Gips, kalk & leire

Kalk og leire er blant våre eldste byggematerialer. Gjennom tidene har de gitt oss alt fra enkle ildsteder til kirker, murverk og moderne konstruksjoner.

Kalkens opprinnelse

For 11 000 år siden i dagens Frankrike lagde noen huleboere et bål utenfor hulen. Rundt bålet ble det lagt stein for å forhindre at flammene ikke antente området rundt. Etter en kraftig rengskur oppdaget man at stenene gikk i oppløsingen og blandet seg med jord på bakken. Etter noe dager oppdaget man at bakken ble hard og den første kunnskapen om kalk ble født.

Kalk gjennom historien

Kalk er et av de byggematerialene som har forandret måten vi bygger på mest igjennom tiden. Det å brenne stein med forskjellige mineraler har resultert i alt fra romerske sement, forskjellige typer kalkmørtler til byggverk som er preget av dagens betongindustri.

Hva er kalk?

Kalk er CaCO₃ som i hovedsakelig er rester etter skjell og koraller som har levd i havet. Med tiden har dette blitt enten blandet med andre bergarter eller blitt presset dypt ned i jorden. Dette har resultert i kalkstein, marmor og kalkholdig skifer. Ved å varme disse steintypene opp til over 848 grader kan man lage kalkmørtler av dem.

Når man varmer opp steinen til over 848 grader forsvinner CO₂ fra steinen. Da forandres kjemien i steinen og man får CaO, altså brent stein. Denne steinen har da mistet 40 prosent av vekten sin under brenning. Når man så tilsetter vann tilfører man H₂O og man får lesket kalk Ca(OH)₂. Det som skjer da er at steinen går igjennom en kjemisk reaksjon og går i oppløsning. I denne prosessen skaper steinen mye varme. Man har målt at varmen kan komme opp i 400 grader under denne prosessen. Når den kjemiske prosessen er ferdig vil massen begynne å ta tilbake CO₂ fra luften og avgir vann, denne prosessen kaller vi for herdeprosessen og massen går tilbake til kalkstein igjen CaCO₃.

Blander vi inn sand i kalken etter at den er lesket så får vi mørtel.

Kalk i Norge

Vi antar at kalkmørtelen kom til Norge en gang på begynnelsen av 1000-tallet sammen med kristendom. Kalkmørtelen ble i starten brukt til å mure kirker med og senere blitt brukt til reising av bygg i stein og tegl, til sementen overtok markedet i starten på 1900-tallet. Kalken har også spilt en stor rolle i industrien og jordbruket.

To hovedtyper kalk

Når vi snakker om kalk innenfor byggebransjen deler vi kalken opp i 2 kategorier: hydraulisk og hydrat kalk. Hydraulisk kalk er kalk som herder med opptak av CO₂ fra vann og luft. Det vil si at den kan herde under vann. Hydrat kalk er kalk som bare herder med opptak CO₂ fra luft, ergo den herder ikke under vann. Disse to kalktypene har forskjellige egenskaper.

For at en kalk skal bli hydraulisk må det være jernmineraler i kalken, det vil si at kalkinnholdet er fra 60–90 prosent og resten er leire og jernmineraler. Dette gir egenskaper som større trykkfasthet, kjappere herding og bedre evne til å takle vannpåkjenninger. Denne kalken er mye brukt i murverk.

Hvis kalksteinen er ren eller nær 90–100 prosent ren kalk, så får vi en hydrat kalk. Denne kalken herder bare ved opptak av CO₂ fra luften. Dette gir egenskaper som fleksibilitet med tanke på bevegelse, og fargen er som regel helt hvit. Historisk sett har denne kalken blitt lagt i kalkuller og brukt til finere pussarbeid.

Leirens opphav

Leire er en jordart som identifiseres som størrelsen 0–0,004 i kornstørrelse. Den leiren som vi har i Norge i dag er avsettinger fra den siste istid. Isen som låg over Norge skuret på grunnfjellet og disse avsettingene ble til leire.

Vi deler leire inn i 2 kategorier: maritim leire og marin leire. Maritim leire er leire som har blitt samlet i havnebasseng. Hovedsakelig avrenning fra elver som har samlet større lag i havnebasseng og lagt leiren i lag. Denne leira har som regel saltvann i seg, noe som også stabiliserer leira. Hvis saltvannet blir vasket ut kan leira bli til kvikkleire ved vibrasjoner og større inngrep. Maritim leire har som regel høy konsentrat med leire, ofte over 80 prosent, og man finner sjeldent innslag av andre jordarter.

Marin leire er leire som ligger sammen med annen jord. Det vil si at den er blandet med jordarter som har større kornstørrelse, gjerne jord som silt, sand og grus. Denne leira finner vi som regel over den maritime grense ca. 150 moh. Denne leira kan ha blandinger som alt fra 5–80 prosent leire.

Leire som byggemateriale

Leire er det byggemateriale som er mest brukt i verden. Alt fra teglstein, tørkede leireblokker, leirepuss på armering laget av kvist og leire som støpemateriale.

Leire er mye brukt i Norge. Alt fra husbygging fra vikingtid og frem til i dag. Leire har blitt brukt til å lage teglstein, tørkede leireblokker og brukt som støpemasse i stampehus. Leire er også mye brukt som bindemiddel i jordmørtler i alt fra natursteinsmurer, tegl og treverk.

Leire var mye brukt som byggemateriale i Norge, fra reformasjonen og fram til den industrielle brenningen av kalk på midten av 1800-tallet. Nesten alt murverk ble murt i leiremørtler. Det sies at 25 prosent av murbygningene i Oslo også er murt med en leiremørtel.

Leire ble også brukt som puss på treverk (rapping) og har også egenskaper til å brukes ved ildfast muring.