Wapno hydratyzowane – historia, właściwości i zastosowanie

W artykule przedstawiono właściwości wapna hydratyzowanego – produktu gaszenia wapna palonego. Opisano historię stosowania wapna, proces jego gaszenia oraz podano wymagania normowe. Przedstawiono ponadto właściwości zapraw budowlanych zawierających wapno hydratyzowane.

Dokładna data odkrycia materiałów wiążących przez człowieka, w tym wapna, jest trudna do ustalenia. Z pewnością nastąpiło to po odkryciu przez człowieka ognia i jego praktycznego wykorzystania w życiu codziennym. Podczas licznych eksperymentów prowadzonych z użyciem ognia stwierdzono, że rozdrobniony kamień gipsowy lub wapienny pochodzący z miejsca, w którym rozniecano ognisko, po zmieszaniu z wodą wykazuje zdolność do wiązania i twardnienia.
Pierwsze piece do wypalania wapna powstały prawdopodobnie w 7 tysiącleciu p.n.e. Miały one postać opalanych drewnem komór, w których układano fragmenty skały wapiennej. Późniejsze modyfikacje polegały na stosowaniu naprzemiennych warstw wapienia i opału, a także pokrywaniu tych prymitywnych wapienników gliną (z otworami wylotowymi powietrza) [1].
Pierwsze przypadki stosowania wapna udokumentowano ok. 3000 lat p.n.e. w starożytnym Egipcie. Egipcjanie stosowali wapno do produkcji wapiennej zaprawy murarskiej przy budowie piramid w Gizie oraz do nawożenia gleby [2]. Zaprawy otrzymywane przez zmieszanie wapna palonego z pucolanami i wodą stosowano również podczas budowy Wielkiego Muru Chińskiego [2, 3], wznoszonego w okresie VII–III w. p.n.e. oraz przy wznoszeniu wielu budowli na terenach Babilonii (np. brama Bogini Isztar) i Grecji. W Chinach wapno stosowano przy budowie świątyń, mostów i budowli fortyfikacyjnych [4].
Stosowanie wapna zostało rozpowszechnione podczas panowania Imperium Rzymskiego [1–3]. Dzięki starannemu doborowi surowca i dodawaniu do spoiwa wapiennego skutecznych modyfikatorów Rzymianie osiągnęli mistrzostwo w posługiwaniu się zaprawami wapiennymi [1].
Produkcję wapna i jego zastosowanie opisał wielki rzymski budowniczy i architekt Witruwiusz w traktacie „O architekturze ksiąg dziesięć” [5]. Dzieło powstało prawdopodobnie między 20 a 10 r. p.n.e. Jest ono bezcennym źródłem wiedzy o archi tekturze i sztuce budowlanej starożytnych Greków i Rzymian. W tym okresie wapno wypalano w piecach polowych, tzw. mielerzach [2].
W Polsce pierwsze budowle wzniesione z użyciem zapraw wapiennych pochodzą z X w. (np. rotunda na Wawelu) [1]. Przykładami najstarszych budowli z kamienia wapiennego łączonego zaprawą wapienną, zachowanymi do obecnych czasów, są Opactwo Benedyktynów w Tyńcu i Kościół Św. Andrzeja w Krakowie, pochodzące z XI w. [4].
Po okresie rzymskim nastąpił wyraźny spadek wykorzystywania spoiw wapiennych (a także gipsowych). Dopiero w XIV w. nastąpił rozwój produkcji wapna, a jego zastosowanie rozszerzyło się na całą Europę. Wypalanie wapna niewiele się różniło od dawnego sposobu rzymskiego. Piece polowe uległy niewielkiej modernizacji na rzecz pieców komorowych o przekroju ciągłym prostokątnym lub kolistym z otworami ciągowymi w sklepieniu, opalanych drewnem lub węglem drzewnym. Wprowadzenie węgla kamiennego w XVIII w. zmieniło zasadniczo technologię wypalania wapna. We Francji powstały pierwsze piece szybowe, które rozpowszechniły się w całej Europie i wyparły mało wydajne piece komorowe i polowe.
Produkcja wapna palonego w Polsce na skalę przemysłową rozpoczęła się w XVIII w. Ok. 1770 r. na wzgórzu Kadzielnia (Kielecczyzna) powstał z inicjatywy bp. Kajetana Sołtyka pierwszy wapiennik [6]. Ponad sto lat później, w 1886 r., wybudowano tam trzy piece do wypalania wapna. W 1938 r. zakłady w Kadzielni (fot. 1) zatrudniały ok. 200 pracowników, którzy wydobywali skałę wapienną do produkcji nawozów, topnika dla przemysłu hutniczego, wapienia dla przemysłu cukrowniczego i hut szkła. Część produkcji przeznaczona była jako kamień budowlany i tłuczeń dla kolejnictwa, część produkowanego wapna była eksportowana. Eksploatację Kadzielni zakończono w 1968 r.

Fot. 1. Zakłady wapiennicze na Kadzielni (1945 r.) [6]