikel.

Læs mere om kalk og kalkmørtel på www.kalkforum.org

Tekst: Anders Nielsen

Anders Nielsen er civilingeniør, tekn dr, Docent em. fra DTU – BYG og har undervist i byggematerialers egenskaber og anvendelse i byggeriet.

Fotos: Anders Nielsen, Susanne Ulrik og Torben Seir

Serie
Tidsskriftet Tegl - artikler
Serienummer
2013 1
Gyldighed
Gældende