Puzzolaan

Er bestaat een soort poeder dat van nature buitengewone resultaten oplevert. Het komt voor in de streek rond de Vesuvius. Wanneer dit poeder gemengd wordt met kalk en puin, zorgt het niet alleen voor de duurzaamheid van verschillende soorten constructies, maar zelfs wanneer metselpijlers ermee onder water worden gebouwd, worden ze hard.

Dit poeder staat bekend als puzzolaan en het werd al in de oudheid gebruikt voor de bouw van diverse constructies. Zo schreef Vitruvius, een Romeinse architect en ingenieur uit de eerste eeuw voor Christus, al over de bijzondere eigenschappen van puzzolaan.Vitruvius, ca. 30-20 v. Chr.

Wat is een puzzolaan?

Puzzolaan is een materiaal dat geen bindend vermogen heeft, maar wanneer het met kalk wordt gemengd, een deel van de mortel hydraulisch maakt, waardoor het sterker wordt. Dit maakt het geschikt voor gebruik in de bouw van constructies die bestand moeten zijn tegen de elementen, zoals constructies die onder water gebouwd worden.

De naam puzzolaan is afgeleid van Pozzuoli, een plaats in de buurt van Napels in Italië, waar de oude Romeinen vulkanische as gebruikten om een hydraulische reactie met kalk tot stand te brengen. Dit maakte het mogelijk om hun “beton” onder water te verharden. Sindsdien zijn as, puimsteen en soortgelijke vulkanische materialen (gezamenlijk bekend als pozzuolana) de belangrijkste bronnen van puzzolaan. Trass, een Duits puzzolaan van vulkanisch tufsteen, wordt ook veel gebruikt.

De Grieken gebruikten al puzzolaan van de vulkanische aarde van het eiland Santorini rond 700 v. Chr. en ook voor de aanleg van het Suezkanaal in de jaren 1860 werd puzzolaan gebruikt. De Romeinen maalden zelfs hun amorfe bakstenen en dakpannen van klei om te gebruiken als puzzolaan in hun mortels.

Moderne puzzolanen zijn veelal bijproducten zoals vliegas van kolengestookte elektriciteitscentrales en Hoogovenslak, of kunstmatig vervaardigde materialen zoals metakaolien, dat gecalcineerde (verhitte) klei is. Al deze materialen bevatten zeer fijnkorrelige, glasachtige deeltjes van reactief silica en aluminiumoxide.

Puzzolane spelen een belangrijke rol bij de restauratie en onderhoud van kalkmortels. Moderne industriële kalk is relatief zuiver en dus niet-hydraulisch. Bij de historische traditionele productie van kalkmortels  kunnen licht tot zwak hydraulische materialen zijn ontstaan met hogere sterktes vergeleken met zuivere kalk. Het combineren van puzzolaan met moderne kalk kan dus een manier zijn om materialen te produceren met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van sommige van de traditioneel gebruikte materialen.

Het gebruik van puzzolanen vereist inzicht in hun relatieve reactiviteiten. 

Gerangschikt van meest naar minst reactief:

  • metakaolien,
  • silica fume
  • vliegas 
  • Hoogovenslak 
  • puzzolane aarde
  • trass  
  • baksteenstof

Deze rangschikking is bij benadering de reactiviteit hangt af van verschillende factoren. Enkele factoren zijn de fijnheid waarmee het puzzolaan wordt vermalen en de inherente variabiliteit van het materiaal. Door variaties in kleimineralen, baktemperaturen en deeltjesgrootte zijn sommige baksteen gruisstoffen bijvoorbeeld reactiever dan andere. Om geschikt te zijn moeten bakstenen worden gebakken bij temperaturen onder ongeveer 900 ̊C. De meeste bakstenen die tegenwoordig in Nederland en België worden gemaakt worden gebakken bij hogere temperaturen waardoor ze ongeschikt zijn als puzzolaan.

Hoe reactiever het puzzolaan, des te hydraulischer zal het resulterende bindmiddel zijn. Dit is belangrijk bij het overwegen van mengverhoudingen. Hoewel er momenteel onvoldoende onderzoeksgegevens zijn om de juiste verhoudingen van gewone puzzolanen in combinatie met kalk te bevestigen, zijn de indicatieve verhoudingen voor het produceren van een bindmiddel dat vergelijkbaar is met een zwak tot matig hydraulische kalk als volgt:

  • Metakaolien 5%
  • Vliegas of hoogovenslak 10% 
  • Tras 20% 

De reactiviteit van puzzolanen is ook belangrijk als we kijken naar de permeabiliteit (ademende eigenschappen) van de resulterende mortel. Net als bij natuurlijke hydraulische kalk zal de resulterende mortel minder doorlatend zijn naarmate het pozzolan reactiever is. Evenzo geldt dat hoe hoger het aandeel puzzolaan in het mengsel is hoe groter de vafname van de doorlatendheid zal zijn.  Deze vermindering van de doorlatendheid treedt op doordat de hydraulische componenten in de poriënruimte tussen de kalkdeeltjes verbinden en deze gedeeltelijk blokkeren.

Het is belangrijk de verleiding te weerstaan om meer puzzolaan aan een mengsel toe te voegen om het net dat beetje sterker te maken. De voordelen van de overstap van cement naar kalk kunnen teniet worden gedaan door een overmatig gebruik van reactieve en zeer reactieve puzzolanen.

De hoeveelheid puzzolaan word gemeten als een percentage van het kalkgehalte, niet van de totale mortel.

Bij puzzolane zoals gebroken baksteen zullen alleen de fijnere deeltjesgrootte (over het algemeen minder dan ongeveer 75 μm) puzzolaan zijn.

De grovere deeltjes kunnen kleur en een gewenste mate van porositeit aan een mortel toevoegen. De grovere fracties van deze materialen moeten worden beschouwd als deel van het aggregaat, terwijl de fijnere (reactieve) fracties beschouwd moeten worden als deel van het bindmiddel.

Puzzolaan kan ook nadelige bijwerkingen hebben.

Net als cementen bevatten puzzolanen zouten die kunnen bijdragen tot de aantasting van metselwerk door zout. Vliegas kan sulfaten bevatten die afkomstig zijn van zwavel in de steenkool. Dit is een van de redenen waarom steenkool gebrande kalk inferieur is ten opzichte van hout- of gas gebrande kalk. Hoogovenslak kan sulfide mineralen bevatten die na de hydratatiereactie uiteindelijk oxideren tot sulfaten. 

Kleine hoeveelheden sulfide mineralen in hoogovenslak kan na verharding een blauwgroene kleur geven aan de kalkmortel. 

Puzzolane kalk 

De hydraulische kalk van Cal de Morón wordt beschouwd als een van de beste kalksoorten ter wereld. Bij Gordillo’s Cal de Moron worden traditionele hout gestookte kalkovens gebruikt om kalk te produceren. Een belangrijk kenmerk van Cal de Morón is dat het van nature een > 98% hoog calciumgehalte heeft. De uitzonderlijk hoge zuiverheid geeft en zorgt voor een hoge mate van stabiliteit en duurzaamheid in kalkmortel. Om de oven te beschermen tijdens het brandproces wordt kalksteen-klei gebruikt als afdekking. Na het branden van de kalk wordt de klei hergebruikt als puzzolaan, wat betekent dat het wordt toegevoegd aan de luchtkalk als een soort versterkend middel.

De kalk van Cal de Moron is 100% natuurlijk en wordt op een duurzame manier geproduceerd zonder het gebruik van synthetische materialen of energie-intensieve processen.

Kortom, door te kiezen voor kalk van Cal de Moron, kiest u voor een hoogwaardige, artisanaal en authentieke bouwmateriaal, dat bijdraagt aan de kwaliteit en duurzaamheid van uw bouwprojecten en het behoud van een waardevolle traditie. Verkrijgbaar in de sterktes HL3.5 en HL5 met CE keurmerk. 

Cal de Moron hydraulische kalk – Specialist in kalk, kalkverf

Voegmortel van Luchtkalk met puzzolaan

Al sinds de 2e eeuw maakt men gebruik van de afzettingen van schelpen aan de Noordzeekust voor de vervaardiging van mortel. Vroeger werden ze o.a. met hout of turf verbrand, geblutst en gebruikt als bindmiddel met licht hydraulische factoren. De schelpkalkmortel op basis van gebrande, gebluste zeeschelpen is een eerste keuze bij de restauratie van oude gebouwen. Deze grondstof biedt alle voordelen van moderne bouwmateriaal techniek, maar komt overeen met traditionele materialen.

Schelpkalkmortel voor een gezond klimaat

Schelpkalk werkt bacteriën dodend en voorkomt schimmelvorming, waardoor het zeer geschikt is voor natte ruimten. Het ‘ademt’ net als baksteen, zodat muren en pleisters binnenshuis vochtregulerend werken.

Historisch belangrijke of monumentale gebouwen moeten bij restauratie of onderhoud aan veel eisen voldoen. Er moet rekening worden gehouden met de instandhouding van monumentale gebouwen, traditionele materialen en met de actuele eisen inzake technische omstandigheden. De Bremer schelpkalk van Marbos bewijst hoe traditionele ambachtelijke technieken en materialen kunnen worden geïntegreerd in een hedendaagse renovatie of restauratie.

De voegmortel van luchtkalk met puzzolaan is vervaardigd van een uniek bindmiddel van schelpkalk van gewassen, gebrande en gebluste zeeschelpen en puzzolaan. Dit maakt het een duurzame en gezonde keuze voor de restauratie en onderhoud van historische gebouwen. https://kalkshop.nl/wp-content/uploads/2022/11/schelpkalk-voegmortel-technischblad-.pdf  

Schelpkalk snijvoegmortel – Specialist in kalk, kalkverf en toeslagen

Tras

Onze tras van Meurin Trasswerke komt uit de Romeinse mijn in Andernach en is het grootste Romeinse ondergrondse tufsteen winningsgebied ten noorden van de Alpen. Vulkanisch tufsteen, een mineraal te danken aan een verwoestende vulkaanuitbarsting, was ideaal voor de grootschalige bouwprojecten van het Romeinse Rijk.

Door het vermalen van vulkanisch tufsteen krijgen we het puzzolaan tras of trasmeel. Het vermalen vulkanische gesteente is rijk aan silica, welke reageert met vrije kalk om calciumsilicaathydraten te vormen. Dit geeft kalkmortels die zeer goed bestand zijn tegen chemische invloeden en zijn door de waterbestendigheid zeer geschikt voor waterwerken.

“Puzzolane” stoffen zijn latent hydraulische bindmiddelen die niet zelfstandig verharden, maar in combinatie met kalk en water reageren en onoplosbare verbindingen opleveren. Het puzzolane Tras is op zichzelf  geen hardend bindmiddel maar activeert een hydraulische reactie door toevoeging van kalk en water.
Een mengsel van het puzzolaan tras en kalk resulteert in een hydraulisch, d.w.z. h. een bindmiddel dat hard wordt in lucht en onder water.

Door de toevoeging van MEURIN-TRASS verkrijg  je een kwaliteitskalkmortel voor:

  • Metselmortel en voegmortel
  • Kalkstuc voor buiten- en binnenpleister
  • Leggen van natuursteen in kalkmortel
  • Gevelmetselwerk en trasraam
  • Traskalk + steenslag/kiezel/brikken +grof zand =Romeins beton
  • Restauratie van historische gebouwen

Tras puzzolaan – Specialist in kalk, kalkverf en toeslagen

Puzzolaan en het milieu

Het principe van puzzolaan in kalkmortel stamt al uit de oudheid en is de meest pure vorm van een mortel met hydraulische eigenschappen. De vervaardiging van puzzolane mortels behoeft een lage brand temperatuur en vergt dus weinig energie in vergelijking met bindmiddelen van na de industriële revolutie. 

Het verschil met moderne technologieën ligt dus in de samenstelling van het bindmiddel. Mortels uit puzzolaan en luchtkalk zijn veel minder energie-intensief dan hydraulische bindmiddelen zoals cement of (natuurlijk)hydraulische kalk. Zelfs gemaakte puzzolanen zoals gecalcineerde klei, metakaolin, hebben een lagere carbon footprint.

We zetten de waarden van drie duidelijke milieu-indicatoren op een rij: De brand temperatuur, CO2-uitstoot en het energieverbruik voor de fabricage. De getoonde waarden gelden voor één volume mortel met een gelijke dosering bindmiddel, waarbij drie soorten mortel worden vergeleken: puzzolane metakaolin kalkmortel, natuurlijk hydraulische kalkmortel en cementmortel.

Brand temperatuurCO2-uitstoot (kg CO2/t)Energieverbruik (MJ/t)
Puzzolane metakaolin kalkmortel               850/900°C2722763
Natuurlijk hydraulische kalkmortel1200°C6824050
Cementmortel1450°C88143855

Puzzolaan in de kalkshop

Met de opkomst van duurzame en milieuvriendelijke bouwmaterialen is het gebruik van puzzolaan weer helemaal terug van weggeweest. Het is een eeuwenoud materiaal met moderne voordelen. Door te kiezen voor puzzolaan draagt u niet alleen bij aan de bescherming van het milieu, maar ook aan de instandhouding van ons cultureel erfgoed

Heeft u vragen over het gebruik van puzzolaan en kalkmortel? Of wilt u meer weten over onze producten en diensten? Onze specialisten bij de Kalkshop staan altijd klaar om u te adviseren en te helpen bij uw project. Neem gerust contact met ons op voor persoonlijk advies en maatwerkoplossingen.

Facebook
Twitter
LinkedIn

Een greep uit ons assortiment

Zomervakantie

De Kalkshop is deze zomer gesloten van 19 juli tot en met 19 augustus 2024. Wij nemen een korte pauze om op te laden en kijken ernaar uit u daarna weer van dienst te zijn.

Wilt u voor de sluiting nog bestellingen laten verzenden, plaats deze dan uiterlijk op woensdag 10 juli 2024. Voor op maat gemaakte mortels dient u uw bestelling vóór woensdag 9 juli te plaatsen.

Als u nog langs wilt komen voor een afhaalbestelling of een kopje van onze heerlijke koffie, bent u van harte welkom tot en met 18 juli. Tijdens onze sluiting kunt u gerust online blijven bestellen; wij zorgen ervoor dat uw bestellingen na de vakantie zo snel mogelijk worden verwerkt.

We wensen u alvast een prachtige zomer toe en bedanken u voor uw begrip.