ne09082020

Poslední aktualizace26.03.2017 (01:52)

Back Jste zde: Home Stavebnictví Stavebniny Navika - Vápno a jeho užití

Navika - Vápno a jeho užití

malba francie.jpg
aplikace ultramarinu.jpg
letecký snímek.jpg
bez názvu.png

Ultramarin pro vápenné nátěry

Vápenné kaše a suspenze hydrátů vápenatých od nepaměti používaly nejen pro přípravu malt a omítek, ale také jako krycí nátěry pro interiéry i exteriéry. Vápenné nátěry se vyznačují silnou zásaditostí. Proto lze pro jejich barvení použít pouze pigmenty, které jsou v silně zásaditém prostředí stálé. Další podmínkou je stálost na světle. Důležitou roli v tomto směru sehrál intenzivně modrý pigment ultramarin.

 

 

Úvod

Termický rozklad vápence (výpal vápna) patří k nejstarším chemickým technologiím, objeveným a využívaným člověkem. K objevu došlo patrně náhodou při zahřívání vápencových kamenů na vyšší teploty. Pálené a hašené vápno se používalo prokazatelně ke stavebním účelům (malty, omítky, nátěry) již v období neolitu (mladší doba kamenná, cca 8000 až 5000 let př. n. l.). Nejstarší památky byly objeveny v archeologických lokalitách Středního Východu na územích dnešního Turecka (Catal Hüyük, Hacilar), Libanonu (Byblos), Jordánska (Ajn Ghazal) aj.

Na našem území se vápno používá od 10.–11. století. V roce 932 postavil kníže Boleslav svůj hrad s pomocí vápenné malty. V roce 999 je doloženo vlastnictví vápenky Břevnovským klášterem.

 

Barevné pigmenty

Jedna z maleb v jeskyni Lascaux, Francie (pozdní paleolit)

Pigmenty jsou práškové jemně rozetřené barevné substance nerozpustné ve vodě, případně dalších rozpouštědlech. Po nanesení na podklad (rozmíchány s vhodným pojivem) se vyznačují určitým stupněm kryvosti a adheze k podkladu.

Historie používání pigmentů je stará jako lidstvo samo. Již z paleolitu se zachovaly nádherné skalní a jeskynní malby. Bylo při nich použito pigmentů přírodního původu – různé hlinky a okry s různým obsahem oxidů železa a jiných kovů (odstíny žluté, červené, fialové, hnědé, šedé a černé). Jako pojivo se používala voda, zvířecí tuk, možná i krev. Nanášení se provádělo chomáčky mechu nebo primitivními štětci ze zvířecí srsti [1] (obr. 1).

Egypt (od cca 3 000 př. n. l. – malovalo se na stěny omítnuté vápenosádrovou omítkou v tenké vrstvě. V pozdějším období (cca 3. st. př. n. l.) se používala jako podklad pod nástěnné malby vrstva křídy pojená klihem nebo vícevrstvá vápenná omítka s vysoce leštěným povrchem. Malby sloužily hlavně kultu mrtvých, proto se s nimi setkáváme nejčastěji v hrobkách. Barvy se používaly v podobě tempery nanášené na suchý podklad.

Antika objevila techniku fresky, která později dosáhla největšího rozkvětu v 16. století v Itálii a rozšířila se i do ostatních zemí. Při této technice se nanášejí pigmenty v suspenzi ve vápenné vodě na čerstvou vápennou omítku. Při následné karbonataci dojde k pevné chemické vazbě mezi pigmenty a vápnem, takže freska je neobyčejně trvanlivá. Tato technika má však i stinnou stránku – nelze provádět dodatečné retuše. Jediná možnost opravy je odstranit malbu i s podkladní omítkou [1].

Specifická problematika barvení vápenných nátěrů

V současné době i přes prudký rozvoj výroby nátěrových hmot nacházejí vápenné nátěry stále svoje místo. Používají se například z důvodu zachování autentického stavu stavebních památek, a dále tam, kde se uplatní desinfekční účinky vápenné suspenze (vysoké pH hubí patogenní mikroorganismy). V neposlední řadě patří k přednostem vápenných nátěrů jejich relativní láce, snadná dostupnost, dobrá kryvost a po jejich vyzrání (karbonataci) též paropropustnost a výborná odolnost proti povětrnostním vlivům.

Vápenné nátěry jsou silně zásadité. Proto lze pro jejich barvení použít pouze pigmenty, které jsou v zásaditém prostředí stálé. V minulosti to byly hlavně přírodní hlinky a okry – zemité jílovité pigmenty žluté až červené barvy s různým obsahem různých oxidů železa. Odstíny těchto pigmentů lze značně ovlivnit jejich řízeným výpalem. S pozdějším rozvojem chemické výroby se uplatnily uměle vyrobené minerální pigmenty na bázi oxidů kovů – železa (červená, hnědá, žlutá, černá), manganu (šedá, černá), chromu (zelená) a dalších. Za nejluxusnější byl ještě počátkem 19. století považován vzácný modrý minerální pigment ultramarin.

Aplikace ultramarinu v lidové architektuře

Ultramarin (neboli lazurit) je hlinitokřemičitan sodno-vápenatý spadající do skupiny foidů. Z mineralogického hlediska se jedná o tektosilikát a člen sodalitové skupiny [2]. Je to zpravidla namodralý až sytě modrý minerál, ale může mít barvu fialovou, zelenou nebo růžovou. Přibližný chemický vzorec minerálu je (Na,Ca)8(AlSiO4)6(SO4,S,Cl)2. Lazurit tvoří součást horniny lapis lazuli, ve které se podílí na jejím složení 25 až 40 %. Vysoká cena tohoto přírodního pigmentu dala popud k jeho umělé přípravě, což se podařilo v roce 1828 Giumetovi ve Francii a Gmelinovi a Köttigovi v Německu. Výroba syntetického ultramarinu se rychle rozšířila a jeho cena klesla natolik, že se stal jedním z nejpoužívanějších pigmentů nejen pro nátěrové hmoty, ale i v dalších oblastech – k barvení cementu, plastů, bělení prádla, cukru, škrobu, jako umělecká barva apod.

Ultramarin je relativně levný, nejedovatý, ve vodě nerozpustný, stálý na vzduchu a na světle. Je však stálý pouze v zásaditém nebo neutrálním prostředí, v kyselém prostředí se rozkládá za uvolňování sulfanu (H2S). Proto se výborně hodí jako pigment právě k barvení vápenných nátěrů. V nedávné minulosti byl zhusta využíván i v lidové architektuře

Příprava syntetického ultramarinu

Podrobnější informace o technologiích a používaných surovinách jsou v naší i zahraniční literatuře sporadické, neboť receptury a postupy byly zpravidla součástí obchodního tajemství tehdejších výrobců, proto nebyly zveřejňovány a byly často chráněny různými patenty.

Obecně se syntetický ultramarin připravuje výpalem složek obsahujících křemík, hliník, sodík a síru. Jako suroviny se nejčastěji používají kaolin, zeolit, křemelina, síran nebo uhličitan sodný a prášková síra nebo sulfid sodný. Výpal probíhá zpočátku v redukčním prostředí. Jako redukční činidlo se přidává dřevěné uhlí nebo kalafuna.

Letecký snímek závodu v Chennai (Tamil Nadu, Indie)

Výroba tedy využívá běžné a relativně levné suroviny. Velkým problémem je však vlastní technologie výpalu a dalšího zpracování produktu. Síra částečně vyhořívá na oxid siřičitý, který uniká do okolí a musí být z ekologických důvodů zachycován. Dalším odpadním produktem je silně znečistěná voda po vypírání produktů. Poněkud zvláštním problémem jsou též úlety nejdrobnějších frakcí pigmentu, které nezachytí žádná v současné době dostupná odprašovací technika a které znečisťují okolí výroby modrým zabarvením veškerých okolních povrchů.

V současné době průmyslová výroba ultramarinu u nás i ve světě prakticky zanikla. Zánik výroby byl zapříčiněn zejména výše zmíněnými ekologickými aspekty technologie. Jedny z posledních továren se nalézají v Indii a jsou provozovány firmou Ultramarine & Pigments Ltd., závody v Chennai a v Ranipet, Tamil Nadu (dříve Madrás)

 

Experimentální část

Cílem prací bylo připravit v laboratorním měřítku vzorek ultramarinu a ověřit tak dnes již historický technologický postup, kterým se v minulosti vyráběl. Jak již bylo uvedeno, jsou informace o postupech výroby sporadické, často si odporující a (možná záměrně?) matoucí. Proto byla o přípravě ultramarinu zpracována podrobná literární rešerše. Z ní vyplynulo:

  • výchozí hlinitokřemičitou složku je třeba nejdříve aktivovat žíháním při teplotě 500 až 750 °C po různou dobu

  • nositelem modrého zbarvení je polysulfidická skupina –(S=S)n–

  • příprava probíhá zpočátku v redukční atmosféře, kterou zajišťuje nedokonalé spalování organických látek v surovinové směsi

  • postup výroby je velmi citlivý na vlastnosti surovin, jejich vzájemné poměry, doby a teploty výpalu

Při experimentech byly jako suroviny použity:

  • kaolin Božičany

  • křemelina Borovany

  • zeolit Nižný Hrabovec

  • uhličitan sodný, síran sodný a sulfid sodný (laboratorní chemikálie p. a.)

  • prášková síra pro medicinální účely (čistota podle ČL 2009)

  • kalafuna a dřevěné uhlí technické jakosti

VÁŠ DODAVATEL BETONU

NAVIKA spol. s r. o., Vltavská 389, 252 07 Štěchovice okr. Praha-západ

tel., fax.: +420 257 740 647 email: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript. web:http://www.navika.cz