Kalciumoxid, en almindelig kemisk forbindelse, der fremstår som et hvidt krystallinsk fast stof ved stuetemperatur, kan let fremstilles ved termisk nedbrydning af kalksten. Det var sådan, at materialet, også kendt som brunkalk, blev erhvervet til menneskelig brug, efter at gamle folk brændte kalksten i en ovn for at drage fordel af dets strukturelle egenskaber.

Navnet brunkalk er på mange måder passende, da stoffet dannes hurtigt efter opvarmning af kalksten og vender tilbage til sin oprindelige tilstand, hvis det forbliver udsat for luft. På samme måde bliver calciumoxid, hvis det blandes med vand, til slukket kalk, et tyktflydende, opslæmmet materiale, der er særdeles velegnet til anvendelse i mørtel. I de tidlige dage af brugen af brændt kalk var folk dog sandsynligvis ikke klar over denne anvendelse, da kalk i de egyptiske pyramider kun blev brugt til pudsning. Men årtusinder senere anvendte det romerske imperium i stor udstrækning kalkbaserede mørtler i sin arkitektur. Der er endda kalk i den kinesiske mur.

Kalciumoxid i krigsførelse

Med tiden forblev den fredelige anvendelse af brunkalk, men kemikaliet fandt en anden anvendelse, der opfyldte et andet mål. I slutningen af fvt. er der beviser for, at hære i forskellige regioner kastede calciumoxid mod deres fjender. Generelt kastet i hånden på dette tidspunkt gjorde det ikke engang noget, om det fartøj, der bar den ubrændte kalk, ramte direkte sit mål, da det pulverformige stof hurtigt kunne spredes gennem vindens kraft.

Kalciumoxiden var egentlig ikke en form for direkte decimering, men en slags avanceret røgslør, der kunne bedøve de modstående styrker betydeligt. En del af dette var den overvældende kvælning og endog kvælning, som soldaterne ville udholde, når de blev udsat for det. Lige så slemt for at fortsætte en kamp var den virkning, som brændt kalk havde på deres øjne. På grund af deres høje fugtniveau var øjnene drastisk modtagelige for virkningerne af calciumoxid, som ville blive til slukket kalk ved kontakt, og det resulterende mørtelmateriale i soldaternes øjne ville praktisk talt gøre dem blinde.

I middelalderen benyttede mange hære sig af dette våben og brugte det mod flådestyrker for at supplere en sejr. Båret af hastigheden og afstanden fra en katapult, trebuchet eller en anden form for ballista kunne kalciumoxid let påvirke alle besætningsmedlemmer på et skib. Dette blev beskrevet af forfatteren Giles af Rom fra det trettende århundrede:

“der plejede at være et stort antal krukker fyldt med malet brændt kalk, som skulle kastes fra oven ind i fjendens skibe. Når krukkerne kastes med kraft og splintres ved nedslaget, stiger pulveret op i luften og kommer ind i fjendens øjne og irriterer dem så meget, at de, næsten blændet, ikke kan se. Denne situation er meget farlig i søkrig, fordi de kæmpende mænd i en sådan krig ser sig selv truet på livet fra alle sider. Derfor, hvis de kæmpende mænds øjne i en sådan kamp er så irriterede af pulveriseret kalk, at de ikke kan se, kan de let enten blive dræbt af deres fjender eller drukne i vandet.”

En anden frygtelig anvendelse af calciumoxid i søkrig kan have været dets inddragelse i den hemmelige opskrift på græsk ild, et mystisk stof, som man stadig ikke helt forstår den dag i dag. Græsk ild var en brandblanding, som de østromerske kejsere brugte til at bekæmpe flådemagt, og den dukkede første gang op i det syvende århundrede e.Kr. for at beskytte Konstantinopel mod en invasionsflåde. Dette materiale var grundlæggende flydende ild; det blev slynget mod fjenderne gennem sifoner og brændte ved kontakt. Da det var uslukkeligt, spredte den kemiske ildkugle sig hurtigt og fortsatte endda med at brænde på vand (og det burde lyde bekendt for Game of Thrones-fans).

Calciumoxid i industrien i dag

I dag adskiller de primære anvendelser af calciumoxid sig fra meget af dets historie inden for krigsførelse og ligner mere dets oprindelige anvendelse. Ligesom i pyramiderne og på den store mur er brunkalk stadig en stærk komponent i forskellige materialer. Kalk er et almindeligt kemisk stof, der anvendes i jern- og stålfremstilling og fungerer som et flusmiddel til rensning af stål i elektriske lysbueovne (EAF) og basiske iltovne (BOF). Ud over at fjerne urenheder reducerer calciumoxid slid på ildfaste materialer og sprængning og kan give en skummende slagge til lang lysbuedrift.

Med hensyn til strukturelle formål kan brændt kalk, som det fremgår af ASTM C5-18 – Standard Specification for Quicklime for Structural Purposes, “aldrig anvendes som sådan til strukturelle formål; det skal altid først slækkes”. Da renheden og kvaliteten af slukket kalk i høj grad afhænger af, hvordan den fremstilles af brændt kalk, er det vigtigt, at denne proces udføres korrekt og med en hastighed, der afhænger af den specifikke kalk, der anvendes. Den resulterende slukkede kalk anvendes til mørtel, puds og cement i bygninger og andre konstruktioner.

Kalciumoxid (og calciumhydroxid) er også et vigtigt kemikalie til at hæve pH-værdien i drikkevand og spildevand under dets behandling. Der anvendes imidlertid forskellige metoder til at anvende brunkalk i de forskellige faser af vandafblødning, neutralisering og stabilisering, så det er vigtigt at overholde de kalktyper, der anbefales i ASTM C1529-06A(2011) – Standard Specification for Quicklime, Hydrated Lime, and Limestone for Environmental Uses (standardspecifikation for brunkalk, hydratkalk og kalksten til miljømæssige formål). Desuden varierer mængden af brøndkalk, der tilsættes til vand, fra land til land på grund af føderale bestemmelser. I USA er brugen af brændt kalk og hydratkalk i vandforsyningen standardiseret af AWWA B202-2019 – Quicklime And Hydrated Lime.

Brændt kalk er også et vigtigt kemikalie til at interagere med jorden. Et aspekt af dette er landbrugskalk, som tilsættes afgrøder for at tilføre næringsstoffer og for at kontrollere pH-værdien, så planterne let kan optage næringsstoffer, der er let tilgængelige i jorden. Et andet aspekt er jordstabilisering, en proces, hvor brændt kalk og hydratkalk tilsættes jorden for at gøre den egnet til bærende anvendelser som f.eks. motorvejskonstruktion. Vejledning om jordstabilisering med brunkalk er behandlet i ASTM C977-18 – Standard Specification for Quicklime and Hydrated Lime for Soil Stabilization.

Flere standarder om brunkalk er tilgængelige ved at søge i ANSI Webstore.